摘要：为了提高火电厂的工作效率，本文主要针对火电厂锅炉内壁结垢与腐蚀酸洗技术的应用作简要分析与阐述。在对火电厂锅炉内壁结垢及腐蚀的酸洗方案进行初步筛选、确定方案后再进行效果验证。针对实验得出锅炉内壁结垢不均匀会引发电偶腐蚀的结论。并且，在该实验中，还验证出电偶腐蚀可酸洗消除，以及不含奥氏体钢的系统可采用“盐酸+助溶剂+硫脲+缓蚀剂”方式进行循环清洗，并且效果较为理想。
关键词：火电厂；内壁结垢；酸洗技术；腐蚀
锅炉内壁结垢是影响火电产锅炉正常运转的重要原因，为了平衡水冷壁内壁的差异以及消除系统因差异产生的局部腐蚀，同时出于安全性与经济性平衡考虑，通常采用化学清洗手段腐蚀酸洗技术。本文结合某火电产锅炉案例展开研究。
一、炉水冷壁及省煤器管内壁结垢、腐蚀状况及技术分析
（一）水冷壁割管检查
第一、针对割管位置检查。在锅炉前后墙各取1根，高低温省煤器管各1根进行检查。
第二、针对割管进行检查。在检查过程中发现水冷壁管内壁呈灰黑色，肉眼可见铁锈红色。管内结垢不均匀，在利用酸洗垢后发现向火侧出现明显腐蚀状况，腐蚀状态呈明显斑纹。
（二）水冷壁内壁结垢垢量分析
第一、垢量分析。炉前背火侧垢量：244.93g/m3，向火侧垢量：301.34g/m3；炉后背火侧垢量：173.02g/m3，向火侧垢量：305.42g/m3。对于省煤器管垢量，高温省煤器：228.37g/m3，低温省煤器：338.54g/m3。
第二、垢成分分析。进行垢样成分分析，结果显示水冷壁垢主要成分为Fe2O3，其中汽包壁的Fe2O3含量为90.26%，下水包的Fe2O3含量为90.26%，水冷壁管的Fe2O3含量为90.58%。
（三）水冷壁结垢、腐蚀情况分析
结合现状，该锅炉结垢和腐蚀情况集中发生在蒸汽前系统，在进行化学监督过程中发现水冷壁、下水包以及汽泡内壁均有大量软垢，局部有垢量突起现象，酸洗时不易洗去等现象，如果不做及时处理，就容易造成垢下腐蚀，甚至受热不均而爆管，结合运行年限等各种因素确定对本锅炉水冷壁和省煤器酸洗。具体分析为以下三点：
第一，结垢中的主要成分为氧化铁。针对汽包壁、水冷壁管上的垢构成成分以及下水包进行分析可得出其90%以上为氧化铁，可以推断出为锈蚀所致。垢的形成主要是在非运行状态下和运行状态下两种情况。运行状态下，主要与炉水含铁量大和炉管的局部热负荷太高有关。非运行状态，主要是停机保护不够完美，保护膜形成不均匀，没有起到相应的保护措施。一般情况下低温省煤器比高温省煤器垢量高，向火侧和背火侧两者在垢量上比较接近，低温省煤器所含垢量比水冷壁向火侧高。而事实上和规律上有所不同，所以若要彻底清除现有垢量，进行合适的化学酸洗是非常有必要的。
第二，结垢不均匀，易产生电偶腐蚀。从水冷壁管样可以看出其结垢不均匀，在同一管段中，有的地方是金属原本色，而有的地方被黑灰色垢样所覆盖。观察表面，其状态罕见，对比差异明显，可造成电偶腐蚀。
第三，存在局部腐蚀。清洗水冷壁管样垢后可以看见明显的局部腐蚀，很显然这些都是由运行中的电偶腐蚀所造成。所以要想解决局部腐蚀问题就要想办法消除水冷壁内壁的差异。
二、确定腐蚀酸洗方案
（一）选择合适的化学清洗缓蚀剂
首先要确定垢量，计算化学清洗缓蚀剂的用量；其次要进行现场检查。检查部分主要为汽包和下水包内。汽包的水侧为灰黑色，刮掉后内侧出现铁锈红色，在水侧壁面附着均匀层浮垢；在汽侧焊缝和不平整处发现有少许白色盐迹，由于量少暂时无法取样。在下水包内的东侧发现有少许存水，在其西侧有少许沉积物，下水包内壁颜色为灰黑色；最后针对内壁进行割管检查。水冷壁管的东侧发现其结垢颜色呈灰黑色，肉眼可见出现铁锈红色，其结垢形状不均匀，部分呈现突起状态。在酸洗垢后的向火侧发现其腐蚀程度较为明显，而背火侧次之。
在进行酸洗后，壁管内垢全部清洗干净，可见其颜色呈金属本色，在向火侧出现有线条腐蚀状。在低省进口处有一层致密青灰色氧化铁垢，出现有鼓包现象。在进行清洗垢后，发现有不均匀腐蚀坑。
三、确定方案进行酸洗实施
（一）确定清洗方案、步骤以及检查验收
第一、清洗工艺。由于清洗范围不含奥氏体钢，所以采用盐酸酸洗工艺，将4%-7%盐酸、0.4%助溶剂、0.4%硫脲以及1%缓蚀剂融合进行循环清洗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据锅炉结构特点和清洗循环的需要，将水冷壁对称分为左、右水冷壁共两组，省煤器为一组，循环回路如下：
Ⅰ回路：清洗箱→清洗泵→省煤器→汽包→左、右水冷壁→清洗箱
Ⅱ回路：清洗箱→清洗泵→下降管手孔→左水冷壁→汽包→右水冷壁→清洗箱
Ⅲ回路：清洗箱→清洗泵→下降管手孔→右水冷壁→汽包→左水冷壁→清洗箱
加热方式：采用蒸汽加热升温，加热点为清洗箱，要求蒸汽参数：0.8-1.3MPa，200-250℃，15-20t/h。过热器和再热器不参与化学清洗，过热器在酸洗前充保护液。
第二、清洗步骤。临时系统冲洗及试压、向过热器充保护液、炉本体升温循环查漏、酸洗液配制（配置为1%缓蚀剂，盐酸浓度控制4%-7%，0.4%硫脲，0.3%-0.4%氟化物）、循环酸洗（控制汽包水位+150mm，Fe3+浓度300mg/L，清洗温度50-55℃）、水冲洗（用加氨除盐水置换冲洗至p H>4，汽包水位+180mm，总铁小于50mg/L）、漂洗（漂洗剂0.2%-0.3%，二个回路切换、循环漂洗1.5-2h，汽包水位+20mm，缓蚀剂0.05%-0.1%、，升温至75-80℃）、钝化（汽包水位+200mm，升温至85-95℃循环钝化12-14h，氨水调p H值9.5-10.0，加入二甲基酮肟钝化剂，监测钝化液p H值）、钝化液排放（在钝化结束后，开炉底排放，使其自然冷却）。
第三、检查验收。在清洗完成后针对汽包、下水包、监视管、指示片及锅炉进行检查验收：（1）汽包。汽包内部清洗分界面比较明显，可以看见参加清洗的金属表面无残留物无点蚀。在汽包底部及汽水分离器托盘等一些部位出现有少量积液，并且含有铁渣等一些沉积物。（2）下水包。下水包内表面清洗干净无残留物、无二次锈，在其底部出现有少量积液、残渣沉积物，其清洗金属表面已形成完整铁灰色钝化膜。（3）监视管。其内部氧化铁皮已被彻底清除，无二次锈、无点蚀、无镀铜、等过洗现象。水冷壁管金属表面有完整铁灰色钝化保护膜、无残留物。（4）割管检查。在东侧水冷壁系统燃烧器上部取割水冷壁管一根，肉眼可见其内表面清洗干净，光洁无残留物，无镀铜、无点蚀等过洗现象。（5）指示片。在清洗过程中其平均腐蚀速率1.73g/m2.h，汽包内指示片平均腐蚀总量为14.82g/m2，指示片表面为均匀腐蚀。
四、进行水质优化处理工作
造成热力设备腐蚀、出现结垢等一些问题的主要原因是供给水不合格或运行方式、炉水处理方式不合理。如何对水质进行合理优化，需要从以下三方面考虑：
第一、减少进入给水中杂质的含量，制备高纯度的补给水，彻底除去水中各种容易结垢的杂质。防止凝汽器管发生腐蚀泄漏，并及时查漏。对于300MW及以上机组，都配备凝结水精处理设备，以防止
因凝汽器管泄漏，冷却水直接进入锅炉而产生的腐蚀和结垢。对于生产返回的凝结水、疏水必须严格控制，必要时也要进行相应软化或除盐处理，有时还要进行除油、除铁处理。
第二、尽量减少给水中铜、铁含量。通常防止水、汽系统发生腐蚀采用的方法有高压给水系统采用除氧、加氨水的方法防止铁腐蚀；低压给水系统如果加热器含铜合金，可采取加联氨和氨水的方法防止铜腐蚀，不含铜合金时也可以不加联氨，但必须加氨水调节pH值；凝汽器管为铜管时，空抽区选用镍铜管防止氨腐蚀。此外，机组启动过程中，要加强水、汽质量监督，对不合格的水质要及时排放或换水。
第三、采用适当的给、炉水处理方式。在保证水质的情况下，大多数炉水处理采用氢氧化钠处理方式，给水采用还原性全挥发处理或加氧处理。
五、结束语
综上所述，火电厂锅炉内壁的水冷壁结垢不均匀、易溶盐的隐藏容易引起电偶腐蚀，从而使金属表面发生局部腐蚀，造成极大的安全隐患。但是结垢不均匀并不是无法解决的，通过适当的酸洗方式能够消除电偶腐蚀，避免危险事故的发生，利用4%-7%盐酸、0.4%助溶剂、0.4%硫脲、1%缓蚀剂混合进行循环清洗能够达到良好的效果。
参考文献：
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作者简介：
元晓燕（1981-），女，高级工，毕业于山西潞安职责技术学院，化学工程与工艺，主要从事化学化验监督工作。
论文作者:元晓燕
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/5
标签：水冷论文; 酸洗论文; 汽包论文; 内壁论文; 省煤器论文; 锅炉论文; 火电厂论文; 《电力设备》2018年第2期论文;