熱力設(shè)備的腐蝕及處理講義

第7章熱力設(shè)備的腐蝕及防止7.1金屬腐蝕的基本理論7.2給水系統(tǒng)金屬的腐蝕7.3汽包爐水汽系統(tǒng)的腐蝕及防止7.4熱力設(shè)備的停用保護(hù)7.5600MW超臨界爐停用保護(hù)實例7.6600MW汽包爐停用保護(hù)實例

§7.1金屬腐蝕的基本理論金屬腐蝕是指金屬表面與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起金屬破壞或變質(zhì)的現(xiàn)象。環(huán)境一般指材料所處的介質(zhì)、溫度和壓力等。電廠的熱力設(shè)備在制造、運輸、安裝、運行和停運期間，會發(fā)生各種形態(tài)的腐蝕。研究熱力設(shè)備的腐蝕就是要分析熱力設(shè)備腐蝕的特點，了解腐蝕產(chǎn)生的條件，找出腐蝕產(chǎn)生的原因，掌握腐蝕的防止辦法。金屬腐蝕按其腐蝕機(jī)理的不同可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩類。1．化學(xué)腐蝕金屬的表面與其周圍介質(zhì)直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在不產(chǎn)生電流的情況下使金屬遭到破壞的現(xiàn)象稱為化學(xué)腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在非導(dǎo)體中或干燥氣體中。例如爐管的外表面受高溫爐煙的氧化，在過熱蒸汽中形成的汽水腐蝕，不含水的潤滑油對金屬的腐蝕等，均屬于化學(xué)腐蝕類。2．電化學(xué)腐蝕在金屬遭到破壞的過程中，伴有電流產(chǎn)生的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。金屬在水溶液中或在潮濕空氣中的腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕。如在電廠，原水、補(bǔ)給水、給水、鍋爐水、冷卻水以及與濕蒸汽接觸的設(shè)備所遭受的腐蝕等。(1)電極電位將一塊金屬插入電解質(zhì)溶液中時所構(gòu)成的體系，稱為電極。電廠中所有與水相接觸的熱力設(shè)備均可看作為這樣的電極。金屬是以金屬晶體的形式存在的，在金屬晶體中，金屬的原子和金屬的陽離子構(gòu)成晶體的晶格結(jié)點，自由電子在晶格間的孔隙中作無規(guī)則運動，通過靜電引力使各晶格結(jié)點的金屬原子或金屬陽離子緊密聯(lián)系起來，也使各晶格結(jié)點在金屬原子和金屬離子之間不斷相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)金屬與水溶液接觸時，由于極性水分子的水合作用，使金屬陽離子脫離其表面形成水合離子溶入水溶液中，反應(yīng)如下：Fe+nH2O=Fe2+·nH2O+2e由于金屬陽離子脫離金屬表面，而自由電子仍留在金屬上，因此金屬帶負(fù)電，水溶液帶正電。通過靜電引力，溶液中的過剩陽離子緊緊靠近金屬表面，與金屬上的多余負(fù)電荷形成雙電層。隨著金屬的不斷溶解，金屬中的負(fù)電荷越來越多，其對于金屬陽離子的束縛作用越來越強(qiáng)，金屬的溶解速度逐漸降低。另一方面，水溶液中的金屬陽離子可以擺脫水分子的水合作用而返回到金屬的表面發(fā)生沉積，同樣隨著金屬的不斷溶解，隨著金屬的不斷溶解，金屬中的負(fù)電荷越來越多，其對于金屬陽離子的束縛作用越來越強(qiáng)，金屬的溶解速度逐漸降低。另一方面，水溶液中的金屬陽離子可以擺脫水分子的水合作用而返回到金屬的表面發(fā)生沉積，同樣隨著金屬的不斷溶解，這種沉積的趨勢將越來越強(qiáng)，即金屬離子的沉積速度逐漸增大。當(dāng)金屬與溶液之間發(fā)生的這種溶解和沉積的速度相等時，則電極反應(yīng)達(dá)到動態(tài)平衡：此時，雙電層中正負(fù)電荷的數(shù)量相對穩(wěn)定，溶液中的過剩離子數(shù)量亦穩(wěn)定。

(2)腐蝕電池當(dāng)電極過程達(dá)到平衡時，金屬與溶液間形成的雙電層亦處于一種動態(tài)平衡，它將阻礙金屬繼續(xù)溶解。若將金屬上的自由電子引出則平衡將被破壞，金屬將繼續(xù)溶解。不同電極的電極電位不同，如果將兩個不同電極連接起來，形成閉合回路即組成原電池。如由銅電極與鋅電極組成的銅一鋅原電池。由于銅電極的電極電位高于鋅電極的電極電位，即銅的溶解能力弱于鋅，故鋅電極上有更多的剩余自由電子，這些自由電子在兩電極間的電位差的作用下，通過導(dǎo)線到達(dá)銅電極，在外電路形成電流。此時銅電極上的自由電子過剩，溶液中的銅離子沉積到銅電極板上中和過剩的自由電子，而在鋅電極上，由于自由電子數(shù)量減少，平衡被破壞，鋅將繼續(xù)溶解。該過程一直持續(xù)到鋅極板完全溶解為止，這種能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。金屬與水溶液接觸時，由于各種原因，金屬內(nèi)部的不同部分產(chǎn)生不同的電極電位而組成原電池。這是金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的根本原因，這種原電池稱為腐蝕電池。金屬各部位形成不同電位的原因很多，如金屬中含有雜質(zhì)又處于介質(zhì)(潮濕空氣、水或電解質(zhì)溶液)中時，金屬晶粒與晶界之間的能量差別，金屬加工時所產(chǎn)生的變形和內(nèi)應(yīng)力不同而造成的金屬的物理不均勻性，金屬所接觸的溶液組成和濃度的差異，金屬表面的溫度不同等。實際上，腐蝕電池是由于各種原因在金屬的某些部分形成的許多肉眼看不見的小型微原電池。在原電池中，失去電子的金屬電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，該金屬溶解(即腐蝕)，此電極稱為陽極(如鋅電極)，另一個得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極稱為陰極(如銅電極)。金屬的電化學(xué)腐蝕是由腐蝕電池作用引起的，其腐蝕速度決定于此腐蝕電池所產(chǎn)生電流的大小，據(jù)此，可估算出腐蝕速度。在腐蝕電池中，金屬本體就是它的外電路。照此說來，其電流應(yīng)該很大，腐蝕速度很快，但是實際上腐蝕速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于估算值。這是因為當(dāng)電池形成閉合回路后，即使時間很短，其兩極的電位差也會比原先的數(shù)值小得多。這種電位差比起始值減小的現(xiàn)象稱為極化。當(dāng)電池接通后，陰極電位變低(稱為陰極極化)，陽極電位變高(稱為陽極極化)，從而導(dǎo)致陰極和陽極的電位差變小。極化的結(jié)果是腐蝕速度大幅度降低。通常，在腐蝕電池中陽極極化的程度不大，只有當(dāng)陽極上因氧化產(chǎn)物的積累使金屬表面狀態(tài)發(fā)生了變化，產(chǎn)生了所謂鈍態(tài)的情況下，才顯示出顯著的極化。而在陰極部分，假使接受電子的物質(zhì)不能迅速地擴(kuò)散，或者陰極反應(yīng)產(chǎn)物不能很快被排走，則由于金屬傳送電子的速度很快，由陽極傳送過來的電子就會堆積起來，產(chǎn)生陰極極化。由此可見，在發(fā)生電化學(xué)腐蝕的情況下，溶液中必定有易于接受電子的物質(zhì)，這些物質(zhì)在陰極上接受電子，消除陰極的極化，使腐蝕速度加快。這種消除或減小電極極化的作用稱為去極化。起去極化作用的物質(zhì)稱為去極化劑。例如，當(dāng)水中有溶解氧(O2)時，水中溶解氧將會消耗陰極上的自由電子起去極化作用：O2+2H2O+4e=4OH—這種水中溶解氧充當(dāng)去極化劑發(fā)生的金屬腐蝕過程稱為吸氧腐蝕（氧的去極化腐蝕）。當(dāng)水溶液的pH值較低時，水中H+濃度大，此時H+就是去極化劑，它的去極化作用為：2H++2e=H2這種氫離子充當(dāng)去極化劑，發(fā)生的金屬腐蝕過程稱為析氫腐蝕（氫的去極化腐蝕）。

(4)金屬的腐蝕速度

金屬腐蝕的速度是表示單位時間內(nèi)金屬腐蝕程度的一種方法，通常是用平均腐蝕速度來表示。平均腐蝕速度有時簡稱為腐蝕速度。常用的兩種腐蝕速度表示方法為：(1)按質(zhì)量的減少表示。金屬的腐蝕程度可以由樣品腐蝕后重量的減少來評定。這種方法常用來比較各種介質(zhì)的侵蝕性。(2)按腐蝕深度表示。當(dāng)兩種金屬的密度不同時，按重量計若其腐蝕速度相等，它們的腐蝕深度顯然是不等的，密度大的金屬，其腐蝕深度要淺一些。因此，為了表示腐蝕的危害性，用腐蝕深度來評定腐蝕速度更為適當(dāng)，通常用毫米／年來表示。2.3影響電化學(xué)腐蝕的因素影響金屬腐蝕的因素可分為金屬本身的內(nèi)在因素和周圍介質(zhì)的外在因素兩方面。影響金屬腐蝕的內(nèi)在因素有金屬的種類、結(jié)構(gòu)，金屬中含有的雜質(zhì)等。其中，金屬的種類是一個很重要的因素，不同金屬的耐腐蝕性能有很大差別。對于某一確定的金屬設(shè)備來說，外在因素的影響就成為影響該設(shè)備金屬腐蝕的主要因素。影響金屬腐蝕的外在因素主要包括水中的溶解氧量、pH值、溫度、鹽類的成分和含量等。鍋爐給水系統(tǒng)包括給水和凝結(jié)水管道，給水泵，凝結(jié)水泵，高、低壓加熱器，省煤器，疏水箱等設(shè)備。在此系統(tǒng)中的水所溶解的氧和二氧化碳是引起該系統(tǒng)金屬腐蝕的主要原因。1.給水系統(tǒng)的腐蝕1.1溶解氧腐蝕(1)腐蝕機(jī)理溶解氧腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕，鐵和氧形成兩個電極，組成腐蝕原電池。在腐蝕電池中鐵的電位總是比氧的電極電位低，所以鐵是電池的陽極，遭到腐蝕，反應(yīng)如下：Fe→Fe2++2e氧為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e→4OH－(2)特征鋼鐵發(fā)生氧腐蝕時，常常在其表面形成許多直徑1mm～30mm不等的小型鼓包，鼓包表層的顏色由黃褐色到磚紅色，次層是黑色粉末狀腐蝕坑陷，稱為潰瘍性腐蝕。腐蝕產(chǎn)物之所以呈現(xiàn)不同的顏色，是因為鐵離子會進(jìn)一步與水中某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成了各種形態(tài)的氧化鐵。該過程成為腐蝕的二次過程，生成產(chǎn)物稱為二次腐蝕產(chǎn)物。

§7.2給水系統(tǒng)金屬的腐蝕(3)腐蝕部位

在給水系統(tǒng)中，最易發(fā)生氧腐蝕的部位是給水管道和省煤器，當(dāng)給水含氧量高或除氧器運行不正常時，有可能造成鍋爐內(nèi)發(fā)生氧腐蝕。另外，補(bǔ)給水管道以及疏水箱等也會發(fā)生嚴(yán)重的氧腐蝕。1.2游離二氧化碳腐蝕(1)腐蝕機(jī)理

當(dāng)水中有游離CO2存在時，CO2與水發(fā)生如下反應(yīng)，使水呈酸性：CO2+H2O

H2CO3

H++HCO3—這樣水中的H+增多，會產(chǎn)生如下的氫去極化腐蝕：從腐蝕電池的理論可知，CO2腐蝕就是水中含有酸性物質(zhì)而引起的氫去極化腐蝕。(2)腐蝕特征二氧化碳腐蝕生成的產(chǎn)物都是易溶物，它不象氧腐蝕那樣產(chǎn)生潰瘍，而是均勻地使管壁變薄，腐蝕產(chǎn)物被水帶人鍋爐內(nèi)。(3)腐蝕部位在熱力系統(tǒng)中，最易發(fā)生CO2腐蝕的部位是凝結(jié)水系統(tǒng)。因為凝結(jié)水中CO2含量高，水中含鹽量少，緩沖能力差，所以只要水中含有少量CO2，就會使其pH值顯著降低。熱力系統(tǒng)中的CO2來源于補(bǔ)給水和漏人凝結(jié)水中的冷卻水帶人的碳酸化合物(HCO3—、CO2、CO32—)，這些碳酸化合物，經(jīng)過除氧器后可除去大部分CO2，HCO3—可部分或全部分解。經(jīng)過除氧器后給水中的碳酸化合物主要是CO32—和HCO3—，它們進(jìn)入鍋爐后全部分解，放出CO2，反應(yīng)如下：2HCO3—=CO2↑+H2O+CO32—;

CO3—+H2O=CO2↑+2OH—分解產(chǎn)生的CO2隨蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)和凝汽器。在凝汽器中，一部分CO2溶于凝結(jié)水，其余部分被抽氣器抽走。2.給水系統(tǒng)金屬腐蝕的防止要防止氧的腐蝕，主要方法是減少水中的溶解氧或在一定的條件下增加溶解氧到一定的濃度。給水除氧方法常采用熱力除氧法和化學(xué)藥劑除氧法。熱力除氧法不僅能除去水中的溶解氧，而且可除去水中其他各種溶解氣體(包括游離CO2)，因此除氧器也可稱為熱力除氣器。（1）熱力除氧熱力除氧器按進(jìn)水方式的不同可分為混合式和過熱式兩類。在混合式除氧器內(nèi)，需要除氧的水與加熱用的蒸汽直接接觸，使水加熱到相當(dāng)于除氧器壓力下的沸點，過熱式除氧器中，是先將需要除氧的水在壓力較高的表面式加熱器中加熱，直至其溫度超過除氧器壓力下的沸點，然后，將此熱水引入除氧器內(nèi)，這樣，一部分水會自行汽化，其余的水就處于沸騰溫度下。混合式熱力除氧器按照工作壓力的不同，又可區(qū)分為真空式、大氣式和高壓式三種。真空式除氧器是在壓力低于大氣壓下工作的；大氣式除氧器是在稍高于大氣壓下(一般為0.12MPa)工作的；高壓式除氧器是在壓力較高的情況下工作的(高壓和超高壓電廠中常用的工作壓力約為0.59MPa，亞臨界壓力機(jī)組中除氧器最高工作壓力為0.78MPa)。熱力除氧器的結(jié)構(gòu)從整體上看，可分為脫氣塔(或稱除氧頭)和貯水箱兩部分。脫氣除氧的原理就是亨利定律。（2）化學(xué)除氧用來進(jìn)行給水化學(xué)除氧的藥品，必須能迅速地和氧完全反應(yīng)，且反應(yīng)產(chǎn)物和藥品本身對鍋爐的運行無害。對于高壓及更高參數(shù)的鍋爐進(jìn)行化學(xué)除氧所常用的藥品，為聯(lián)氨及肟類、碳酰肼、異抗壞血酸等有機(jī)除氧劑。聯(lián)氨(N2H4)又稱肼，在常溫下為無色液體，易溶于水，易揮發(fā)，有毒性。其蒸氣對呼吸道和皮膚損害。聯(lián)氨蒸汽與空氣混合達(dá)到一定比例時有爆炸的危險。聯(lián)氨是很強(qiáng)的還原劑，特別是在堿性水溶液中，可將水中的溶解氧還原，反應(yīng)如下：N2H4+O2=N2+2H2O，反應(yīng)生成的產(chǎn)物對熱力設(shè)備的運行無任何害處。電廠通常將濃度度為40％的工工業(yè)水合聯(lián)氨配配成濃度為0.1％～0.2％的稀溶液，，用活塞泵打入入除氧器出口管管道中。為了保保證除氧效果，，一般維持省煤煤器進(jìn)口給水中中N2H4的量在20～50μg／L。在鍋爐啟啟動階段段，應(yīng)加加大聯(lián)氨氨的加藥藥量，控控制聯(lián)氨氨的過剩剩量在100μg／L。聯(lián)氨的加加藥點一一般設(shè)在在除氧器器出口的的給水母母管中，，但考慮慮為延長長聯(lián)氨與與氧的作作用時間間，并且且利用聯(lián)聯(lián)氨的的的還原性性，減輕輕低壓加加熱器銅銅管的腐腐蝕，可可以考慮慮將聯(lián)氨氨加藥點點設(shè)置在在凝結(jié)水水泵的出出口。2.2給給水加加氨處理理給水加氨氨處理的的目的是是提高給給水的pH值，防止止產(chǎn)生游游離二氧氧化碳的的酸性腐腐蝕。（1）原原理氨(NH3)溶于水稱稱為氨水水，呈堿堿性。其其反應(yīng)式式為：NH3·H2O=NH4++OH—氨水的堿堿性可中中和CO2與水作用用生成的的碳酸產(chǎn)產(chǎn)生的H+，反應(yīng)如下下：NH3·H2O+H2CO3=NH4HCO3+H2O；NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O因此，通通過加氨氨處理，，可提高高給水的的pH值，防止止產(chǎn)生游游離二氧氧化碳的的酸性腐腐蝕。從從銅鐵防防腐效果果上全面面考慮，，目前一一般將給給水的pH值調(diào)節(jié)在在8.5～9.2范圍圍內(nèi)。實實踐證明明，若單單從減緩緩鋼材腐腐蝕來說說，給水水的pH值高于9為好。。但在熱熱力系統(tǒng)統(tǒng)中，低低壓加熱熱器及疏疏水冷卻卻器、凝凝汽器都都使用了了銅合金金材料，，當(dāng)pH值大于9時，銅銅的腐蝕蝕隨pH值增大而而明顯加加快。（2）加加氨的方方法氨處理常常用的藥藥品有液液氨和氨氨的水溶溶液。由由于氨為為揮發(fā)性性物質(zhì)，，不論在在熱力系系統(tǒng)的哪哪一部位位加藥，，都可使使整個汽汽水系統(tǒng)統(tǒng)中有氨氨。一般般常把氨氨加在補(bǔ)補(bǔ)給水和和給水中中。電廠廠一般是是將濃氨氨液配成成1％～～5％的的稀溶液液，與聯(lián)聯(lián)氨用同同一加藥藥泵加入入除氧器器出口管管的給水水中，也也可以設(shè)設(shè)置單獨獨的加藥藥泵。§7.3汽汽包包爐水汽汽系統(tǒng)的的腐蝕及及防止鍋爐運行行時，鍋鍋爐內(nèi)水水汽的溫溫度和壓壓力較高高或很高高，爐管管管壁溫溫度很高高，設(shè)備備的各部部分的應(yīng)應(yīng)力很大大，而且且給水中中雜質(zhì)在在鍋爐內(nèi)內(nèi)發(fā)生濃濃縮和析析出，在在鍋內(nèi)常常集積有有沉淀物物，這些些因素都都會促進(jìn)進(jìn)腐蝕，，并使腐腐蝕問題題復(fù)雜化化。所以以，雖然然進(jìn)入鍋鍋爐的水水都是經(jīng)經(jīng)過除氧氧的，鍋鍋爐水的的pH值也常常常比較高高，但仍仍然會發(fā)發(fā)生腐蝕蝕。現(xiàn)將將水汽系系統(tǒng)中可可能發(fā)生生的腐蝕蝕類型簡簡述如下下。1．沉積積物下腐腐蝕當(dāng)鍋爐內(nèi)內(nèi)金屬表表面附著著有水垢垢或水渣渣時，在在其下面面會發(fā)生生嚴(yán)重的的腐蝕，，稱為沉沉積物下下腐蝕。。這種腐腐蝕和鍋鍋爐水的的局部濃濃縮有關(guān)關(guān)，因此此也稱為為介質(zhì)濃濃縮腐蝕蝕。這是是目前高高壓鍋爐爐內(nèi)常見見的一種種腐蝕，，屬于局局部腐蝕蝕。1.1腐腐蝕機(jī)理理在正常運運行條件件下，鍋鍋爐內(nèi)金金屬表面面上常覆覆蓋著一一層Fe3O4膜，這是是金屬表表面在高高溫鍋爐爐水中形形成的，，其反應(yīng)應(yīng)式如下下：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2這樣形成成的Fe3O4膜是致密密的，具具有良好好的保護(hù)護(hù)性能，，鍋爐可可以不遭遭到腐蝕蝕。如果果此Fe3O4膜遭到破破壞，金金屬表面面直接與與高溫爐爐水接觸觸，易受受腐蝕。。促促使使Fe3O4膜破壞的的一個重重要因素素，是鍋鍋爐水的的pH值不合適適。當(dāng)pH<8時，鋼鐵鐵的腐蝕蝕速度明明顯加快快。因為為此時保保護(hù)膜被被溶解，，H+起了去極極化作用用，而且且腐蝕產(chǎn)產(chǎn)物都是是易溶的的，不能能形成保保護(hù)膜。。其反應(yīng)應(yīng)式為：：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O當(dāng)pH>13時，腐蝕蝕速度也也明顯加加快。因因為保護(hù)護(hù)膜也被被溶解，，且鐵與與NaOH直接反應(yīng)應(yīng)，其反反應(yīng)式為為：Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH=Na2FeO2+H2↑根據(jù)鍋爐水中含有有的雜質(zhì)，沉積物物下的腐蝕可分為為以下兩種情況：：(1)酸性腐蝕。當(dāng)凝汽器發(fā)生泄泄漏，而且冷卻水水是海水或苦咸水水時，冷卻水中的的MgCl2和CaCl2進(jìn)入鍋爐，水解產(chǎn)產(chǎn)生濃酸，其反應(yīng)應(yīng)式如下：MgCl2+2H2O=Mg(OH)2↓+2HCl;CaCl2+2H2O=Ca(OH)2↓+2HCl這兩個反應(yīng)的生成成物Mg(OH)2和Ca(OH)2會形成沉積物，使使沉積物下蒸發(fā)濃濃縮鍋水的pH值迅速下降，破壞壞保護(hù)膜，發(fā)生酸酸對金屬的腐蝕，，稱酸性腐蝕。(2)堿性腐蝕。當(dāng)補(bǔ)給水中含有有碳酸鹽或者凝汽汽器發(fā)生泄漏，碳碳酸鹽類分解使鍋鍋爐水中出現(xiàn)游離離NaOH，反應(yīng)如下：NaHCO3=CO2↑+NaOHNa2CO3+H2O=CO2↑+2NaOH3Ca(HCO3)2+3Na3PO4=6CO2+Ca3(PO4)2+6NaOH這樣使沉積物下蒸蒸發(fā)濃縮的鍋爐水水的pH值很快升至13以上，破壞保護(hù)膜膜，發(fā)生堿對金屬屬的腐蝕，稱為堿堿性腐蝕。由上述可知，在沉沉積物下可能發(fā)生生酸性或堿性兩種種不同類型的腐蝕蝕。這兩種腐蝕，，又根據(jù)其損傷情情況的不同，分為為延性腐蝕和脆性性腐蝕?，F(xiàn)分別介介紹如下：(1)延性腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在在多孔沉積物下面面，是由于沉積物物下的堿性增強(qiáng)而而產(chǎn)生的。特征是是產(chǎn)生凹凸不平的的腐蝕坑，坑上覆覆蓋有腐蝕產(chǎn)物，，坑下金相組織和和機(jī)械性能都沒有有變化，金屬仍然然保留它的延性，，所以稱為延性腐腐蝕。當(dāng)腐蝕坑達(dá)達(dá)到一定的深度以以后，管壁變薄，，這時便會因過熱熱而鼓包或爆管。。(2)脆性腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生生在比較致密的沉沉積物下面，是由由于沉積物下酸性性增強(qiáng)而產(chǎn)生的。。發(fā)生這種腐蝕時時，產(chǎn)生的H2使金屬有明顯的脫脫碳現(xiàn)象，腐蝕部部位的金相組織發(fā)發(fā)生了變化，即C+2H2=CH4產(chǎn)生的甲烷氣體在在沉積物下不易逸逸出，以致在晶格格間形成較大的應(yīng)應(yīng)力，導(dǎo)致金屬逐逐漸形成裂紋，使使金屬變脆。嚴(yán)重重時，管壁還未變變薄就會爆管。這這種腐蝕是因為腐腐蝕反應(yīng)中產(chǎn)生的的氫滲入到金屬內(nèi)內(nèi)部引起的，因此此又稱為氫脆。1.3防止方法發(fā)生沉積物下腐蝕蝕的基本條件是鍋鍋爐爐管上有沉積積物和鍋爐水有侵侵蝕性。因此，要要防止沉積物下腐蝕，，既要防止鍋爐爐爐管上形成沉積物物又要消除鍋爐水水的侵蝕性。通常常采用以下措施：：(1)新裝鍋爐投投入運行前，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行化學(xué)清洗，鍋鍋爐運行后要定期期清洗，以除去沉沉積在金屬管壁上上的腐蝕產(chǎn)物。(2)提高給水水水質(zhì)，防止給水系系統(tǒng)腐蝕而使給水水中的銅、鐵含量量增大。(3)盡量防止凝凝汽器泄漏。(4)調(diào)節(jié)鍋爐水水水質(zhì)，消除或減減少鍋爐水中的侵侵蝕性雜質(zhì)。(5)做好鍋爐的的停用保護(hù)工作，，防止停用腐蝕，，以免爐管金屬表表面上附著腐蝕產(chǎn)產(chǎn)物，同時，還可可避免由于停用腐腐蝕產(chǎn)物而增加運運行時鍋爐水的含含鐵量?！?.4熱力力設(shè)備的停用腐蝕蝕及保護(hù)1．熱力設(shè)備停用用時的腐蝕熱力設(shè)備停用時，，如果不采取有效效的保護(hù)措施，其其水汽系統(tǒng)的金屬屬內(nèi)表面會發(fā)生嚴(yán)嚴(yán)重的氧腐蝕，這這種腐蝕稱為停用用腐蝕。發(fā)生這種腐蝕是因因為當(dāng)熱力設(shè)備（（如鍋爐）停用后后，外界空氣必然然會大量進(jìn)入爐內(nèi)內(nèi)水汽系統(tǒng)內(nèi)，此此時，鍋爐雖已放放水，但在爐管金金屬的內(nèi)表面上往往往因受潮而附著著一薄層水膜，空空氣中的氧便溶解解在此水膜中，使使水膜中飽含溶解解氧，所以很容易易引起金屬的氧腐腐蝕。若停用后未未將鍋內(nèi)的水排放放或者有的部位水水無法放盡，使一一些金屬表面仍被被水浸潤著，則同同樣會因大量空氣氣中的氧溶解在這這些水中，而使金金屬遭到溶解氧腐腐蝕。停用腐蝕的危害性性有兩方面：一方方面，在短期內(nèi)使使停用設(shè)備金屬表表面遭到大面積腐腐蝕，而運行鍋爐爐一般只在省煤器器前部發(fā)生氧腐蝕蝕，另一方面，加加劇熱力設(shè)備運行行時的腐蝕。停爐爐腐蝕產(chǎn)物在鍋爐爐運行時大量進(jìn)入入鍋爐水中，使鍋鍋爐水含鐵量增大大，加劇鍋爐爐管管中沉積物的形成成。停用腐蝕使金金屬表面上產(chǎn)生的的沉積物及所造成成的金屬表面粗糙糙狀態(tài)，會成為運運行中腐蝕的促進(jìn)進(jìn)因素。由上述可知，停用用腐蝕的危害性非非常大，防止鍋爐爐水汽系統(tǒng)的停用用腐蝕，對鍋爐的的安全運行有重要要的意義。為此，，在鍋爐停用期間間，必須對其水汽汽系統(tǒng)采取保護(hù)措措施。2．鍋爐停用保護(hù)護(hù)的方法防止鍋爐水汽系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生停用腐蝕的的方法較多，按其其作用原理可分為為以下三類：(1)阻止空氣進(jìn)進(jìn)入停用鍋爐的水水汽系統(tǒng)內(nèi)。這類類方法包括充氮法法、保持蒸汽壓力力法等。(2)降低熱力設(shè)設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)部部的濕度。當(dāng)停用用設(shè)備內(nèi)部相對濕濕度小于20％時時，就能避免腐蝕蝕。這類方法有烘烘干法、干燥劑法法等。(3)加緩蝕劑，，使金屬表面生成成保護(hù)膜，如加十十八烷胺。現(xiàn)簡要介紹幾種常常用的保護(hù)法：2.1加聯(lián)氨——氨法此法是在鍋爐內(nèi)充充滿聯(lián)氨(N2H4)和氨(NH3)的混合液。其防腐腐的原理是利用聯(lián)聯(lián)氨的還原性，除除掉水中的溶解氧氧。其反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O加氨的目的是調(diào)節(jié)節(jié)水的pH。為了保證保護(hù)效果果，聯(lián)氨的過剩量量應(yīng)維持在200mg/L，pH值應(yīng)大于10。在在保護(hù)過程中，應(yīng)應(yīng)定期檢查聯(lián)氨濃濃度和pH值，若不符合要求求，應(yīng)及時采取措措施。聯(lián)氨法宜用用于停用時間較長長或備用的鍋爐。。使用聯(lián)氨保護(hù)的的鍋爐，在啟動前前，應(yīng)將聯(lián)氨和氨氨水排放干凈，并并進(jìn)行沖洗。在鍋鍋爐點火以后，應(yīng)應(yīng)先向空排汽，當(dāng)當(dāng)蒸汽中氨含量小小于2mg／kg時才可送汽，以免免氨濃度過大腐蝕蝕凝汽器銅管。2.2保持給水水壓力法保持給水壓力法是是在鍋爐內(nèi)充滿除除氧合格的給水，，并用給水泵頂壓壓，使鍋爐內(nèi)水的的壓力為0.5～～1.0MPa，然后將水汽系統(tǒng)所所有閥門關(guān)閉，以以防止空氣滲入鍋鍋爐內(nèi)而達(dá)到防腐腐的目的。保護(hù)期期間應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)督鍋鍋爐內(nèi)的壓力。如如果發(fā)現(xiàn)水的壓力力下降，應(yīng)查明原原因，再送給水頂頂壓。保護(hù)期間應(yīng)應(yīng)每天分析水中溶溶解氧一次。若含含氧量超過給水所所允許的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)應(yīng)換含氧量合格的的給水。此法一般適用于短短期停用的鍋爐。。冬季采用此法保保護(hù)時，應(yīng)有防凍凍措施。2.3氨液法氨液法是基于在含含氨量很大的水(800～1000mg/L)中，鋼鐵具有不會會被氧腐蝕的性能能。氨液停用保護(hù)法，，是將凝結(jié)水或補(bǔ)補(bǔ)給水配制成含氨氨量為800mg/L以上的稀氨液，用用泵打人鍋爐水汽汽系統(tǒng)內(nèi)，并使其其在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循循環(huán)，直到各采樣樣點取得樣品的氨氨液濃度趨于相同同，然后將鍋爐所所有閥門關(guān)嚴(yán)，以以免氨液漏掉。在在保護(hù)期間，每星星期應(yīng)分析氨液濃濃度一次，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)氨的劑量顯著下下降，應(yīng)尋找原因因，采取預(yù)防措施施并補(bǔ)加新氨液。。鍋爐充氨液前，應(yīng)應(yīng)將存水放掉，立立式過熱器內(nèi)存水水應(yīng)用氨液將積水水頂出。因為氨液液對銅制件有腐蝕蝕作用，事先應(yīng)拆拆除或者隔離可能能與氨液接觸的銅銅制件。氨液容易易蒸發(fā)，故水溫不不宜過高，系統(tǒng)要要求嚴(yán)密。鍋爐啟動前，應(yīng)將將全部氨液排出后后再進(jìn)水，在鍋爐爐點火并升汽壓后后，用蒸汽沖洗過過熱器并向空排汽汽，直到蒸汽中含含氨量小于2mg/kg，才可將鍋爐出口蒸蒸汽并入主蒸汽母母管或向汽輪機(jī)送送汽。采取這種措措施的目的，是為為了防止蒸汽含氨氨量太高引起銅制制件的腐蝕。氨液法適用于保護(hù)護(hù)長期停用的鍋爐爐。若冬季鍋爐房房氣溫低，有冰凍凍可能時，采取此此法也應(yīng)有防凍措措施。2.4烘干法此法適用于從運行行轉(zhuǎn)入檢修的鍋爐爐的保護(hù)。鍋爐熄熄火后，當(dāng)鍋爐壓壓力降至一定值，，鍋爐水水溫大約約降至120℃～～150℃時，進(jìn)進(jìn)行放水。放水后后，利用爐內(nèi)余熱熱或用點火設(shè)備在在爐內(nèi)點微火，將將鍋內(nèi)金屬表面烘烘干，同時輔以負(fù)負(fù)壓系統(tǒng)抽出濕蒸蒸汽，使鍋爐金屬屬表面干燥以防止止腐蝕。鍋爐檢修修完畢后如果不立立即投入運行，應(yīng)應(yīng)采取其它保護(hù)措措施。2.5充氮法將氮氣充人鍋爐水水汽系統(tǒng)內(nèi)，并使使其保持一定的正正壓(大于外界大大氣壓)，以阻止止空氣的滲入。由由于氮氣很不活潑潑，無腐蝕性，所所以可以防止鍋爐爐的停用腐蝕。其其方法為：在鍋爐爐停爐降壓至0.3MPa～0.5MPa時將充氮管路接好好。當(dāng)鍋內(nèi)壓力降降至0.05MPa時，開始由氮氣罐罐或氮氣瓶經(jīng)充氮氮臨時管路向鍋爐爐汽包和過熱器等等處送氮氣。所用用氮氣的純度應(yīng)達(dá)達(dá)到99％或更高高。充氮時，可將將鍋爐水汽系統(tǒng)中中的水放掉，也可可以不放水。充氮氮后，鍋爐水汽系系統(tǒng)中氮氣的壓力力應(yīng)維持在0.5MPa以上。對于未放水水的鍋爐或鍋爐中中不能放盡水的部部分，充氮前最好好在鍋內(nèi)存水中加加入一定劑量的聯(lián)聯(lián)氨，用氨將水的的pH值調(diào)至10以上，，并定期監(jiān)督水中中溶解氧和過剩聯(lián)聯(lián)氨量。充氮時，，鍋爐水汽系統(tǒng)的的所有閥門應(yīng)關(guān)閉閉，并應(yīng)嚴(yán)密不漏漏，以免泄漏使氮氮氣消耗量過大和和難以維持氮氣壓壓力。在充氮保護(hù)期間，，要經(jīng)常監(jiān)督鍋爐爐水汽系統(tǒng)中氮氣氣的壓力和鍋爐的的嚴(yán)密性。若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)氮氣消耗量過大大，應(yīng)查找泄漏的的地方并采取措施施消除之。2.6氣相緩蝕蝕劑法此法應(yīng)在鍋爐停運運并用余熱烘干后后才能實施，應(yīng)根根據(jù)鍋爐的容量、、結(jié)構(gòu)和材質(zhì)等，，選用合適的氣相相緩蝕劑。要采用用適當(dāng)?shù)墓に?，使使氣相緩蝕劑揮發(fā)發(fā)出的氣體能均勻勻分布在被保護(hù)部部分的金屬表面上上。對于大型鍋爐爐，應(yīng)利用壓縮空空氣作載體，將氣氣相緩蝕劑由鍋爐爐底部排放水管系系統(tǒng)充人，經(jīng)下聯(lián)聯(lián)箱引入鍋爐內(nèi)，，充滿鍋爐各部分分金屬內(nèi)表面。在在充入氣相緩蝕劑劑時，定時從鍋爐爐爐頂空氣門或排排氣門處抽出氣體體，測定氣相緩蝕蝕劑的含量。當(dāng)氣氣相緩蝕劑的含量量符合規(guī)定值時，，停止充氣并迅速速封閉鍋爐。停用用保護(hù)期間，氣相相緩蝕劑的含量應(yīng)應(yīng)符合規(guī)定的控制制標(biāo)準(zhǔn)。2．汽機(jī)和凝汽器器停用保護(hù)汽輪機(jī)和凝汽器在在停用期間一般是是采用干法保護(hù)，，所以必須使停運運的汽機(jī)和凝汽器器內(nèi)部保持干燥。。凝汽器停用后應(yīng)應(yīng)先放干水，再使使系統(tǒng)自然干燥或或吹干或加入干燥燥劑。3．加熱器的停用用保護(hù)由于低壓加熱器的的熱交換管是銅管管，一般宜用干法法保護(hù)或充氮保護(hù)護(hù)；而高壓加熱器器的熱交換管為鋼鋼管，可采用聯(lián)氨氨－氨保護(hù)，保護(hù)護(hù)液中聯(lián)氨的濃度度為50mg/L～200mg/L，視保護(hù)期長短而定定。保護(hù)液的pH值用氨調(diào)至大于于10。4．除氧器的停用用保護(hù)除氧器的停用保護(hù)護(hù)根據(jù)保護(hù)期長短短而定。在停用時時間在一周內(nèi)，可可采用熱蒸汽有熱熱循環(huán)的保護(hù)方法法，應(yīng)維持水溫高高于106℃。停停用時間在一周至至一季度，宜采用用放水充氮保護(hù)，，或采用聯(lián)氨溶液液－充氮聯(lián)合保護(hù)護(hù)。若停用一季度度以上，應(yīng)采用放放水充氮干法保護(hù)護(hù)。鍋爐熱力設(shè)備的停停用（可停爐）保保護(hù)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備備所處狀態(tài)、停用用時間長短，設(shè)備備系統(tǒng)所處的條件件和周圍環(huán)境，選選擇不同的保護(hù)方方法。1.停爐保護(hù)1）鍋爐停用時間少少于2天，不采取任何保保護(hù)方法；2）鍋爐停用時間3~5天，對省煤器、水水冷壁及汽水分離離器采用加藥濕態(tài)態(tài)保護(hù)，對過熱器器部分采用干燥后后充氮保護(hù)；3）停爐時間超過5天的，省煤器、水水冷壁、汽水分離離器和過熱器系統(tǒng)統(tǒng)均采用熱爐放水水干燥后充氮保護(hù)護(hù)，或充氣相緩蝕蝕劑保護(hù)。（熱爐爐放水時，汽水分分離器壓力在0.98MPa以下、汽水分離器器入口溫度200℃以下）。2.冬季停爐后后的防凍1）檢查并投入有關(guān)關(guān)設(shè)備的電加熱或或汽加熱裝置，由由熱工投入熱工儀儀表加熱裝置；2）備用鍋爐的人孔孔門、檢查孔、檔檔板等反應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)嚴(yán)密，防止冷風(fēng)侵侵入；3）鍋爐各輔助設(shè)備備和系統(tǒng)的所有管管道，均應(yīng)保持管管內(nèi)介質(zhì)流通，對對無法流通的部分分應(yīng)將介質(zhì)徹底放放盡，以防凍結(jié)；；4）停爐期間，應(yīng)將將鍋爐所屬管道內(nèi)內(nèi)不流動的存水徹徹底放盡?！?.5600MW超臨界爐停爐保護(hù)護(hù)實例§7.6600MW汽包爐停爐保護(hù)實例1濕法保護(hù)濕法保護(hù)是在鍋爐爐停爐后，鍋爐汽汽水系統(tǒng)和外界嚴(yán)嚴(yán)密隔絕，用具有有保護(hù)性的水溶液液充滿整個鍋爐受受熱面，借以杜絕絕空氣中的氧進(jìn)入入鍋爐內(nèi)。但該法法限制在鍋爐汽水水系統(tǒng)上進(jìn)行檢修修工作時應(yīng)用，在在冬季存在著防凍凍的問題。濕法保保護(hù)可以分為：（1）蒸汽壓力法法保護(hù)這種方法的實質(zhì)是是停至熱備用狀態(tài)態(tài)，主要操作程序序如下：1）停爐后，關(guān)閉閉爐膛各風(fēng)門、檔檔板、檢查孔、放放水閥、取樣閥，，減少鍋爐蓄熱量量的散失。2）停爐前2h停止鍋爐加藥。3）鍋爐自然降壓壓至2MPa，進(jìn)行一次鍋爐排污污，維持正常的汽汽包水位。4）鍋爐熱備用期期間應(yīng)注意監(jiān)視汽汽包壓力，若汽包包壓力小于0.5MPa，鍋爐應(yīng)點火升壓，，維持汽包壓力在在0.5MPa以上。（2）氨—聯(lián)氨濕濕法加氮壓保護(hù)再熱器部分不能采采用這種方法，如如采用，汽輪機(jī)有有進(jìn)水的危險。主要操作程序如下下：1)機(jī)組解列后，，立即開啟再熱器器排空氣閥，利用用鍋爐蒸汽的余熱熱蒸干再熱器。2)鍋爐熄火后，，打開一次蒸汽系系統(tǒng)上的所有疏水水閥、排空氣閥、、取樣閥。以100t的流量進(jìn)水水至汽包正常水位位。3)汽包壓力降至至0.5MPa時時向爐內(nèi)加入氨－－聯(lián)氨溶液，保持持鍋水循環(huán)泵運行行以使?fàn)t內(nèi)藥液濃濃度均勻。當(dāng)鍋水水聯(lián)氨濃度達(dá)200mg/L以上上，pH達(dá)10～～10.5時停止止加藥，半小時后后停止鍋水泵運行行。4）當(dāng)汽包壓力降降至0.2MPa時，對汽包過熱器器系統(tǒng)進(jìn)行充氮保保護(hù)。5）保護(hù)期間，維維持氮壓力大于0.3MPa，聯(lián)氨濃度大于200mg/L，pH10~10.5否則應(yīng)予補(bǔ)充。2干法保護(hù)這種方法是經(jīng)常保保持鍋爐內(nèi)表面處處在干燥狀態(tài)，以以防腐蝕。具體方方法有：（1）熱爐放水余余熱烘干法保護(hù)。。這種方法簡單易行行，且適用于鍋爐爐短期檢修，在實實際中較為常用。。熱爐放水時壓力力越高，效果越好好，但放水壓力受受到鍋爐允許放水水溫度的限制，CE型鍋爐采用0.5MPa帶壓放水保護(hù)法后后，在過熱器受熱熱面的彎頭處鉆孔孔就有大量的積水水。這種方法主要要操作程序如下：：1）機(jī)組解列后，，鍋爐維持一定的的燃燒率（爐膛出出口煙溫小于538℃），當(dāng)再熱熱器壓力降到0.2MPa時，開啟其所有排排空氣閥，蒸干再再熱器。2）鍋爐熄火爐膛膛吹掃結(jié)束后，立立即停止引、送風(fēng)風(fēng)機(jī)運行，關(guān)閉風(fēng)風(fēng)煙系統(tǒng)擋板，維維持爐底水封正常常，防止鍋爐蓄熱熱量的散失。3）汽包壓力降至至0.5~0.8MPa時，開啟鍋爐所有有放水閥進(jìn)行放水水。4）當(dāng)汽包壓力降降至0.2MPa時，開啟汽包、過過熱器上所有空