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(shí)例7.6600MW汽包爐停用保護(hù)實(shí)例

§7.1金屬腐蝕的基本理論金屬腐蝕是指金屬表面與周?chē)h(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(chǎng)的熱力設(shè)備在制造、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行和停運(yùn)期間，會(huì)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(diǎn)，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(lèi)。1．化學(xué)腐蝕金屬的表面與其周?chē)橘|(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(chēng)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(guò)熱蒸汽中形成的汽水腐蝕，不含水的潤(rùn)滑油對(duì)金屬的腐蝕等，均屬于化學(xué)腐蝕類(lèi)。2．電化學(xué)腐蝕在金屬遭到破壞的過(guò)程中，伴有電流產(chǎn)生的腐蝕稱(chēng)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(chǎng)，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(shí)所構(gòu)成的體系，稱(chēng)為電極。電廠(chǎng)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(yáng)離子構(gòu)成晶體的晶格結(jié)點(diǎn)，自由電子在晶格間的孔隙中作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，通過(guò)靜電引力使各晶格結(jié)點(diǎn)的金屬原子或金屬陽(yáng)離子緊密聯(lián)系起來(lái)，也使各晶格結(jié)點(diǎn)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(shí)，由于極性水分子的水合作用，使金屬陽(yáng)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(yáng)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(guò)靜電引力，溶液中的過(guò)剩陽(yáng)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(lái)越多，其對(duì)于金屬陽(yáng)離子的束縛作用越來(lái)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(yáng)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(lái)越多，其對(duì)于金屬陽(yáng)離子的束縛作用越來(lái)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(yáng)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(shì)將越來(lái)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(shí)，則電極反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡：此時(shí)，雙電層中正負(fù)電荷的數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，溶液中的過(guò)剩離子數(shù)量亦穩(wěn)定。

(2)腐蝕電池當(dāng)電極過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)，金屬與溶液間形成的雙電層亦處于一種動(dòng)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(gè)不同電極連接起來(lái)，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(guò)導(dǎo)線(xiàn)到達(dá)銅電極，在外電路形成電流。此時(shí)銅電極上的自由電子過(guò)剩，溶液中的銅離子沉積到銅電極板上中和過(guò)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(guò)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(chēng)為原電池。金屬與水溶液接觸時(shí)，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(chēng)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(shí)，金屬晶粒與晶界之間的能量差別，金屬加工時(shí)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(shí)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(jiàn)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(chēng)為陽(yáng)極(如鋅電極)，另一個(gè)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極稱(chēng)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(shuō)來(lái)，其電流應(yīng)該很大，腐蝕速度很快，但是實(shí)際上腐蝕速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于估算值。這是因?yàn)楫?dāng)電池形成閉合回路后，即使時(shí)間很短，其兩極的電位差也會(huì)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(chēng)為極化。當(dāng)電池接通后，陰極電位變低(稱(chēng)為陰極極化)，陽(yáng)極電位變高(稱(chēng)為陽(yáng)極極化)，從而導(dǎo)致陰極和陽(yáng)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(yáng)極極化的程度不大，只有當(dāng)陽(yáng)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?cái)U(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(yáng)極傳送過(guò)來(lái)的電子就會(huì)堆積起來(lái)，產(chǎn)生陰極極化。由此可見(jiàn)，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(chēng)為去極化。起去極化作用的物質(zhì)稱(chēng)為去極化劑。例如，當(dāng)水中有溶解氧(O2)時(shí)，水中溶解氧將會(huì)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(guò)程稱(chēng)為吸氧腐蝕（氧的去極化腐蝕）。當(dāng)水溶液的pH值較低時(shí)，水中H+濃度大，此時(shí)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(guò)程稱(chēng)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(shí)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(lái)表示。平均腐蝕速度有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)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(lái)評(píng)定。這種方法常用來(lái)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(shí)，按重量計(jì)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(lái)評(píng)定腐蝕速度更為適當(dāng)，通常用毫米／年來(lái)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?chē)橘|(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(lèi)、結(jié)構(gòu)，金屬中含有的雜質(zhì)等。其中，金屬的種類(lèi)是一個(gè)很重要的因素，不同金屬的耐腐蝕性能有很大差別。對(duì)于某一確定的金屬設(shè)備來(lái)說(shuō)，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(lèi)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(gè)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(yáng)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(shí)，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(chēng)為潰瘍性腐蝕。腐蝕產(chǎn)物之所以呈現(xiàn)不同的顏色，是因?yàn)殍F離子會(huì)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(guò)程成為腐蝕的二次過(guò)程，生成產(chǎn)物稱(chēng)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(yùn)行不正常時(shí)，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(huì)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(shí)，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(huì)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?yàn)槟Y(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(huì)使其pH值顯著降低。熱力系統(tǒng)中的CO2來(lái)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(guò)除氧器后可除去大部分CO2，HCO3—可部分或全部分解。經(jīng)過(guò)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(chēng)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(guò)熱式兩類(lèi)。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(diǎn)，過(guò)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(guò)除氧器壓力下的沸點(diǎn)，然后，將此熱水引入除氧器內(nèi)，這樣，一部分水會(huì)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(chǎng)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(chēng)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(lái)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(duì)鍋爐的運(yùn)行無(wú)害。對(duì)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(lèi)、碳酰肼、異抗壞血酸等有機(jī)除氧劑。聯(lián)氨(N2H4)又稱(chēng)肼，在常溫下為無(wú)色液體，易溶于水，易揮發(fā)，有毒性。其蒸氣對(duì)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(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。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(duì)熱力設(shè)備的運(yùn)行無(wú)任何害處。電廠(chǎng)通常將濃度為40％的工業(yè)水合聯(lián)氨配成濃度為0.1％～0.2％的稀溶液，用活塞泵打入除氧器出口管道中。為了保證除氧效果，一般維持省煤器進(jìn)口給水中N2H4的量在20～50μg／L。在鍋爐啟動(dòng)階段，應(yīng)加大聯(lián)氨的加藥量，控制聯(lián)氨的過(guò)剩量在100μg／L。聯(lián)氨的加藥點(diǎn)一般設(shè)在除氧器出口的給水母管中，但考慮為延長(zhǎng)聯(lián)氨與氧的作用時(shí)間，并且利用聯(lián)氨的的還原性，減輕低壓加熱器銅管的腐蝕，可以考慮將聯(lián)氨加藥點(diǎn)設(shè)置在凝結(jié)水泵的出口。

2.2給水加氨處理給水加氨處理的目的是提高給水的pH值，防止產(chǎn)生游離二氧化碳的酸性腐蝕。（1）原理氨(NH3)溶于水稱(chēng)為氨水，呈堿性。其反應(yīng)式為：NH3·H2O=NH4++OH—氨水的堿性可中和CO2與水作用生成的碳酸產(chǎn)生的H+，反應(yīng)如下：

NH3·H2O+H2CO3=NH4HCO3+H2O；NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O因此，通過(guò)加氨處理，可提高給水的pH值，防止產(chǎn)生游離二氧化碳的酸性腐蝕。從銅鐵防腐效果上全面考慮，目前一般將給水的pH值調(diào)節(jié)在8.5～9.2范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，若單從減緩鋼材腐蝕來(lái)說(shuō)，給水的pH值高于9為好。但在熱力系統(tǒng)中，低壓加熱器及疏水冷卻器、凝汽器都使用了銅合金材料，當(dāng)pH值大于9時(shí)，銅的腐蝕隨pH值增大而明顯加快。（2）加氨的方法氨處理常用的藥品有液氨和氨的水溶液。由于氨為揮發(fā)性物質(zhì)，不論在熱力系統(tǒng)的哪一部位加藥，都可使整個(gè)汽水系統(tǒng)中有氨。一般常把氨加在補(bǔ)給水和給水中。電廠(chǎng)一般是將濃氨液配成1％～5％的稀溶液，與聯(lián)氨用同一加藥泵加入除氧器出口管的給水中，也可以設(shè)置單獨(dú)的加藥泵。

§7.3汽包爐水汽系統(tǒng)的腐蝕及防止鍋爐運(yùn)行時(shí)，鍋爐內(nèi)水汽的溫度和壓力較高或很高，爐管管壁溫度很高，設(shè)備的各部分的應(yīng)力很大，而且給水中雜質(zhì)在鍋爐內(nèi)發(fā)生濃縮和析出，在鍋內(nèi)常集積有沉淀物，這些因素都會(huì)促進(jìn)腐蝕，并使腐蝕問(wèn)題復(fù)雜化。所以，雖然進(jìn)入鍋爐的水都是經(jīng)過(guò)除氧的，鍋爐水的pH值也常常比較高，但仍然會(huì)發(fā)生腐蝕?，F(xiàn)將水汽系統(tǒng)中可能發(fā)生的腐蝕類(lèi)型簡(jiǎn)述如下。1．沉積物下腐蝕當(dāng)鍋爐內(nèi)金屬表面附著有水垢或水渣時(shí)，在其下面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，稱(chēng)為沉積物下腐蝕。這種腐蝕和鍋爐水的局部濃縮有關(guān)，因此也稱(chēng)為介質(zhì)濃縮腐蝕。這是目前高壓鍋爐內(nèi)常見(jiàn)的一種腐蝕，屬于局部腐蝕。1.1腐蝕機(jī)理在正常運(yùn)行條件下，鍋爐內(nèi)金屬表面上常覆蓋著一層Fe3O4膜，這是金屬表面在高溫鍋爐水中形成的，其反應(yīng)式如下：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2這樣形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保護(hù)性能，鍋爐可以不遭到腐蝕。如果此Fe3O4膜遭到破壞，金屬表面直接與高溫爐水接觸，易受腐蝕。促使Fe3O4膜破壞的一個(gè)重要因素，是鍋爐水的pH值不合適。當(dāng)pH<8時(shí)，鋼鐵的腐蝕速度明顯加快。因?yàn)榇藭r(shí)保護(hù)膜被溶解，H+起了去極化作用，而且腐蝕產(chǎn)物都是易溶的，不能形成保護(hù)膜。其反應(yīng)式為：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O當(dāng)pH>13時(shí)，腐蝕速度也明顯加快。因?yàn)楸Ｗo(hù)膜也被溶解，且鐵與NaOH直接反應(yīng)，其反應(yīng)式為：Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH=Na2FeO2+H2↑根據(jù)鍋爐水中含有的雜質(zhì)，沉積物下的腐蝕可分為以下兩種情況：(1)酸性腐蝕。當(dāng)凝汽器發(fā)生泄漏，而且冷卻水是海水或苦咸水時(shí)，冷卻水中的MgCl2和CaCl2進(jìn)入鍋爐，水解產(chǎn)生濃酸，其反應(yīng)式如下：MgCl2+2H2O=Mg(OH)2↓+2HCl;CaCl2+2H2O=Ca(OH)2↓+2HCl這兩個(gè)反應(yīng)的生成物Mg(OH)2和Ca(OH)2會(huì)形成沉積物，使沉積物下蒸發(fā)濃縮鍋水的pH值迅速下降，破壞保護(hù)膜，發(fā)生酸對(duì)金屬的腐蝕，稱(chēng)酸性腐蝕。(2)堿性腐蝕。當(dāng)補(bǔ)給水中含有碳酸鹽或者凝汽器發(fā)生泄漏，碳酸鹽類(lèi)分解使鍋爐水中出現(xiàn)游離NaOH，反應(yīng)如下：NaHCO3=CO2↑+NaOHNa2CO3+H2O=CO2↑+2NaOH3Ca(HCO3)2+3Na3PO4=6CO2+Ca3(PO4)2+6NaOH這樣使沉積物下蒸發(fā)濃縮的鍋爐水的pH值很快升至13以上，破壞保護(hù)膜，發(fā)生堿對(duì)金屬的腐蝕，稱(chēng)為堿性腐蝕。由上述可知，在沉積物下可能發(fā)生酸性或堿性?xún)煞N不同類(lèi)型的腐蝕。這兩種腐蝕，又根據(jù)其損傷情況的不同，分為延性腐蝕和脆性腐蝕。現(xiàn)分別介紹如下：(1)延性腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在多孔沉積物下面，是由于沉積物下的堿性增強(qiáng)而產(chǎn)生的。特征是產(chǎn)生凹凸不平的腐蝕坑，坑上覆蓋有腐蝕產(chǎn)物，坑下金相組織和機(jī)械性能都沒(méi)有變化，金屬仍然保留它的延性，所以稱(chēng)為延性腐蝕。當(dāng)腐蝕坑達(dá)到一定的深度以后，管壁變薄，這時(shí)便會(huì)因過(guò)熱而鼓包或爆管。(2)脆性腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在比較致密的沉積物下面，是由于沉積物下酸性增強(qiáng)而產(chǎn)生的。發(fā)生這種腐蝕時(shí)，產(chǎn)生的H2使金屬有明顯的脫碳現(xiàn)象，腐蝕部位的金相組織發(fā)生了變化，即C+2H2=CH4產(chǎn)生的甲烷氣體在沉積物下不易逸出，以致在晶格間形成較大的應(yīng)力，導(dǎo)致金屬逐漸形成裂紋，使金屬變脆。嚴(yán)重時(shí)，管壁還未變薄就會(huì)爆管。這種腐蝕是因?yàn)楦g反應(yīng)中產(chǎn)生的氫滲入到金屬內(nèi)部引起的，因此又稱(chēng)為氫脆。1.3防止方法發(fā)生沉積物下腐蝕的基本條件是鍋爐爐管上有沉積物和鍋爐水有侵蝕性。因此，要防止沉積物下腐蝕，既要防止鍋爐爐管上形成沉積物又要消除鍋爐水的侵蝕性。通常采用以下措施：(1)新裝鍋爐投入運(yùn)行前，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗，鍋爐運(yùn)行后要定期清洗，以除去沉積在金屬管壁上的腐蝕產(chǎn)物。(2)提高給水水質(zhì)，防止給水系統(tǒng)腐蝕而使給水中的銅、鐵含量增大。(3)盡量防止凝汽器泄漏。(4)調(diào)節(jié)鍋爐水水質(zhì)，消除或減少鍋爐水中的侵蝕性雜質(zhì)。(5)做好鍋爐的停用保護(hù)工作，防止停用腐蝕，以免爐管金屬表面上附著腐蝕產(chǎn)物，同時(shí)，還可避免由于停用腐蝕產(chǎn)物而增加運(yùn)行時(shí)鍋爐水的含鐵量?！?.4熱力設(shè)備的停用腐蝕及保護(hù)1．熱力設(shè)備停用時(shí)的腐蝕熱力設(shè)備停用時(shí)，如果不采取有效的保護(hù)措施，其水汽系統(tǒng)的金屬內(nèi)表面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧腐蝕，這種腐蝕稱(chēng)為停用腐蝕。發(fā)生這種腐蝕是因?yàn)楫?dāng)熱力設(shè)備（如鍋爐）停用后，外界空氣必然會(huì)大量進(jìn)入爐內(nèi)水汽系統(tǒng)內(nèi)，此時(shí)，鍋爐雖已放水，但在爐管金屬的內(nèi)表面上往往因受潮而附著一薄層水膜，空氣中的氧便溶解在此水膜中，使水膜中飽含溶解氧，所以很容易引起金屬的氧腐蝕。若停用后未將鍋內(nèi)的水排放或者有的部位水無(wú)法放盡，使一些金屬表面仍被水浸潤(rùn)著，則同樣會(huì)因大量空氣中的氧溶解在這些水中，而使金屬遭到溶解氧腐蝕。停用腐蝕的危害性有兩方面：一方面，在短期內(nèi)使停用設(shè)備金屬表面遭到大面積腐蝕，而運(yùn)行鍋爐一般只在省煤器前部發(fā)生氧腐蝕，另一方面，加劇熱力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的腐蝕。停爐腐蝕產(chǎn)物在鍋爐運(yùn)行時(shí)大量進(jìn)入鍋爐水中，使鍋爐水含鐵量增大，加劇鍋爐爐管中沉積物的形成。停用腐蝕使金屬表面上產(chǎn)生的沉積物及所造成的金屬表面粗糙狀態(tài)，會(huì)成為運(yùn)行中腐蝕的促進(jìn)因素。由上述可知，停用腐蝕的危害性非常大，防止鍋爐水汽系統(tǒng)的停用腐蝕，對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行有重要的意義。為此，在鍋爐停用期間，必須對(duì)其水汽系統(tǒng)采取保護(hù)措施。2．鍋爐停用保護(hù)的方法防止鍋爐水汽系統(tǒng)發(fā)生停用腐蝕的方法較多，按其作用原理可分為以下三類(lèi)：(1)阻止空氣進(jìn)入停用鍋爐的水汽系統(tǒng)內(nèi)。這類(lèi)方法包括充氮法、保持蒸汽壓力法等。(2)降低熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)部的濕度。當(dāng)停用設(shè)備內(nèi)部相對(duì)濕度小于20％時(shí)，就能避免腐蝕。這類(lèi)方法有烘干法、干燥劑法等。(3)加緩蝕劑，使金屬表面生成保護(hù)膜，如加十八烷胺。

現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹幾種常用的保護(hù)法：2.1加聯(lián)氨—氨法此法是在鍋爐內(nèi)充滿(mǎn)聯(lián)氨(N2H4)和氨(NH3)的混合液。其防腐的原理是利用聯(lián)氨的還原性，除掉水中的溶解氧。其反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O加氨的目的是調(diào)節(jié)水的pH。為了保證保護(hù)效果，聯(lián)氨的過(guò)剩量應(yīng)維持在200mg/L，pH值應(yīng)大于10。在保護(hù)過(guò)程中，應(yīng)定期檢查聯(lián)氨濃度和pH值，若不符合要求，應(yīng)及時(shí)采取措施。聯(lián)氨法宜用于停用時(shí)間較長(zhǎng)或備用的鍋爐。使用聯(lián)氨保護(hù)的鍋爐，在啟動(dòng)前，應(yīng)將聯(lián)氨和氨水排放干凈，并進(jìn)行沖洗。在鍋爐點(diǎn)火以后，應(yīng)先向空排汽，當(dāng)蒸汽中氨含量小于2mg／kg時(shí)才可送汽，以免氨濃度過(guò)大腐蝕凝汽器銅管。2.2保持給水壓力法保持給水壓力法是在鍋爐內(nèi)充滿(mǎn)除氧合格的給水，并用給水泵頂壓，使鍋爐內(nèi)水的壓力為0.5～1.0MPa，然后將水汽系統(tǒng)所有閥門(mén)關(guān)閉，以防止空氣滲入鍋爐內(nèi)而達(dá)到防腐的目的。保護(hù)期間應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)督鍋爐內(nèi)的壓力。如果發(fā)現(xiàn)水的壓力下降，應(yīng)查明原因，再送給水頂壓。保護(hù)期間應(yīng)每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超過(guò)給水所允許的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)換含氧量合格的給水。此法一般適用于短期停用的鍋爐。冬季采用此法保護(hù)時(shí)，應(yīng)有防凍措施。2.3氨液法氨液法是基于在含氨量很大的水(800～1000mg/L)中，鋼鐵具有不會(huì)被氧腐蝕的性能。氨液停用保護(hù)法，是將凝結(jié)水或補(bǔ)給水配制成含氨量為800mg/L以上的稀氨液，用泵打人鍋爐水汽系統(tǒng)內(nèi)，并使其在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，直到各采樣點(diǎn)取得樣品的氨液濃度趨于相同，然后將鍋爐所有閥門(mén)關(guān)嚴(yán)，以免氨液漏掉。在保護(hù)期間，每星期應(yīng)分析氨液濃度一次，若發(fā)現(xiàn)氨的劑量顯著下降，應(yīng)尋找原因，采取預(yù)防措施并補(bǔ)加新氨液。鍋爐充氨液前，應(yīng)將存水放掉，立式過(guò)熱器內(nèi)存水應(yīng)用氨液將積水頂出。因?yàn)榘币簩?duì)銅制件有腐蝕作用，事先應(yīng)拆除或者隔離可能與氨液接觸的銅制件。氨液容易蒸發(fā)，故水溫不宜過(guò)高，系統(tǒng)要求嚴(yán)密。鍋爐啟動(dòng)前，應(yīng)將全部氨液排出后再進(jìn)水，在鍋爐點(diǎn)火并升汽壓后，用蒸汽沖洗過(guò)熱器并向空排汽，直到蒸汽中含氨量小于2mg/kg，才可將鍋爐出口蒸汽并入主蒸汽母管或向汽輪機(jī)送汽。采取這種措施的目的，是為了防止蒸汽含氨量太高引起銅制件的腐蝕。氨液法適用于保護(hù)長(zhǎng)期停用的鍋爐。若冬季鍋爐房氣溫低，有冰凍可能時(shí)，采取此法也應(yīng)有防凍措施。2.4烘干法此法適用于從運(yùn)行轉(zhuǎn)入檢修的鍋爐的保護(hù)。鍋爐熄火后，當(dāng)鍋爐壓力降至一定值，鍋爐水水溫大約降至120℃～150℃時(shí)，進(jìn)行放水。放水后，利用爐內(nèi)余熱或用點(diǎn)火設(shè)備在爐內(nèi)點(diǎn)微火，將鍋內(nèi)金屬表面烘干，同時(shí)輔以負(fù)壓系統(tǒng)抽出濕蒸汽，使鍋爐金屬表面干燥以防止腐蝕。鍋爐檢修完畢后如果不立即投入運(yùn)行，應(yīng)采取其它保護(hù)措施。2.5充氮法將氮?dú)獬淙隋仩t水汽系統(tǒng)內(nèi)，并使其保持一定的正壓(大于外界大氣壓)，以阻止空氣的滲入。由于氮?dú)夂懿换顫?，無(wú)腐蝕性，所以可以防止鍋爐的停用腐蝕。其方法為：在鍋爐停爐降壓至0.3MPa～0.5MPa時(shí)將充氮管路接好。當(dāng)鍋內(nèi)壓力降至0.05MPa時(shí)，開(kāi)始由氮?dú)夤藁虻獨(dú)馄拷?jīng)充氮臨時(shí)管路向鍋爐汽包和過(guò)熱器等處送氮?dú)?。所用氮?dú)獾募兌葢?yīng)達(dá)到99％或更高。充氮時(shí)，可將鍋爐水汽系統(tǒng)中的水放掉，也可以不放水。充氮后，鍋爐水汽系統(tǒng)中氮?dú)獾膲毫?yīng)維持在0.5MPa以上。對(duì)于未放水的鍋爐或鍋爐中不能放盡水的部分，充氮前最好在鍋內(nèi)存水中加入一定劑量的聯(lián)氨，用氨將水的pH值調(diào)至10以上，并定期監(jiān)督水中溶解氧和過(guò)剩聯(lián)氨量。充氮時(shí)，鍋爐水汽系統(tǒng)的所有閥門(mén)應(yīng)關(guān)閉，并應(yīng)嚴(yán)密不漏，以免泄漏使氮?dú)庀牧窟^(guò)大和難以維持氮?dú)鈮毫?。在充氮保護(hù)期間，要經(jīng)常監(jiān)督鍋爐水汽系統(tǒng)中氮?dú)獾膲毫湾仩t的嚴(yán)密性。若發(fā)現(xiàn)氮?dú)庀牧窟^(guò)大，應(yīng)查找泄漏的地方并采取措施消除之。2.6氣相緩蝕劑法此法應(yīng)在鍋爐停運(yùn)并用余熱烘干后才能實(shí)施，應(yīng)根據(jù)鍋爐的容量、結(jié)構(gòu)和材質(zhì)等，選用合適的氣相緩蝕劑。要采用適當(dāng)?shù)墓に嚕箽庀嗑徫g劑揮發(fā)出的氣體能均勻分布在被保護(hù)部分的金屬表面上。對(duì)于大型鍋爐，應(yīng)利用壓縮空氣作載體，將氣相緩蝕劑由鍋爐底部排放水管系統(tǒng)充人，經(jīng)下聯(lián)箱引入鍋爐內(nèi)，充滿(mǎn)鍋爐各部分金屬內(nèi)表面。在充入氣相緩蝕劑時(shí)，定時(shí)從鍋爐爐頂空氣門(mén)或排氣門(mén)處抽出氣體，測(cè)定氣相緩蝕劑的含量。當(dāng)氣相緩蝕劑的含量符合規(guī)定值時(shí)，停止充氣并迅速封閉鍋爐。停用保護(hù)期間，氣相緩蝕劑的含量應(yīng)符合規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn)。2．汽機(jī)和凝汽器停用保護(hù)汽輪機(jī)和凝汽器在停用期間一般是采用干法保護(hù)，所以必須使停運(yùn)的汽機(jī)和凝汽器內(nèi)部保持干燥。凝汽器停用后應(yīng)先放干水，再使系統(tǒng)自然干燥或吹干或加入干燥劑。3．加熱器的停用保護(hù)由于低壓加熱器的熱交換管是銅管，一般宜用干法保護(hù)或充氮保護(hù)；而高壓加熱器的熱交換管為鋼管，可采用聯(lián)氨－氨保護(hù)，保護(hù)液中聯(lián)氨的濃度為50mg/L～200mg/L，視保護(hù)期長(zhǎng)短而定。保護(hù)液的pH值用氨調(diào)至大于10。4．除氧器的停用保護(hù)除氧器的停用保護(hù)根據(jù)保護(hù)期長(zhǎng)短而定。在停用時(shí)間在一周內(nèi)，可采用熱蒸汽有熱循環(huán)的保護(hù)方法，應(yīng)維持水溫高于106℃。停用時(shí)間在一周至一季度，宜采用放水充氮保護(hù)，或采用聯(lián)氨溶液－充氮聯(lián)合保護(hù)。若停用一季度以上，應(yīng)采用放水充氮干法保護(hù)。鍋爐熱力魄設(shè)備的停胡用（可停匪爐）保護(hù)睜，應(yīng)根據(jù)慕設(shè)備所處象狀態(tài)、停茂用時(shí)間長(zhǎng)邀短，設(shè)備邪系統(tǒng)所處久的條件和羨周?chē)h(huán)境掘，選擇不寺同的保護(hù)傅方法。1.合停爐保桌護(hù)1）鍋爐停鑄用時(shí)間少截于2天，不庭采取任努何保護(hù)聽(tīng)方法；2）鍋爐冬停用時(shí)鬼間3~5天，對(duì)威省煤器棒、水冷遷壁及汽駛水分離果器采用困加藥濕退態(tài)保護(hù)扔，對(duì)過(guò)癢熱器部邀分采用堵干燥后很充氮保稿護(hù)；3）停爐右時(shí)間超屯過(guò)5天的，懸省煤器指、水冷喘壁、汽畏水分離猶器和過(guò)茫熱器系浮統(tǒng)均采勞用熱爐玻放水干禍燥后充森氮保護(hù)粗，或充挽氣相緩策蝕劑保裙護(hù)。（啞熱爐放姿水時(shí)，令汽水分紗離器壓竿力在0.9因8MPa以下、汽危水分離器掀入口溫度200烏℃以下）。2.冬歡季停爐后誦的防凍1）檢查并句投入有關(guān)惡設(shè)備的電嚇加熱或汽次加熱裝置抱，由熱工術(shù)投入熱工粉儀表加熱填裝置；2）備用毫鍋爐的掉人孔門(mén)宋、檢查礎(chǔ)孔、檔誘板等反帆應(yīng)關(guān)閉福嚴(yán)密，元防止冷把風(fēng)侵入獄；3）鍋爐各尤輔助設(shè)備烏和系統(tǒng)的被所有管道將，均應(yīng)保秋持管內(nèi)介廊質(zhì)流通，舞對(duì)無(wú)法流醉通的部分伸應(yīng)將介質(zhì)耀徹底放盡做，以防凍蔬結(jié)；4）停爐期鉆間，應(yīng)將紐奉鍋爐所屬招管道內(nèi)不點(diǎn)流動(dòng)的存節(jié)水徹底放于盡?！?.5算60液0MW超臨界爐地停爐保護(hù)刺實(shí)例§7.6明600揮MW汽包爐停爐保也護(hù)實(shí)例1濕法保護(hù)濕法保突護(hù)是在柱鍋爐停梅爐后，稱(chēng)鍋爐汽嘴水系統(tǒng)灣和外界恐嚴(yán)密隔伙絕，用著具有保悟護(hù)性的脫水溶液飯充滿(mǎn)整控個(gè)鍋爐適受熱面績(jī)，借以錘杜絕空妖氣中的前氧進(jìn)入翻鍋爐內(nèi)兔。但該瞇法限制帆在鍋爐類(lèi)汽水系翠統(tǒng)上進(jìn)抖行檢修接工作時(shí)弱應(yīng)用，潔在冬季明存在著濱防凍的尼問(wèn)題。山濕法保鍋?zhàn)o(hù)可以蜻分為：（1）蒸位汽壓力法節(jié)保護(hù)這種方法貍的實(shí)質(zhì)是刪停至熱備搜用狀態(tài)，秧主要操作基程序如下獸：1）停爐談后，關(guān)閉掩爐膛各風(fēng)污門(mén)、檔板殊、檢查孔皇、放水閥摟、取樣閥微，減少鍋堅(jiān)爐蓄熱量堡的散失。2）停爐茄前2h停止鍋?zhàn)駹t加藥嶺。3）鍋爐炎自然降壓蘋(píng)至2MPa，進(jìn)行一征次鍋爐念排污，啊維持正攀常的汽朝包水位翻。4）鍋俘爐熱備好用期間慌應(yīng)注意臘監(jiān)視汽允包壓力愈，若汽租包壓力法小于0鋪.5MPa啞，鍋爐應(yīng)點(diǎn)織火升壓，缺維持汽包如壓力在0盈.5MPa以上。（2）圖氨—聯(lián)參氨濕法兆加氮壓馳保護(hù)再熱器魚(yú)部分不車(chē)能采用歸這種方頌法，如跟采用，拔汽輪機(jī)挪有進(jìn)水錘的危險(xiǎn)壇。主要操稀作程序毛如下：1)機(jī)偷組解列拘后，立研即開(kāi)啟活再熱器蘿排空氣芝閥，利頂用鍋爐福蒸汽的富余熱蒸叼干再熱忘器。2)鍋拘爐熄火摧后，打翁開(kāi)一次尊蒸汽系都統(tǒng)上的亭所有疏飾水閥、撤排空氣孩閥、取就樣閥。目以10劈燕0t的醉流量進(jìn)領(lǐng)水至汽薯包正常炎水位。3)汽包拜壓力降至劑0.5M漠Pa時(shí)向帳爐內(nèi)加入朗氨－聯(lián)氨遙溶液，保昨持鍋水循昆環(huán)泵運(yùn)行翼以使?fàn)t內(nèi)勒藥液濃度盡均勻。當(dāng)旺鍋水聯(lián)氨屆濃度達(dá)2跪00mg喬/L以上舌，pH達(dá)隔10～1液0.5時(shí)樂(lè)停止加藥每，半小時(shí)米后停止鍋澇水泵運(yùn)行采。4）當(dāng)汽溉包壓力降之至0.2MPa時(shí)，對(duì)汽念包過(guò)熱器初系統(tǒng)進(jìn)行拖充氮保護(hù)坡。5）保灣護(hù)期間驗(yàn)，維持飼氮壓力味大于0謎.3MPa，聯(lián)氨濃微度大于捎200mg/L域，pH1淋0~10盛.5否則應(yīng)予勁補(bǔ)充。2干法客保護(hù)這種方法應(yīng)是經(jīng)常保挑持鍋爐內(nèi)莖表面處在震干燥狀態(tài)施，以防腐敞蝕。具體幼方法有：（1）熱她爐放水余栽熱烘干法野保護(hù)。這種方起法簡(jiǎn)單己易行，角且適用麥于鍋爐買(mǎi)短期檢汗修，在惕實(shí)際中紙較為常貝用。熱萍爐放水東時(shí)壓力斷越高，桑效果越砍好，但碼放水壓善力受到悶鍋爐允撿許放水獲溫度的有限制，CE型鍋爐采揉用0.5MPa帶壓放持水保護(hù)頭法后，譯在過(guò)熱禽器受熱瓦面的彎置頭處鉆漿孔就有認(rèn)大量的構(gòu)積水。美這種方軋法主要滾操作程掉序如下權(quán)：1）機(jī)組冷解列后，術(shù)鍋爐維持旺一定的燃刮燒率（爐桐膛出口煙落溫小于5吧38℃）查，當(dāng)再熱藥器壓力降噸到0.2MPa時(shí)，開(kāi)啟冰其所有排駁空氣閥，壺蒸干再熱創(chuàng)器。2）鍋宵爐熄火峽爐膛吹昏掃結(jié)束踐后，立癢即停止灰引、送倘風(fēng)機(jī)運(yùn)預(yù)行，關(guān)非閉風(fēng)煙牌系統(tǒng)擋腐板，維鎖持爐底缸水封正恩常，防廳止鍋爐閥蓄熱量撫的散失節(jié)。3）汽包霜壓力降至匆0.5~侍0.8MPa時(shí)，開(kāi)啟換鍋爐所有烘放水閥進(jìn)攤行放水。4）當(dāng)鹿汽包壓骨力降至各0.2MPa時(shí)，開(kāi)嶄啟汽包韻、過(guò)熱婆器上所爸有空氣謝閥。5）利用謎鍋爐余熱您，采取自浴然通風(fēng)的柄方法將鍋禾內(nèi)的濕汽澤排出，在盾烘干過(guò)程頓中要定期謝測(cè)量空氣囑濕度，直介至鍋內(nèi)空州氣濕度小懷于70%逼或等于環(huán)披境相對(duì)濕勾度。6）只有寇當(dāng)烘干結(jié)程束后，方烈可開(kāi)啟風(fēng)杜、煙檔板監(jiān)或引風(fēng)機(jī)瓣進(jìn)行通風(fēng)鑄冷卻。（2）氨葵-聯(lián)氨（盜或二甲基悉酮肟）鈍冒化加熱爐今放水法保郊護(hù)這種方姿法適應(yīng)競(jìng)于一周攔以上的坑鍋爐小篩修、中羨修和大巡壽修