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热力设备的腐蚀和防护
热力设备的腐蚀和防护
【摘要】热力设备在运转过程中会受到来自各个方面的腐蚀。腐蚀的种类较多，主要的产生机理是外力和化学性腐蚀。本文通过对热力设备腐蚀的成因和特点进行了分析，进而总结和提出了一些防腐蚀的措施，以确保热力设备的安全运行。
【关键词】腐蚀成因;防腐措施
1 热力设备的腐蚀成因和特点
1.1 腐蚀热力设备的形式和原因
热力设备的腐蚀的主要形式有，氧腐蚀、酸腐蚀、应力腐蚀等。下面分别加以介绍：在省煤器中的腐蚀一般为氧腐蚀，其腐蚀机理是由于给水温度高且含氧量较大导致的，其结果是省煤器的因腐蚀发生泄漏。
锅炉发生的腐蚀主要是介质浓缩腐蚀，其主要原因是高温高压下锅炉水局部浓缩或者锅炉的循环水处理不当，导致PH值的高低变化，从而产生了酸碱性腐蚀。在锅炉内沉积物下面产生局部浓缩腐蚀，这是因为锅炉内的沉积阻碍无法使炉水向外扩散，在高温下形成了浓度很高的液体，导致了对锅炉的腐蚀。
水冷壁的腐蚀主要有外壁热腐蚀和内壁腐蚀两种。热腐蚀主要是硫腐蚀，就是在一定的温度下煤中的硫的存在产生了硫化氢、硫酸盐和熔融物等作用在冷水壁的金属表面产生了腐蚀。这种腐蚀的发生是需要一定的条件下的，主要是煤炭中的硫、钠、钾并在一定的温度条件下发生的。
高压汽包的腐蚀主要是沉积物的腐蚀，也分为酸性腐蚀和碱性腐蚀。发生酸性腐蚀的基本特征是锅炉水低PH值运行使腐蚀部位出现了脱碳现象。另外一种是碱腐蚀，这种腐蚀对金属组织和其机械性破坏不大，腐蚀隐蔽，容易被人忽视。
水冷壁管由于水管的结垢导致的腐蚀是也是一种介质浓缩腐蚀，属于氢腐蚀。水质的恶化、锅炉偏燃、新的冷水管存在质量问题、冷水管焊接接口错位等都会发生这种腐蚀。另外在恶劣水质条件下，采用全挥发处理炉水是也容易导致氢腐蚀。
凝汽器的腐蚀主要是低温的碳酸腐蚀，这是由于设备内部的凝结水缓冲性能差，当水中含有二氧化碳时就会导致PH值降低，产生酸腐蚀。在凝汽器的水侧，若循环的冷水具有腐蚀性就会导致其铜管产生腐蚀，若循环的冷水有结垢倾向就会在结构后对铜管产生腐蚀。
实际经验显示，由于结垢黄铜管的脱锌，即使不易脱锌的铜管也会出现点蚀，白铜管也会产生点蚀或者脱镍。这种腐蚀的原因就是在沉积物的作用下溶液闭塞，从而形成了腐蚀原电池，导致了电化学腐蚀的点蚀坑，最终产生穿孔。
汽轮机的腐蚀主要是酸性腐蚀。主要是蒸汽的凝结水PH值较低或者存在有机物等，从而造成了酸性的腐蚀。
1.2 不同机组的腐蚀特点
中低压参数机组，主要的腐蚀形式是氧腐蚀。这是因为低压机组如果用于调峰，启动频繁，这样就不可避免的会使氧气在停机时进入热力系统。而且这样的机组一般不采用化学除氧，如果除氧器工作出现异常，就会导致氧腐蚀，这样往往导致省煤器腐蚀泄漏。
高压机组，这种机组的补给水的水质较好，同时锅炉内一般采用了协调磷酸盐处理，但是这样的机组往往不配备凝结水处理装置，这样凝结水就会因凝汽器的泄露而遭到污染，导致了给水的水质恶化，这就是机组结垢、腐蚀、积盐的主要原因。
亚临界和其他参数的机组，对水质要求严格，并且大多配备了凝结水除盐设备。这样在系统内的水质较好，锅炉水含盐量低，缓冲性小，因此无论是采用低磷酸盐处理还是挥发性处理都会因为锅炉水的PH值降低而产生酸腐蚀。同时精处理再生用酸误漏入系统或精处理树脂漏入热力系统都有可能使炉水pH过低而产生酸腐蚀。
2 热力设备防腐蚀措施
2.1 氧腐蚀防止措施
设备在运行过程中受到的氧腐蚀主要是根据氧的浓度、PH值、水温、水中离子和水的流速有关，其中最主要的因素就是氧气的浓度，所以要防止氧腐蚀就要减少溶氧量，主要的方法就是对水除氧，降低水中的氧气含量达到最低。主要方法有：
2.1.1 热力除氧
热力除氧的作用机理是在敞口设备中将水加热到沸点，这时氧气在水汽分界面上的分压等于零，水中溶解的氧气就会自然分离出来。由于二氧化碳的溶解度和氧气一样，所以在热力除氧的过程中还能除去大部分的二氧化碳。目前热力设备防腐中的除氧器主要有淋水盘、喷雾填料、膜式等。
2.1.2 化学除氧
化学除氧的方法主要是利用化学药品进行除氧。高参数的锅炉一般使用联胺法，参数比较低的锅炉采用烟硫酸钠。
(1)联氨的溶解机理：实质上联氨是一种还原剂，特别是在碱性的溶液中，联胺的还原性更强。根据运行经验，联氨除氧的效果与联氨的浓度、溶液的PH值、温度、催化剂等因素有密切关系。为了取得良好的除氧效果，联氨处理的合理条件是：
水温在200℃以上，介质的PH值在8.7-11之间，有一定的过剩量，最好能加催化剂。联胺法在一定的条件下还可以对锅炉水内的一些具有腐蚀性的杂质进行化学消除，所以联氨可以防止锅内生成铁垢和铜垢。(2)亚硫酸钠的处理原理：亚硫酸钠易溶于水，是一种还原剂，能和水中的氧反应生成硫酸钠。
2.2 酸腐蚀预防措施
2.2.1 降低锅炉补水的碱度。因为热力设备的水气系统中的二氧化碳的主要来源就是补给水中的碳酸盐，所以降低了补给水的碱度，就可以将系统中的二氧化碳含量降低。降低水中的碱度一般采用不同的水气净化的方法，例如石灰处理、氢钠离子交换等处理发放均可以是热力设备中的游离二氧化碳降低到安全标准。
2.2.2 在水汽循环中减少汽水损失，降低系统的补水频率和水量，尤其是一些电热一体的电厂应尽量增加回水量，以此减少补水。
2.2.3 首先，增加维护防止凝气器泄漏，提高凝结水的质量。其次，对直流锅炉、超高压以上参数的大容量锅炉的凝结水应该进行相应的净化处理，以去除因凝汽器泄漏而进入凝结水的产生腐蚀的杂质。
2.2.4 在运行中防止空气渗漏到水汽系统中，同时提高除氧器的利用率。除氧器尽量维持在较高的运转压力和相应的温度，还可以加装在沸腾装置，以提高排除水中的游离二氧化碳的效率。
2.3 应力腐蚀预防措施
降低部件在运行中的应力，采用焊接代替榫卯连接，改善结构和安装的方法，必要时可以在设备的管道外加装保护措施。另外在运行中保证设备的负荷在稳定状态下，避免超负荷运转。
2.4 锅炉介质浓缩腐蚀预防措施
2.4.1 做好维护保持锅炉的整体的受热面状态良好，保持表面清洁和表面形成良好的保护膜。
2.4.2 采取措施减少给水的钢铁含量。首先，要达到这样的目标就必须降低给水系统的氧腐蚀、减少凝水系统、疏水系统的氧腐蚀、二氧化碳腐蚀。其次，还要防止设备停用时的腐蚀和腐蚀产物进入锅炉。最后，应采取措施防止锅炉外的水处理系统腐蚀，以此减少给水的含铁量。
2.4.3 保证按照设计标准正确进行锅炉的运行和操作，尽量使锅炉的载荷平稳，防止超负荷运转。还要使锅炉稳定燃烧，减少启停次数。
3 总结
热力设备的腐蚀产生的根本原因就是设备供水的酸碱值的改变，在高温高压的作用下产了一系列的化学反应，从而导致了设备的管路的性质改变，导致了腐蚀。在进行防腐措施的时候应当根据不同的机组的特点，采用合理的防腐措施以达到最佳的防腐效果。
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