热力设备结垢、积盐与腐 蚀现状及防治对策.doc

1、摘 要该毕业设计针对火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的现状及防治对策进行设计，综述了火力发电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的特点，分析了结垢、积盐与腐蚀的影响因素，以及它们的现状，阐述了热力设备结垢、积盐与腐蚀的危害，并提出相应的对策，主要针对锅炉结垢、热力设备的氧腐蚀与酸腐蚀、汽轮机的积盐与腐蚀、凝汽器的腐蚀等进行设计。关键词：结垢；积盐；腐蚀；现状；防止对策绪 论 火电厂热力设备的结垢、积盐和腐蚀严重影响着电厂的安全、经济运行，有关资料显示，由于锅炉结垢而造成的事故约占锅炉事故的70以上（1），而由于蒸汽携带引起盐分在汽轮机叶片上沉积，导致汽轮机事故的比例也呈上升趋势（2）。近年来，随着水处理工

2、艺的进步和完善，热力设备的腐蚀问题超过结垢、积盐，成为造成热力设备损坏的最突出问题。况且，由热力设备水汽品质不良而引起的结垢、积盐和腐蚀并非相互独立，而是相互影响、相互促进，这加快了对火电厂热力设备的损害。因此，分析和总结火电厂结垢、积盐和腐蚀的特点，影响因素并提出行之有效的防治对策，对于火电厂的安全经济运行具有十分重要的意义。 第一章 热力设备结垢结垢现状： 20世纪60年代前，我国锅炉补给水大多采用软化水，硬度较高，锅炉的结垢非常严重；后来采用除盐水作为锅炉补给水后，给水中的硬度和杂质含量都大大降低，加上采取了合适的炉内水处理工艺，结垢现象在一定程度上得到了改善。近年来，随着机组参数和容量

3、的提高。火电厂热力设备的结垢现象出现了一些新的特点，垢的主要成分，结垢的主要部位都有了一些变化。 第一节 水垢的化学组成及危害 热力设备内水垢的外观、物理性质和化学组成等特性，因水垢生成部位、水质及受热面热负荷不同等原因而有很大差异，例如有的水垢坚硬，有的水垢松软；有的水垢致密，有的水垢多孔。为了研究水垢产生的原因，找出防垢的方法，除了应仔细观察各部件水垢的外观特征外，最重要的是确定水垢的化学组成。1、 水垢的化学组成 1）成分分析 通常用化学分析的方法确定水垢的化学成分。水垢的化学分析以高价氧化物的质量百分率表示。表1-1是某高压锅炉水冷壁管内水垢成分的化学分析结果。表1-1 某高压锅炉水冷

4、壁管内水垢成分的化学分析结果（3） ()垢样部位 化学成分Fe2O3CuOZnOCaOMgOSiO2水冷壁管向火侧64.126.52.90.2-0.7通过上表比较得出氧化铁垢的含量较高，因此要注意减少锅炉水中的含铁量。 2）物相分析 物相分析可鉴定水垢中各种物质的化学形态，这对于研究水垢生成的原因是有益的。水垢的物相分析通常使用X射线衍射仪。2、 水垢的危害（1）水垢会降低锅炉和热交换设备的传热效率，增加热损失。（2）结垢增加水的流动阻力，迫使锅炉降负荷运行。（3）水垢能引起锅炉水冷壁管的过热，导致管子鼓包和爆管事故发生。（4）水垢能导致金属发生沉积物下腐蚀。（5）水垢生成的太快、太多，迫使热

5、力设备不得不提前检修。 综上所述可知，水垢对热力设备的安全、经济运行有很大影响，必须重视结垢问题，实现锅炉的长期无垢运行。为此，应该研究热力设备内结垢形成的物理-化学过程，找出防止各种水垢的方法。 第二节 水垢的主要成分及其防止 水垢是热力设备运行一段时间后,锅水中的杂质在受热面与水接触的管壁上生成的固态附着物。水垢往往不是单一的化合物， 而是由许多化合物组成的复杂混合物， 但常以某种化学成分为主， 通常将水垢按其主要化学成分分为钙镁水垢、硅酸盐水垢、氧化铁垢和磷酸盐铜铁垢等。 随着机组参数的变化， 锅炉中水垢的主导成分也发生着变化。 一、 钙镁水垢的形成主要由给水中带入的硬度引起， 在目前的

6、高参数机组中， 大都以除盐水为补水，在凝汽器密封性较好的情况下， 给水水质非常纯净， 因此在热力设备受热面上形成钙镁水垢的情况已很少见。防止钙镁水垢形成的方法：（1）制备高质量的补给水，彻底清除掉原水中的硬度。（2）保证汽轮机凝结水的水质。（3）采用磷酸盐调节处理锅炉水水质，使进入锅炉水中的钙、镁离子形成一种不黏附在受热面上的水渣，随锅炉排污排除掉。二、若锅炉补给水中铁铝化合物和含硅化合物含量偏高， 加上凝汽器泄漏的影响， 在机组热负荷较高时， 较易形成硅酸盐水垢，且这种水垢一旦形成便不易清除。防止硅酸盐水垢形成的方法是，应尽量降低给水中硅化合物、铝和其它金属氧化物的含量，即要求保证补给水和凝

7、结水的水质。三 、氧化铁垢的形成是近年来在高参数机组中比较突出的问题。研究表明： 氧化铁垢的主要成分为磁性氧化铁。 实践表明， 氧化铁垢主要出现在一些高参数大容量锅炉热负荷比较高的管壁上。防止锅炉内产生氧化铁垢的基本方法是减少锅炉水中的含铁量，即减少给水中的含铁量和防止金属腐蚀。 为了减少给水含铁量，除了应防止给水系统金属腐蚀外，还必须减少给水各组成部分（包括补给水、汽轮机主凝结水、疏水和生产返回凝结水等）的含铁量，因此一般采取下列措施来减少给水的含铁量。 （1）锅炉运行时采用合适的化学工况，包括：a、采用还原水工况时，调整好除氧器，以保证良好的除氧效果；b、采用氧化性水工况时，严格控制氧含量

8、、电导率等，保持凝结水精处理的正常运行。 （2）在给水或凝结水系统中装电磁过滤器或其他除铁过滤器，以减少水中的含铁量。 （3）补给水设备和管道、疏水箱、除氧器水箱等内壁衬橡胶或涂漆防腐。 （4）减少疏水箱中疏水或生产返回水箱中水的含铁量。第三节 结垢的主要部位及影响因素 水垢的生成是由工质水中的杂质溶解度随工况变化而变化引起的，凡是与工质水接触且工质参数发生变化的热交换面上都可能发生结垢现象。从国内火电厂实际运行监督的情况来看。 结垢现象发生较多的部位为水冷壁管、过热器及凝汽器铜管等。近年来， 随着超临界和超超临界机组的投产， 在实践中还发现水冷壁节流孔板、下集箱底部等的结垢现象。一、结垢的主

9、要部位（1）水冷壁管壁的结垢 水冷壁内工质的温度较高， 因此水冷壁的管壁是极易发生结垢的部位。水冷壁结垢严重情况下会在管壁上形成横向或环向裂纹甚至发生爆管。一般来说，水冷壁管向火侧结垢程度要远远高于背火侧，有时相差几倍。 （2）过热器的结垢 高温蒸汽在过热器中吸收热量成为过热蒸汽。过热器管壁直接与高温高压蒸汽流中的干过热蒸汽发生高温蒸汽腐蚀，在热负荷和温度波动较大的情况下，会生成氧化铁垢。（3）凝汽器的结垢 在可能影响机组出力的辅助设备中， 凝汽器是最可能发生故障的。凝汽器铜管的结垢一般发生在水侧， 且最先与冷却水接触的管壁处结垢较为严重， 这主要是由冷却水水质不稳定造成的。（4） 高参数机组

10、节流孔圈和集箱底部的结垢 由于高参数机组煤耗低、容量大、控制手段先进，发电的经济性好，具有节能、环保的特点。因此，近年来高参数机组发展迅速。实践表明， 超临界和超超临界机组的节流孔板和集箱底部常出现结垢现象。其它部位的结垢。除了上述几个部位以外， 结垢还会发生在省煤器、汽包、高低压加热器及循环水系统中。二、结垢的影响因素 （1）凝汽器泄露； （2）启动机组时水质指标不合格； （3）机组停用保护不当； （4）凝结水精处理系统无法正常运行。本章小结： 结垢不仅危害到锅炉的安全运行，而且会影响发电厂的经济效益。另外，在汽轮机凝汽器内结垢，会导致凝汽器真空度降低，使汽轮机达不到额定出力，热效率下降；加

11、热器结垢会使水的加热温度达不到设计值，以致整个热力系统的经济性降低，因此我们必须采用适当的方法来防止热力设备结垢。第二章 热力设备积盐第一节 热力设备积盐现状及盐类的主要成分一 热力设备积盐现状 热力设备的结垢和积盐从本质上讲都是水汽中的杂质在高温高压下溶解度减小或发生某种反应而以固态物质析出并附着在热力设备材料表面的现象。 但这两者有一定的区别，结垢是在强烈热交换过程中发生在受热面和炉水之间的固体析出过程，而积盐则是在蒸汽流通过程中发生的固体析出过程。因此，积盐和结垢的主要成分及部位既有相同又有区别。二 盐类的主要成分 锅炉水经浓缩后炉水中的杂质会随着蒸汽带入系统造成蒸汽污染。含盐蒸汽在过热

12、器、汽轮机中随工况变化而发生沉积，其主要成分为钠盐、铁盐和硅酸盐。其中，钠盐属于可溶性物质，例如氯化钠、硫酸钠及磷酸钠等，铁盐和硅酸盐属于不溶物质。一般来说，蒸汽机械携带盐分的能力和盐分在蒸汽的溶解能力随蒸汽参数的变化而变化。在不同的设备、甚至是同一设备内的不同部位，如汽轮机的不同级叶片上积盐的主要成分也不同，但有一定的规律性。第二节 过热器和汽轮机中的沉积物一 过热器中的沉积物 过热器沉积盐分的成分分析表明，在过热器内沉积的盐类主要是各种钠盐。这是因为钠盐在高温高压过热器里的溶解度非常小。因此，过热蒸汽中的钠盐含量会远远小于饱和蒸汽中的钠盐含量不能全部溶解的钠盐便沉积在过热器上。如图所示：

13、沉积物越来越多会使过热器产生裂纹。 一般来说，压力越高的锅炉，过热器中的盐类沉积物越少，因为高参数锅炉的过热蒸汽，其溶解杂质的能力很大，饱和蒸汽中的杂质大都被转入过热蒸汽中，被带往汽轮机。 在各种压力锅炉的过热器内，除了可能沉积有各种盐类外，还可能沉积有铁的氧化物，但主要是过热器本身的金属腐蚀产物。因在温度发生急剧变化时，过热器管壁上的金属腐蚀产物与管子金属本体的热膨胀率不同，会从金属表面剥落下来。在铁的氧化物等腐蚀产物剥落后，过热器管的金属腐蚀不仅会继续发生，而且腐蚀反应的速率可能更快，造成过热器管管壁厚度不均和管内沉积金属腐蚀产物。从过热器管金属表面剥落下来的铁的氧化物，其中有少部分以固体

14、微粒状态被过热蒸汽带往汽轮机中，被过热蒸汽溶解所带走的铁的氧化物很少，绝大部分都沉积在过热器内。二 汽轮机中沉积物1、汽轮机盐类沉积物形成的原因 热力系统中,水进入锅炉吸收热量,变成蒸汽; 蒸汽导入汽轮机,蒸汽的热能就转变为机械能,经汽轮机作功后的蒸汽被冷凝成水;水经过加热器、除氧器和给水泵等设备再进入锅炉(见图l（4）)。在这个循环过程中,水和蒸汽作为热力设备中的流动介质,都具有溶解其它物质的能力,但二者的形态不同。水是液态,称为溶剂,蒸汽是汽态,叫做溶解气体。有些盐分可以溶解在水中,也可以溶解在蒸汽中,只是溶解度不同而已。所以,过热蒸汽作为一种溶解气体,自然溶有各种杂质。过热蒸汽中的盐类杂

15、质有两种存在形态: 一种呈蒸汽溶液,如:硅酸、钠化合物;另一种呈固态 微粒状,如:铁的氧化物等。 当过热蒸汽进入汽轮机后,由于蒸汽膨涨作功, 其压力和温度降低,钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度随压力降低而减少,当其中某种物质的溶解度下降 到低于它在蒸汽中的携带量时,该物质就会以固态析出,并沉积在汽轮机蒸汽通流部分。此外,蒸汽中那些微小的NaOH浓缩液滴以及一些固态微粒,也会粘附在汽轮机的蒸汽通流部分,形成沉积物。l 锅炉 2 汽轮机 3 发电机 4 凝汽器 5 凝结水泵 6 循环冷却水泵 7 低压加热器 8 除氧器 9 给水泵 l0 高压加热器 ll 水处理设备 l2 疏水箱 l3 疏水泵 图l

16、 热电厂水、汽循环系统主要流程 2、过热蒸汽中的各种杂质在汽轮机内的沉积特性及部位 汽轮机内部的积盐除了钠盐以外, 还有较多的铁氧化物及硅酸,且不同级叶片上的盐类主要成分不同。通过沉积盐分的分析发现,高压、中压级主要为钠盐,而低压级则更多的是不溶性的SiO2和铁氧化物。这是因为SiO2在蒸汽中的溶解能力很强,只有在蒸汽压力和温度急剧减小降到很低时,才会以沉积。（下图为沉积杂质的汽轮机隔板）2. 1 钠化合物 由过热蒸汽带入汽轮机的钠化合物,一般为 Na2SO4、Na3PO4 、Na2SiO3、NaCl和NaOH 等。虽然它们在过热蒸汽中的溶解度不很大,但随着蒸汽膨胀, 压力下降时它们的溶解度还

17、会减少,所以在汽轮机内通过一、二级后,当蒸汽压力稍有降低时,它们在蒸汽中的含量就已高出其溶解度,很容易从蒸汽中析出。在这些杂质中,因Na2SO4、Na3PO4 、Na2SiO3在蒸汽中溶解度较小,最先析出,在汽轮机高压级内就开始沉积;NaCl溶解度较大一些,主要沉积在汽轮机的中压和低压级内。 在汽轮机内,蒸汽中的Na+还发生下述变化: 与蒸汽中SiO3-反应,生成Na2SiO3,主要沉积在高、中压级内。反应式如下: 2NaOH+SiO3-=Na2SiO3+H2O 与汽轮机蒸汽通流部分金属表面上的氧化铁反应,生成难溶的铁酸钠。反应式如下: 2NaOH+Fe2O3 =2NaFeO2 + H2O2.

18、2硅酸 硅酸在蒸汽中的溶解度较大,它们以二氧化硅的形式从蒸汽中析出,并且较多地沉积在汽轮机的中压级和低压级内。以低压级内沉积物的数量最大.SiO2沉积物不溶于水,质地坚硬,在低压级一般以结晶的石英、方石英、非晶体二氧化硅形态存在。2.3铁的氧化物 蒸汽中铁的氧化物主要呈固态微粒,呈溶解状态的量很少。微粒状铁的氧化物在汽轮机各级中都可能沉积,其沉积情况主要与蒸汽流动工况、微粒的大小和蒸汽通流部分金属表面的粗糙程度有关。至于蒸汽溶液中铁的氧化物,则随蒸汽参数的降低逐渐析出。3、 减少汽轮机积盐的方法 1)做好锅炉启动、并汽前的化学监督工作。当饱和蒸汽中Na+ 50 ug / kg,SiO2 80

19、ug / L 时方可并汽 2)对检修后的锅炉水压试验用水进行化验,不合格的水放净,换用除过氧的给水,同时加强疏水监督。锅炉启动时,给水标准:硬度 10umol / L,含铁量 150 ug / L。 3)锅炉运行阶段应按规定的水汽分析项目及时间进行取样分析,使水汽品质控制在标准范围内。 4)控制炉水 根据炉水质量变化情况,通知锅炉值班人员进行排污的调整或加药工作,使炉水保持合格。 5)定时监督凝结水水质,防止凝汽器泄漏,以免汽轮机凝结水被循环冷却水污染。 6)及时监督蒸汽品质,使锅炉送出的饱和蒸 汽、过热蒸汽中Na+ 10 ug/kg,SiO2 20 ug/kg. 本章小结： 过热器管内积盐会

20、引起金属管壁过热，甚至爆管；汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率。特别是对于高温、高压的大容量汽轮机，它的高压蒸汽通流部分的截面积很小，所以少量的积盐就会大大增加蒸汽流通的阻力，使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时，还会使推力轴承负荷增大隔板弯曲，造成事故停机。因此防止热力设备积盐十分重要。第三章 热力设备的腐蚀 电厂热力设备在制造、运输、安装、运行和停运期间会发生多种形态的腐蚀，主要有氧腐蚀、锅炉介质浓缩腐蚀及酸腐蚀等。 第一节 热力设备的氧腐蚀一 腐蚀原理 钢铁材料处于含有氧的水中，铁和氧形成两个电极、水溶液构成电解质溶液、金属本身成为电子导体，组成腐蚀电池。在这个电池中，铁是阳极，

21、反应式如下 FeFe2+2e氧为阴极，进行还原，反应式如下 O2+2H2O+4e4OH-在这里溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素。二 腐蚀特征 当钢铁受到水中溶解氧的腐蚀时，常常在其表面形成许多小型鼓包，鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色不等，紧靠金属表面处是黑色粉末状物，这些都是腐蚀产物。当将这些腐蚀产物清除后，便会出现腐蚀造成的陷坑。三 腐蚀部位 根据运行实践锅炉运行时，若除氧器运行正常，氧腐蚀通发生在给水管道、省煤器及补给水管道，若除氧器运行不正常，氧腐蚀还可能会发生在锅炉本体的汽包和下降管等处。其中常见的是发生在过热器下部弯头和再热器停用积水处的氧腐蚀。在我国,出现过许多起因氧腐蚀

22、而导致设备及管道损坏、失效甚至酿成爆管事故的案例。例如, 新疆南部大部分电厂的锅炉省煤器、给水管道和除氧器曾发生过严重氧腐蚀,其中某电厂的省煤器腐蚀泄漏堵管率更是高达,且除氧器等设备出现大面积点蚀坑。宝钢电厂,自投运至2000年大修期间，曾连续多次发生二次过热器的超温爆管事故。 分析结果表明，事故的主要原因是水中氯离子与溶解氧共同作用导致的点蚀。 第二节 热力设备的酸腐蚀一 腐蚀原理 当水中有游离CO2存在时，水呈酸性反应，反应式如下 CO2+H2OH+HCO3- 这样，由于水中H+的量增多，就会产生氢的去极化腐蚀，即酸性腐蚀。此时，在腐蚀电池中的阴极反应为 2H+2eH2阳极反应为 FeFe

23、2+2e CO2溶于水虽然只显弱酸性，但当它溶在很纯的水中时，还是会显著降低其PH值。二 腐蚀特征 一般情况下，这种腐蚀产物都是易溶的，形成后被水流冲走，不易形成保护膜，所以其腐蚀特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀不仅降低了金属的强度，而且腐蚀产物随水流进入锅内，往往会引起锅内结垢和腐蚀等。三 腐蚀部位 热力设备在运行时，进入热力设备的工质不可能是完全纯净的，有些杂质进入锅炉后，在高温高压下会分解产生二氧化碳、有机酸甚至强酸等酸性物质。另外，凝汽器泄漏、离子交换树脂破碎进入给水等都可能将酸性物质带入热力系统，热力系统中的酸性物质与热力设备材料接触，会破坏金属表面的氧化膜，导致金属的大面积破坏。酸腐

24、蚀可能发生在给水系统、锅炉及汽机等部位。第三节 锅炉介质浓缩腐蚀 一、腐蚀的定义锅炉介质（锅炉水）浓缩腐蚀是指锅炉运行时，介质（锅炉水）局部浓缩而使水冷壁管发生的一种局部腐蚀。 二、腐蚀特征 锅炉遭受介质浓缩腐蚀后，呈现两种不同的形态： （1）延性损坏。其特点是：被腐蚀的炉管减薄，但各部位减薄的程度不一样，表面呈现出凹凸不平的状态。 （2）脆性损坏。其特点是：被腐蚀的炉管有腐蚀坑，炉管厚度减薄，但管壁厚度还没有减薄到极限厚度之前，炉管就发生破裂。三、腐蚀的危害性 当前，介质浓缩腐蚀是造成锅炉损坏的重要形式。据美国1952年调查，94个电厂有1/3的锅炉水冷壁管发生了介质浓缩腐蚀。在20世纪50

25、年代末和60年代初期，我国许多发电机组的锅炉都发生了严重的介质浓缩腐蚀，威胁锅炉的安全运行。目前，锅炉向高参数、大容量方向发展，介质浓缩腐蚀的危害仍然严重。四、常见的腐蚀 应力腐蚀破裂（腐蚀破裂、腐蚀疲劳、碱性脆化）、锅炉水汽系统金属的水蒸气腐蚀、汽轮机的腐蚀等。 本章小结： 热力设备的运行常以水作为介质。如果水质不良，则会引起金属的腐蚀。由于金属材料与环境介质反应而引起金属材料的破坏叫做金属的腐蚀。火力发电厂的给水管道，各种加热器，锅炉的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器都会因水中含有溶解性气体和腐蚀介质而引起腐蚀。腐蚀不仅会缩短金属的使用寿命，而且由于金属腐蚀产物转入给水中，使给水杂质增

26、多，从而又缩短了在热负荷高的受热面上的结垢过程，结成的垢又会促进锅炉管壁的垢下腐蚀。这种恶性循环，会迅速导致爆管事故的发生，我们得采取一定的措施去减少腐蚀。 第四章 结垢、积盐与腐蚀的影响因素及防治对策第一节 结垢、积盐与腐蚀的影响因素 火电厂热力设备的结垢、积盐与腐蚀是水汽品质不良的结果，凡是能影响水中杂质浓度和蒸汽携带盐分能力的因素都将影响结垢和积盐的程度大小。另外，杂质的沉积和盐分的析出还受到热负荷等因素的影响。热力设备结垢、积盐与腐蚀是受机组参数和热负荷、化学水工况、水处理工艺、凝汽器泄漏及化学监督和运行管理等多方面诸多因素共同作用的。一 机组参数及负荷 机组的参数和负荷高低对热力设备

27、的结垢、积盐有着重要影响，并通过影响沉积物的沉积速率而影响腐蚀过程。一般来说，热力设备结垢、积盐的程度随着机组参数和热负荷的提高而提高。研究表明，钙镁水垢和氧化铁垢的形成速度除了与水中相应杂质的含量有关，还与锅炉热负荷呈正相关关系。其中，钙镁水垢的形成速度与热负荷的平方成正比，而氧化铁垢的形成速度与热负荷成正比。从热力设备积盐与机组负荷的关系来看，机组负荷提高，使得水冷壁管内的蒸汽量增加，由汽包引出的饱和蒸汽量也增大，加上汽包内水位膨胀不利于汽水分离，因此蒸汽带水量会增大，蒸汽中携带的盐分在蒸汽流经部分沉积析出的可能性变大。因此,随着锅炉参数的提高,蒸汽携带盐分的能力提高,积盐的趋势也就更大。

28、此外，机组参数越高，蒸汽机械携带和溶解携带盐都随温度的升高而降低。高温炉水中的氨实际上不足以维持炉水pH 值在预期的范围内，导致炉水pH 值过低从而导致腐蚀的发生，若为了提高炉水pH 值而加大加氨的量，又可能造成凝汽器铜管的腐蚀。二 水化学工况 1、目前发电机组水处理的特点 （1）在补给水制备方面，水处理系统和设备的选用要求较高，运行管理要求严格。要求有完善的预处理设备和至少应有两级化学除盐装置，其第二级应为混合床除盐装置，以除去水中各种悬浮态、胶态、离子态杂质和有机物，并且应有措施防止水处理系统内部污染，以保证高纯度的补给水水质。 （2）在凝结水净化处理方面，要求100的凝结水都经过净化处理

29、，完全除去进入蒸汽凝结水中的各种杂质，包括盐类物质和腐蚀产物等。 （3）在给水水质调节处理方面，要求采用适宜的挥发性药品处理，以保证机组在稳定工况和变工况运行时都能抑制机组各个部位。 因此，目前最为经济、有效的防腐蚀措施是采用适当的水化学工况，使金属表面形成稳定、完整、致密、牢固的氧化物保护膜，以防止高温介质的侵蚀。 2、对水化学工况的基本要求： （1）尽量减少锅炉内的沉积物，延长清洗间隔时间。 （2）尽量减少汽轮机流通部分的杂质沉积物。 3、主要水化学工况 目前，国内大多数汽包锅炉都采用磷酸盐工况PT运行，向炉水中加入磷酸盐可以将炉水中的钙镁离子结合为易被水流冲走的松散水渣，从而达到防止结垢

30、的目的。全挥发水工况AVT是国内外机组普遍采用的传统水化学工况。采用AVT 工况时，给水加氨调节pH 值至碱性，同时加入联氨辅助除氧，以达到防止热力设备腐蚀的目的。AVT 处理方式有一定的优点，如不增加炉水的含盐量等。但是长期的运行实践表明，AVT 工况运行会带来一系列的问题。研究表明；当纯水中有溶解氧存在时，不但不会造成碳钢的腐蚀，反而会使碳钢钝化从而防止腐蚀，但是由于纯水的缓冲性能差，一旦有微量杂质进入就可能导致其酸碱性的大幅变化从而引发腐蚀，因而向水中加入氨调节pH 值至微碱性，将碱性水工况和氧化性水工况的优点结合起来，即联合水工况CWT。CWT 要求给水水质纯净、电导率小于15S/cm

31、,否则氧不但不能起到抑制腐蚀的作用反而会促进腐蚀。因此,CWT只适用于直流锅炉机组或者有凝结水精处理及给水系统为全铁的汽包炉。采用CWT工况运行时,热力设备表面形成颗粒小、致密且溶解度极低的三氧化二铁保护膜,能够有效抑制炉前系统的腐蚀,大大减少给水带入炉内的铁含量,从而克服AVT 水工况时给水含铁量高、流动加速腐蚀严重、水汽品质合格率低及结垢速率大等缺点。三 水处理工艺 炉外给水处理、炉内水处理以及循环冷却水的处理工艺水平和质量都影响着机组结垢、积盐和腐蚀的倾向。当给水处理不完善而致使给水溶解氧含量超标时，会造成严重的炉前系统腐蚀，大量氧腐蚀产物进入锅炉并在炉内沉积就会引起氧化物结垢和垢下腐蚀

32、。循环冷却水处理不当会使凝汽器水侧结垢，影响凝汽器的换热效率。此外，凝结水精处理采用氨化运行也会影响机组结垢、积盐和腐蚀的趋势。一方面，氨化运行不当时，会出现高速混床出水氯离子浓度偏高或漏钠的现象，其中氯离子的存在可能会导致碳钢的腐蚀加剧，钠盐含量增大会增大蒸汽通流部分积盐的可能性。另一方面采用氨化运行时，氨可以与酸性物质发生反应从而减轻热力设备的酸腐蚀。四 凝汽器管的腐蚀 据统计数字表明，国外大型锅炉的腐蚀损坏事故中，大约有30是由于凝汽器管的腐蚀损坏引起的，在我国这个比例更高一些。凝汽器铜管损坏的直接危害除凝汽器管材本身的损失外，更重要的是，大型锅炉的给水水质要求高，水质缓冲性小，一旦凝汽

33、器管泄漏，冷却水漏入凝结水，恶化凝结水质，将造成炉管前系统、锅炉、汽轮机的腐蚀与结垢。尤其是用海水冷却的凝汽器，泄漏严重时会使锅炉炉管在不长的时间内，甚至几个小时内即严重损坏。 由于凝汽器管的损坏后果极其严重，常迫使机组降低负荷运行，以至被迫停机，因此防止凝汽器管的腐蚀损坏，是保证机组安全运行的一项重要措施。五 运行管理及化学监督 在火电厂中，运行和监督的严格与否直接影响着机组安全性和经济性的高低。由于运行管理不善或化学监督不力而导致热力设备结垢、积盐的情况时有发生，如由于管理疏忽导致离子交换树脂长期污染失效而引起给水铁含量超标，运行人员对排污检查监督不够而导致炉水品质差、蒸汽携带盐分多从而恶

34、化结垢积盐等。第二节 结垢、积盐与腐蚀的防治对策 热力系统的结垢、积盐与腐蚀严重危害电厂安全经济运行,提出切实有效的防治结垢、积盐及腐蚀的对策意义重大。一 完善水处理工艺、加强汽水品质监督 为了防止热力系统的结垢、积盐和腐蚀，要保证水处理过程的完善和水化学工况的得当。采用除盐水作为补给水、凝结水投入精处理，是保证给水水质纯净的前提。在此前提下，采用氧化性水工况可以有效地减轻高参数机组的结垢、积盐和腐蚀。 另外，加强汽水品质的监测，对水汽指标从严管理，是保证电厂汽水品质优良，从而防止结垢、积盐和腐蚀的重要手段。二 提高凝汽器密封性、防治凝汽器泄漏 在凝汽式电厂中，凝汽器铜管如发生泄漏不仅会带入大

35、量的盐类、固形物，造成热力系统结垢和垢下腐蚀，同时还带入大量的氧、CO2等不凝气体，造成系统氧和pH值不合格，从而导致腐蚀，使给水铜、铁超标，且进一步引起水冷壁结垢腐蚀。目前，世界上对凝汽器铜管防磨、防漏、堵漏尚无满意的技术手段。因此，加强管理充分利用现有技术和方法尽量缓减铜管的磨损腐蚀，延长更换周期和减少凝汽器的泄漏尤为重要。具体的措施主要有向循环冷却水中添加水质稳定剂并进行杀菌除藻等处理，对凝结水水质进行连续监测，一旦出现凝结水水质异常立即采取相应措施，必要时进行停机检查和清洗。三 加强排污管理、定期化学清洗 锅炉排污的控制是锅炉水处理的一个重要的组成部分，严格监督和控制排污的次数、时间和

36、每次的排污量，做到合理排污对保持锅水品质、防止锅炉结垢以及节约能源有着重要的作用。热力设备的化学清洗是除去设备表面垢类、盐分及腐蚀产物的重要措施，热力设备积盐结垢和腐蚀到一定程度就应该进行化学清洗，防止垢物、盐类和腐蚀产物越积越多最终酿成事故。 1、 锅炉的化学清洗就是用溶有化学药品的水溶液除去炉管内表面的腐蚀产物和其他杂质，使金属表面洁净并处于钝化状态。 运行锅炉化学清洗的间隔时间（5）锅炉类型汽包锅炉直流锅炉主蒸汽压（Mpa）12.64清洗年限（a）12-1510-125-105-10 如果根据锅炉内结垢量来确定化学清洗的周期，则应先查明受热面的结垢量，通常采用割管法检查的方法。一般割管部

37、位是：受热面热负荷最高的部位，如喷燃气附近；对于有燃烧带的锅炉，选燃烧带上部距炉膛中心最近的位置；冷灰斗和焊口处等部位。 常用清洗剂 名称优点缺点HCl清洗效果好 输送方便 货源充足不能清洗奥氏体钢制造的设备HF溶解速度快 对金属的腐蚀较轻有毒 容易烧伤人体 价格较高H3C6H5O7可以清洗奥氏体钢的设备和高参数的机组清洗附着物的能力比盐酸小 价格较高EDTA可用同一介质实现除垢和钝化清洗成本高 配药工作量较大 因此在选用清洗剂时必须结合实际现状。2、 化学清洗中的监督控制和质量要求 （1）化学清洗的测试项目见下表 化学清洗的测试项目（6）工艺过程取样点监督终点说明项目间隔碱煮或碱洗汽包炉盐段

38、和净段 直流炉出、入口碱度1次/h2次/h直到水样碱度和正常炉水碱度相近结束时留样循环配酸系统出、入口酸度酸度1/10-20min1/3min出、入口酸浓度均匀一致直流炉采用开式酸洗酸洗酸度含铁量1次/30min酸度平衡 含铁量趋于平稳结束时留样汽包炉采用循环酸洗酸度含铁量1次/3min1次/20min出、入口含铁量几乎相等直流炉采用开式酸洗酸度含铁量1次/30min酸度、含铁量趋于平衡浸泡酸洗碱洗后水冲洗清洗系统出、入口PH值1次/15minPH4.5Fe100mg/l接近终点时柠檬酸漂洗清洗系统出口柠檬酸浓度PH值含铁量1次/30min柠酸0.2PH3.5-4.0Fe100mg/l结束时留

39、样钝化清洗系统出口浓度PH值1次/1hPH9.5-10结束时留样过热器水冲洗饱和蒸汽与过热蒸汽取样点碱度1次/30min碱度接近于0- （2）化学清洗的质量要求 1）清洗后的金属表面应清洁，基本上无残留物。 2）用腐蚀指示片测量的金属平均腐蚀速度应小于8g(m2.h),腐蚀总量应小于80g/m2,除垢率不小于90%为合格。 3）清洗后的表面应形成良好的钝化膜，不应出现二次锈蚀和点蚀。 4）固定设备上的阀门、仪表等不应受到损伤。四 注意停用保护、加强启炉时的水质监控 1、停用保护的必要性 在锅炉停用时期，如不采取保护措施，锅炉水汽系统的金属内表面会遭受到溶解氧的腐蚀。当停用锅炉的金属表面上还有沉

40、积物或水渣时，停用时的腐蚀过程会进行得更快。 停用腐蚀的危害性不仅是它在短期内会使大面积的金属发生严重损伤，而且会在锅炉投入运行后继续产生不良影响，因此停用腐蚀的危害性非常大。在停用期间，对锅炉的水汽系统采取保护措施，防止发生停用腐蚀，对锅炉的安全运行有重要意义。 2、热力系统停用保护的方法 1）充氮法、保持蒸汽压力法。 2）降低热力设备水气系统内部的湿度。 3）加缓蚀剂或碱化剂，使金属表面生成保护膜。 4）使金属表面浸泡在含有除氧剂或其它保护剂的水溶液中。 3、选择停用保护方法的原则 1）锅炉的结垢 2）停用时间的长短 3）环境温度 4）现场的设备条件 5）水的来源和质量 6）环境保护本章小

41、结： 根据腐蚀、积盐、结垢的影响因素，对于它们的防治采取一定的措施大概包括：完善水处理工艺、加强汽水品质监督；提高凝汽器密封性、防治凝汽器泄漏；加强排污管理、定期化学清洗； 注意停用保护、加强启炉时的水质监控。以上措施能够使锅炉、汽机等设备安全、经济、稳定的运行。结 语 热力设备的结垢、积盐和腐蚀是火电厂普遍存在的现象，它们的相互影响、相互促进，给电厂热力设备带来多方面的危害。我国未来主力机组是600 MW 和1 000 MW 的超临界和超超临界机组，我们需要特别关注的是，水冷壁管壁、过热器、凝汽器及高参数机组节流孔圈和集箱底部等处的结垢问题，铁氧化物垢的沉积现象将日益凸显。 过热器、汽轮机、

42、再热器、主蒸汽管道及集汽联箱等处的积盐问题、氧腐蚀和锅炉介质浓缩腐蚀，特别是炉前系统的流动加速腐蚀将成为热力系统腐蚀的突出问题，对机组的安全运行至关重要。电厂化学工作者需要进行不懈的努力，从多方面入手以有效解决和预防热力设备的结垢、积盐和腐蚀问题。参考文献（1） 杨兴富 陈晓辉 低压中小型锅炉实现不结垢运行的有效途径J 洗净技术，2003（2） 陈庆辉 浅谈电厂化学磷酸盐处理J 中国电力教育，2005（3） 解学军 许崇武 热力设备的腐蚀与防护 ， 2011（4） 黄成群 穆顺勇 火电厂辅助生产设备及系统， 2009（5） 解学军 许崇武 热力设备的腐蚀与防护 ， 2011（6）许立国 毕孝国 火电厂水处理技术， 2009