化学清洗与锅炉防腐蚀.pdf

第17卷第4期
中国锅炉压力容器安全
水处理
腐蚀
(庆阳长庆局远处第二供熱站甘745100)
Tk22 6
摘要炉管失效是锅炉发生爆管的主要问題,主要是因腐蚀与结水垢引起的失效。化学清洗是防止
锅炉腐敒和制止腐似的一种手段,本文介绍了锅炉的主要失效原因及化学清洗对防止与制止锅炉腐蚀所起
的作用。
Abstract Boiler tube failure is main cause of boiler burst tube, it was caused by corrosion and scale des-
it, chemical cleaning is a means, which protect boiler from coin. This ar in ued main causes of failure
and effect which the chemical cleaning protect boiler from corrosion
关键词炉管失效化学清洗防腐
锅炉腐蚀原因分析
水质污染时,在纯水补充的锅炉上同样可以发生。这两种腐
锅炉常见的腐蚀有氧腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀、附着物下腐
蚀的共同特点是:随锅炉参数升高,腐蚀穿透的失效形式逐
蚀和隙腐蚀等。其表现形式有孔蚀、皿状和脆性爆破等。新为脆爆所取代。
但是究其原因多是在闭塞状态下形成的亦即形成了闭寒腐12中小容量锅炉的腐蚀失效
蚀电池。
这类锅炉多使用软化水作锅炉补充水,热电厂的锅炉
1.1在附着物下形成闭塞电池引起的酸腐蚀与碱工业锅炉和采暖锅炉的补充水率高,结垢腐蚀多由补充水质
腐蚀失效
差引起,凝汽器泄漏也是原因之-。
在锅炉炉管失效中,与水质直接有关的是酸腐蚀与碱病
软化水不同于化学除盐水之处是;水经过软化处理后
蚀引起的穿孔与旅爆,它们的商蚀产物还影响传热、使管壁仅是钙镁离千被大都分去掉、水的含盐放不减少反面略有
温度升高,金属低温过热面斯胀长爆破。由于传热不良前引起増加;由于C(H)和M(H)转为相应的钠盐,水
的金属温度升高,又提高了酸腐蚀与碱腐蚀的速度,加重炉在锅炉中受热分解后将变成N(OH,低压锅炉还保留部分
管失效的破坏程度。
Na(O;软化水不象除盐水那样可把钙镁彻底除去,水的残
锅炉水冷壁管的酸腐蚀表现为两种形式:一是炉水pH使度高。上述情况使得中小容量锅炉的炉水含盐量、破
低于7时的所有受热面的均匀腐蚀,其安观表现为向火侧比度、硬度都高,结垢腐蚀问题都比大容量锅炉严重。但是由
背火侧显著减薄,呈现沟樾状或条形腐蚀坑;当腐蚀严重时,
炉水温度约比大容量锅炉低100℃左右;同样介质条件
呈现沿晶发展倾向,腐蚀过程产生的氢较多地滞留于金属下,腐蚀速度可低30倍左右;在结垢程度相同时,锅炉金属
中,容易以爆的形式失效。另一种是在腐蚀坑中氯离子以温度可低200℃以上,因此其腐蚀失效的危险低于高参数大
氯化铁的水解形式产生的局部酸腐蚀,它可在炉水>7谷せ锅炉。
时产生,腐蚀坑中闭塞区内的局部炉水pH可低于4,当腐蚀
中小容量锅炉仅有单级的热力除氧、没有凝汽器对补充
程度较轻时,呈孔使特征,往往以穿透的形式失效,金属组织水预脱氧,也基本没有助的化学除氧。因此,其腐蚀,破
无显著改变;当腐蚀严重时,同时可使腐蚀过程中产4.氢进蚀、闭塞区的FeC马水解腐蚀都可产生。
人金属,呈沿晶发展特征,以脆爆的形式失效。
1.3结水垢引起的过热蠕胀失效
锅炉水冷壁管的碱腐蚀发生于沉积物下,宏观表现为以
锅炉在运转中难免积垢,这些积圻有的是钙镁的碳酸盐
皿状腐蚀坑穿透;当腐蚀程度严重时,可以跪爆的形式失效,和酵酸盐,有腐蚀产物,还可有少量硅酸盐。这些附着物的
此时,金属组织为沿晶腐蚀.同于金属含氢量高的现象
导热系数仅为钢铁的2%一5%,它们的存在影响了锅炉水
酸腐蚀多发生在以除盐水等纯水、超纯水作补充水的偶对炉管金属的冷却作用,使金属温度上升,以至于胀破裂。
炉上;碱腐蚀早期发生于以软化水作补充水的锅炉上;当有
以10MPa锅炉为例,完全清洁无垢的水冷壁管平均温
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度不超过350℃,当垢层厚度为2m时可达480℃,已达碳于凝结水氯根含量高达1~50mgL,未投人凝结水除盐装
钢的最高允许使用温度。如果垢层厚度为4m,可在半年置,水冷璧管产生闭塞区的氯离子水解酸腐蚀,引起脆爆失
内产生绿破。
效,在进行化学清洗和大面积更换有缺陷的水冷壁管后,使
腐蚀停止发展。
2化学清洗对防止和制止腐蚀所起的作用2.3酸洗除垢有防管、节能与环境效益
锅炉的化学清洗是防止腐蚀发生和制止腐蚀发展的主
有4台蒸发量为230h锅炉,与4台50MW高压汽轮
要手段,还是节能和保护环境的重要措施之一。在火电厂和发电机组配套运行。由于冷却水中氯根大幅度增长,凝汽器
各工业部门中都广泛使用着。但是有许多技术向题要解决。铜管泄漏,锅炉水冷壁管垢厚3~4mm,水冷壁管向火侧転
2.1新锅炉化学清洗旨在建立良好的钝化膜
胀戴包,严重时破裂甚至爆破,一共引起17次停炉,有裂口
锅炉在投人运转前应将金属表面的锈蚀和氧化皮清洗和鼓包变形的水矜壁管共达140根。在未彻底解决凝汽器
掉,并使之建立鈍化膜,以便在运转中很快地过渡为永久性管腐蚀泄漏造成的水质污染之前这4台锅炉依酸清洗缓
的钝化膜。10MPa及以上锅炉都要进行酸洗或络合清洗
解锅炉结垢过热引起的胀变形问题,其中包括单独浸泡清
3.9MPa及以下锅炉可用煮炉代替酸洗。
洗盐段水冷壁管,和对整台锅炉进行循环濱洗。在解决了凝
锅炉本体的酸洗以盐酸最为理想,它作用快,清洗效果汽器铜管腐蚀问题后,又依次逐台炉进行酸洗,从而制止了
好,废液易处理,价廉,安全。亚临界及以上参数锅炉的过热
水冷壁管的鼓包爆破失效
器与再热器使用奥氏体耐热高合金钢,如果有必要清洗时:
对锅炉进行化学清洗,使热表面保持淆洁,将使锅炉
可使用柠檬酸的一铵盐或DTA的二纳盐,且应注意所用媺率提高,发电煤耗下降。锅炉每结水垢1Imm,可使用锅炉
的缓使剂或助剂中不含氯离子。由于它们主要依靠络合作效率降低5%以上,发电線耗增加20xWha以上。
用进行清洗,可防止较大片的氧化皮剥离而在过(再)热器下
弯头处造成阻塞。氯化物加入酸性清洗液中可提高清洗速3化学清洗中的測试技术
度,但是应严防它对钕的侵蚀。
尽管洗技术已有很大提高,但是在对缓蚀与酸洗钝
破性的酸盐和亚硝酸盐都能使清洗后的钢铁转入钝化中的监测技术仍有提高的必要。
态,但为尽快使锅炉投产后建立永久铺化膜,这种临时性钝3.1对缓蚀与清洗的科学评估
化膜保持的时间不宜过久,最好在结東清洗后两周内使锅炉
目前在监测酸洗工艺或评定缓蚀剂时,注重由挂片法测
投运。
得的腐蚀速度或缓蚀效率。其实,评估的首要依据是不产生
为加快锅炉建立永久钝化膜,意大利对TPa锅炉的孔蚀和能阻止钢铁吸氢,其次才是平均腐蚀速度。
处理是:在1~4MPa的蒸汽压力下,使炉水pH>8,联氨含
因此,应使用20倍以上的实体显徽境观察试片,以看不
量为20mg/L,保持50~70h。作者在锅炉投人运转初期投到孔点为住。对试片还应实测含氢量,这可使其在专用设备
加少量NaOH使炉水pfH≤10.8,酸根为5~15mgL,约中高温扩散出氢,再进行检测,其含氢量