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1、火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀现状及防治对策INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水火电厂热力设备结垢,积盐与腐蚀现状及防治对策范圣平,韩倩倩,曹顺安(1.广东省电力试验研究所,广州510600;2.武汉大学动力与机械学院,武汉430072)摘要: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,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.关键词:结垢;积盐;腐蚀;现状;防治对策中图分类号:TK224.9文献标识码:A文章编号:10092455(2021)05000906Presentsituationandprev
2、entioncountermeasuresofscaleformation.saltprecipitationandcorrosioninthermalequipmentofpowerplantFANSheng-ping,HANQianqian,CAOShun-anEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:Thecharacteristicsofscaleformation,saltprecipitationandcorrosioninthermalequipmentofthreekindsofphenomenawaselab
3、orated,andthen,thecorrespondingcountermeasureswerepointedout.Keywords:scaleformation;saltprecipitation;corrosion;presentsituation;preventioncountermeasure火电厂热力设备的结垢,积盐和腐蚀严重影响着电厂的平安,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l11:垢,积盐和腐蚀并非相互独立,而是相互影响,相损害.因此,分析和总结火电厂结垢,积盐和腐蚀于火电厂的平安经济运行具有十分重要的意义1热力设备结垢,积盐与腐蚀现状
4、软化水,硬度较高,锅炉的结垢现象非常严重:后来.随着机组参数和容量的提高,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质在受热面与水接触的管壁上生成的固态附着物.将水垢按其主要化学成分分为钙镁水垢,硅酸盐水变化.锅炉中水垢的主导成分也发生着变化:(1)钙镁水垢的形成主要由给水中带入的硬度引起,在目前的高参数机组中,大都以除盐水为补水.在凝汽器密封性较好的情况下,给水水质非常况已很少见收稿日期:20210729:修回日期:20210903?9?INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水Vo1.41No.5Oct.,2021
5、(2)假设锅炉补给水中铁铝化合物和含硅化合物较高时.较易形成硅酸盐水垢,且这种水垢一旦形成便不易去除(3)氧化铁垢的形成是近年来在高参数机组中比拟突出的问题.研究说明,氧化铁垢的主要成分为磁性氧化铁3;实践说明,氧化铁垢主要出现在一些高参数大容量锅炉热负荷比拟高的管壁上水垢的生成是由工质水中的杂质溶解度随工况发生变化的热交换面上都可能发生结垢现象从国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.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侧结垢程度要远远高于背
6、火侧.有时相差几倍9热量成为过热蒸汽过热器管壁直接与高温高压蒸和温度波动较大的情况下,会生成氧化铁垢Elo.(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H1凝汽器稳定造成的12-13(4)高参数机组节流孑L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,和超超临界机组的节流孔板和集箱底部常出现结垢集箱底部处的垢物主要成分为磁性氧化铁E15-163外,结垢还会发生在省煤器,汽包,上下压加热器及循环水系统中17-19?l0?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响而以
7、固态物质析出并附着在热力设备材料外表的现过程中发生在受热面和炉水之间的固体析出过程:而积盐那么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,甚至是同设备内的不同部位(如汽轮机定的规律性:(1)过热器沉积盐分的成分分析说明,在过热器内沉积的盐类主要是各种钠盐21-221这是因为钠蒸汽中的钠盐含量会
8、远远小于饱和蒸汽中的钠盐含成分不同.通过沉积盐分的分析发现,高压,中压级主要为钠盐,而低压级那么更多的是不溶性的SiO和铁氧化物z.这是因为SiO,在蒸汽中的溶解能时.才会以沉积盐分的形式析出.蒸汽流程中的设备内.因此,发生积盐的部位就是象较为明显范圣平,韩倩倩,曹顺安:火电厂热力设备结垢,积盐与腐蚀现状及防治对策盐而导致过热器管短时期内超温爆管的事故并不少见25-26.解的盐类及金属腐蚀产物等会沉积在汽轮机的汽缸和动,静叶片等处.随着我国汽轮机设计,加工等从而导致汽轮机叶片事故的情况在现场运行中却时有发生-29.在再热器,主蒸汽管道31及集汽联箱等处析电厂热力设备在制造,运输,安装,运行和停
9、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设备运行和停运期间都可能发生其机理是材料表一步加速腐蚀常,氧腐蚀通常发生在给水管道,省煤器及补给水管道:假设除氧器运行不正常,氧腐蚀还可能会发生在锅炉本体的汽包和下降管等处;锅炉停运时,锅炉,汽轮机,凝汽器及加热器等各设备都有可能发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而导致设备及管道损坏,失效甚至酿锅炉省煤器,给水管道和除氧器曾发生过严重氧腐56%,且除氧器等设备出现大面积点蚀坑_32:本钢管壁减薄而泄漏爆管_33:宝钢电厂自投运至2000离子与溶解氧共同作用导致的点蚀34.四氧化三铁双层结构:内层连续,致密
10、,具有保护炉某些部位发生介质的局部浓缩产生浓酸或浓碱浓缩腐蚀介质浓缩腐蚀发生在水冷壁管存在局部浓缩的系我国许多火电厂的锅炉都发生过严重的介质浓浓缩腐蚀而发生的泄漏爆管事故依然较多35-36.其中沉积物下介质浓缩造成的水冷壁氢腐蚀爆管事故是比拟突出的问题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发生在给水系统,锅炉及汽机等部位.2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带盐分能力的因素都将影响结垢和积盐的程度大等因素的影响.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
11、多方面诸多因素共同作用的机组的参数和负荷上下对热力设备的结垢,积INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水Vo1.41No.5Oct.,2021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便更容易在热负荷高的受热面上沉积39利于汽水别离.因此蒸汽带水量会增大,蒸汽中携带的盐分在蒸汽流经局部沉积析出的可能性变大此外.机组参数越高,蒸汽机械携带和溶解携带盐密度随之增加.蒸汽流携带小水滴的能力增大;压分的能力提高.积盐的趋势也就更大.(PT)运行,向炉水中参加磷酸盐可以将炉水中的到防止结垢的目的.对于高压及以下锅炉,磷酸盐积.
12、故磷酸盐处理不但不能消除氧化铁,铜垢的生用应重新认识与评价全挥发水工况(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,同时参加联氨辅助除氧,以到达防止热力设备腐蚀的目的AVT处理方式有一定行实践说明.AVT工况运行会带来一系列的问题.首先,由于调节pH值的氨的分配系数和离解程度?l2?腐蚀;另外,AVT工况运行时往往存在炉前系统腐蚀严重,铁含量高,水冷壁结垢速率大,沉积物较多的现象.这是因为在AVT工况下,热力设备温段沉积从而使省煤器,水冷壁结垢量升高.研究说明.当纯水中有溶解氧存在时,不但不蚀: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
13、酸碱性的大幅变化从而引发腐蚀.因而向水中参加氨调节pH值至微碱性,将碱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,热力设备外表形成颗粒小,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J.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: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,积盐和增大会增大蒸汽通流局部积盐的可能
14、性:另一方面.采用氨化运行时,氨可以与酸性物质发生反响范圣平,韩倩倩,曹顺安:火电厂热力设备结垢,积盐与腐蚀现状及防治对策从而减轻热力设备的酸腐蚀.现代高参数,大容量机组中给水普遍采用二级汽器泄漏而导致的水冷壁爆管事故时有发生钾着机组平安性和经济性的上下由于运行管理不善或化学监督不力而导致热力设备结垢,积盐的情况污染失效而引起给水铁含量超标39.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化结垢积盐等493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3.1完善水处理工艺,加强汽水品质监督证水处
15、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,是保证给水水质纯洁的前提: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3.2提高凝汽器密封性,防治凝汽器泄漏会带人大量的盐类,固形物,造成热力系统结垢和垢下腐蚀,同时还带人大量的氧,CO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
16、进行杀行停机检查和清洗513.3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局部,严格监督和控制排污的次数,时间和每次的排污量,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52热力设备的化学清洗是除去设备外表垢类,盐蚀到一定程度就应该进行化学清洗,防止垢物,盐3.4注意停用保护,加强启炉时的水质监控机组停用期间假设不采用适当的停用保护方法.水流进入锅炉内部造成杂质,盐分在锅炉内部和蒸汽流通局部的结垢,积盐及沉积物下的腐蚀,采取措施进行停用保护并加强机组启动期间的水质监控,可以有效控制热力设备的结垢积盐.4结语热力设备的结垢,积盐和腐蚀是火电厂普遍存
17、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600MW和l000MW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,再热器,主蒸汽管道及集汽联箱等处炉前系统的流动加速腐蚀将成为热力系统腐蚀的突决和预防热力设备的结垢,积盐和腐蚀问题.参考文献:J.洗净技术,2003,(8):4649.2陈庆辉.浅谈电厂化学磷酸盐处理J.中国电力教育,2005,(2):343344.3李培元.火力发电厂水处理及水质控制M.北京:中国电力出版社.2021.事
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