鍋爐結(jié)垢和腐蝕對鍋爐

受熱面結(jié)垢和腐蝕及其防護（停爐保養(yǎng)）一、水垢和水渣二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止三、鍋爐的高溫腐蝕及其防止四、300MW鍋爐停爐保養(yǎng)一、水垢和水渣如果水質(zhì)不良，運行一段時間后，在熱力設(shè)備中受熱面水側(cè)金屬表面上生成的固態(tài)附著物叫做水垢。另外，在爐水中，還可能析出一些固體物質(zhì)，這些固體物質(zhì)有的以懸浮狀態(tài)存在于水中，也有的以泥渣狀態(tài)沉積在熱力設(shè)備水流流動滯緩的各個部位。這些呈懸浮狀態(tài)或沉渣狀態(tài)的物質(zhì)叫水渣。

水垢的特性水垢的化學(xué)組成一般比較復(fù)雜，它是由多種化合物混合組成的。便于研究水垢形成的原因、防止及消除的方法，通常水垢按其主要化學(xué)成分分為：鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢和銅垢。水垢的危害水垢的導(dǎo)熱性很差，其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍，所以鍋爐結(jié)垢后就會嚴重阻礙傳熱并引起下列危害：浪費燃料，降低出力堵塞管道，破壞水循環(huán)引起垢下腐蝕，縮短鍋爐壽命。受熱面結(jié)生水垢后，金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水，致使金屬壁溫急劇升高，當溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時，金屬強度顯著降低，從而導(dǎo)致金屬過熱變形，嚴重時將造成鼓包、裂縫，甚至爆管等事故。另外，鍋爐結(jié)垢后，將增加清洗和維修的時間、費用及工作量等，影響生產(chǎn)，減小鍋爐的有效利用率，降低經(jīng)濟性。水渣的特性形成水渣的主要化學(xué)物質(zhì)有：碳酸鈣；氫氧化鎂；堿堿式碳酸鎂；磷酸酶；堿式磷灰石；蛇紋石；金屬腐蝕產(chǎn)物；水渣還可能含有隨給水帶入鍋爐的某些懸浮物。水渣按期性質(zhì)可分為兩類：不會粘附在受熱面上的水渣。這類水渣較松軟，常懸浮在爐水中，易隨鍋爐排污排除掉。如堿式磷酸鈣、蛇紋石等，這種水渣對鍋爐危害較小。易粘附在受熱面上轉(zhuǎn)化成水垢的水渣。這類水渣易粘附在受熱面管內(nèi)壁上，特別是在水流緩慢或停滯的地方，經(jīng)高溫烘焙后，會轉(zhuǎn)化為水垢（稱為二次水垢），如磷酸鎂和氫氧化鎂等。這類水渣危害較大，應(yīng)極力避免。二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止鍋爐運行時，爐內(nèi)水汽的壓力和溫度比較高，導(dǎo)致爐管管壁溫度很高，設(shè)備各部分應(yīng)力很大，同時由于給水中雜質(zhì)在爐內(nèi)發(fā)生濃縮和析出，在爐內(nèi)常積集有沉積物，這些因素都會促進腐蝕，并使腐蝕復(fù)雜化。所以，盡管進入鍋爐的水都是經(jīng)過除氧的，爐水的PH值也比較高，但依然會發(fā)生腐蝕。如果爐水汽水系統(tǒng)發(fā)生嚴重的腐蝕，由于爐內(nèi)高溫高壓，就容易導(dǎo)致爆管事故。所以，防止爐汽水系統(tǒng)的腐蝕是一個很重要的問題。氧腐蝕沉積物下腐蝕水蒸汽腐蝕應(yīng)力腐蝕氧腐蝕正常情況下，不會有大氣侵入爐內(nèi)，即使給水中帶有微量的氧，在省煤器中就消耗完了，所以，爐內(nèi)不會發(fā)生氧腐蝕。如果發(fā)生下列情況，就有可能發(fā)生腐蝕。1、除氧器運行不正常除氧器運行不當，就有可能使溶氧帶入鍋爐內(nèi)。比如除氧器負荷變動過大，間斷性向除氧器中添加大量補給水等。而且有時還可能發(fā)生因溶氧的測定不正確或者測定是間斷的，以致在運行記錄中還沒有發(fā)現(xiàn)除氧器運行不正常，而腐蝕已經(jīng)很嚴重。給水含氧量不是很大時，腐蝕首先發(fā)生在省煤器進口端，然后可能延伸到中部和尾部，只至鍋爐下降管。

2、鍋爐在基建和停運期間無防護措施基建期間的氧腐蝕，腐蝕產(chǎn)物可以在酸洗過程中清除。停運期間的氧腐蝕，通常分布在整個水汽系統(tǒng)，特別是積水放不掉的部分。這和運行中發(fā)生的氧腐蝕有所不同。沉積物下腐蝕（1）：原理當鍋爐內(nèi)表面附著水垢和水渣時，在下面會發(fā)生嚴重的沉積物下腐蝕，是目前高壓鍋爐內(nèi)常見的一種腐蝕。在正常的運行條件下，爐內(nèi)金屬表面覆蓋一層氧化鐵薄膜，這是金屬表面在高溫爐水中形成的，其反應(yīng)式如下：3Fe+4H2O約>300Fe3O4+4H2形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保護性能。如果Fe3O4遭到了腐蝕，金屬表面就會暴露在溫度很高的爐水中，非常容易遭到腐蝕。促使Fe3O4保護膜破壞的一個最重要因素就是爐水中的pH值不合格。當pH值在10-12時腐蝕速度最小，pH值過低或過高都會使腐蝕速度加快。在低pH值（pH<8）下,腐蝕加快的原因是氫離子起到了去極化試劑的作用，而且此時反應(yīng)產(chǎn)物都是可溶的，不易形成保護膜。在高pH值（pH>13）下,腐蝕加快的原因是金屬表面的Fe3O4保護膜溶于溶液而遭到破壞。

Fe3O4

+4NaOH→2NaFeO2+2NaFeO2+H2O另一方面，鐵和NaOH直接反應(yīng)：Fe+2NaOH→Na2FeO2+2H2亞鐵酸鈉在pH溶液中是可溶的，所以，當在高pH值pH>13后，隨pH值增高，腐蝕速度增大。一般運行條件下，爐水pH值常保持在9-11之間，鍋爐金屬表面膜是穩(wěn)定的，不會發(fā)生腐蝕。沉積物下腐蝕（2）：不良運行條件發(fā)生沉積物下腐蝕的必要條件是爐管上有沉積物和爐水有侵蝕性。運行中造成這些條件的工況有;結(jié)垢物質(zhì)帶入爐內(nèi)。給水中鐵腐蝕產(chǎn)物沉積在爐管管壁向火側(cè)，是引起爐內(nèi)沉積物下腐蝕的一重要因素。凝汽器泄露。因凝汽器泄露隨冷卻水進入的碳酸氫鹽，會使爐水中產(chǎn)生游離NaOH,引起沉積物下堿性腐蝕。冷卻水中含有大量的MgCl2、CaCl2時，容易引起脆性腐蝕。補給水水質(zhì)不良。沉積物下腐蝕（3）：防止要防止沉積物下腐蝕，除防止爐管上形成沉積物外，還應(yīng)該消除爐水侵蝕性。措施如下;新裝鍋爐投入運行前，應(yīng)進行化學(xué)清洗；鍋爐運行后定期清洗，以除去沉積在金屬管壁上的腐蝕產(chǎn)物。提高給水質(zhì)量，防止給水系統(tǒng)腐蝕。防止凝汽器泄露。調(diào)節(jié)爐水水質(zhì)，消除或減少爐水侵蝕性。做好鍋爐停用保護工作，防止停用腐蝕，以免爐管金屬表面上附著產(chǎn)物。水蒸氣腐蝕（1）：原理當過熱蒸汽溫度高達450℃時（過熱蒸汽管管壁溫度約為500℃）就要和碳鋼發(fā)生反應(yīng)；在450℃-570℃之間時，它們的反應(yīng)生成物為Fe3O4：Fe+4H2O→Fe3O4+4H2當溫度達到570℃以上時，反應(yīng)生成物為氧化鐵Fe+H2O→FeO+H22FeO+H2O→Fe2O3+H2這兩種反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)，所引起的腐蝕都是化學(xué)腐蝕。當產(chǎn)生這種腐蝕時，管壁均勻的變薄，腐蝕產(chǎn)物常常成粉末狀或鱗片狀，多為Fe3O4。水蒸氣腐蝕（2）：部位在鍋爐內(nèi)，發(fā)生汽水腐蝕的部位，一般在以下兩處：汽水停滯部分。當鍋爐有水平或傾斜度較小管段，以致水循環(huán)不暢，發(fā)生汽塞或汽水分層時，就可能因為蒸汽過熱而產(chǎn)生汽水腐蝕。過熱器中。過熱蒸汽溫度一般在450℃-570℃范圍內(nèi)。正常情況下，過熱蒸汽管壁上會形成一層黑色的保護膜防止腐蝕。如果運行中過熱器熱負荷和溫度波動很大，使保護膜遭到破壞，那么過熱器管壁就會遭受嚴重的汽水腐蝕。水蒸氣腐蝕（3）：防止防止方法：消除鍋爐中傾斜度較小管段，以保證正常的汽水循環(huán);對于過熱器，應(yīng)采用特種鋼材制作。因為超高壓和亞臨界鍋爐的過熱蒸汽溫度已達到550℃以上，不論是在機械性能方面或耐腐蝕性能方面普通的碳鋼都不能承受，必須用其他材料，如耐熱的奧氏不銹鋼。應(yīng)力腐蝕當金屬除了受某些侵蝕性介質(zhì)的作用外，同時還受機械應(yīng)力的作用時，它會發(fā)生裂紋損壞，這是一種特殊的腐蝕現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕。鍋爐金屬的應(yīng)力腐蝕有：腐蝕疲勞應(yīng)力腐蝕開裂苛性脆化腐蝕疲勞原理：屬于金屬在交變應(yīng)力作用下的一種應(yīng)力腐蝕。所產(chǎn)生的裂紋，有穿晶的、有是晶間的，或兼而有之。