热能动力设备金属的腐蚀问题及预防措施

热能动力设备金属的腐蚀问题及预防措施

孙宇1  赵晓楠2  魏世勋3

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摘要：随着火电机组脱硝系统的普及和超低排放改造的推进，部分电厂的热能动力设备出现磨损腐蚀等问题，严重影响了热能动力设备升负荷和安全稳定运行，同时增加了电厂的运行维护成本，对电厂用户造成了困扰。 未来的研究方向可以进一步探讨如何更精细地调整设备材料和结构以更好地抵抗氧腐蚀，同时也可以研究通过改进废水处理过程，以更有效地控制水中的氧含量。

关键词：热能动力设备；腐蚀问题；预防措施

中图分类号：TM621.2     文献标识码：A

引言

随着我国《环保法》的颁布，以及我国日益严格的污染物排放标准的不断提高，对热能动力设备的综合利用提出了更高的要求。 在热能动力设备运行中，减少安全事故的发生，维持正常的生产秩序，检验人员应当依据行业规范，定期开展热能动力设备检验，发现使用缺陷，快速排除安全隐患，最大程度地提升热能动力设备运行的安全性与稳定性。

1、出现热能动力设备金属腐蚀原因

1.1、化学因素

环境因素是造成火电设备中金属腐蚀的重要原因，除化学因素外，还包括酸碱环境，还有盐分、腐蚀性介质等等。酸性环境影响较为明显，在电厂生产环节会涉及到很多制造工艺，同时也会产生一些酸性废气，硫酸、盐酸便是其中极为常见的。酸性物质和金属表面接触，在化学反应作用下，金属结构以及形态被破坏，进而加快了腐蚀的速度；碱性环境同样也会引发一系列的金属腐蚀现象，其中常见的便是内碱性水蒸汽附着于金属表面时，在碱介质的影响下产生了腐蚀。通常情况下碱性腐蚀是因为碱性介质内氢氧化物离子与金属表面产生了强烈的反应，在此情况下金属氢氧化物形成，对金属结构性能产生了较大的破坏。除此之外电厂生产制造环节往往处于盐分较高的环境中，特别是冷却水盐分使得金属表面离子越来越浓，离子浓度差也越来越大，离子发生了迁移，在电化学反应下出现了严重的腐蚀。

1.2、空气预热器受热面管材低温腐蚀原因

低温腐蚀在发电过程中比较常见，尤其发生在低温受热面中，其中受热面管制材料有着不可逃脱的原因，要对空预器的低温腐蚀进行，应从多方面进行分析。 首先，燃料特性是影响燃煤烟气排放的关键参数，包括硫、氯、灰、水含量等，并将对烟气中有毒有害物的含量与性能产生影响。其次，燃烧条件也是非常重要的，如燃料的充分燃烧程度，燃烧温度，燃烧速度等，它们对有害物质的产生和释放也有一定影响。 另外，烟气的成分，特别是酸性气体的含量，以及水蒸气的含量和温度也会直接影响腐蚀的程度。 此外，还需要考虑空气预热器的材料选择和设计是否合理，以及运行环境的温度、湿度、气流速度等因素对腐蚀的影响。 通过对这些方面的综合分析，可以更全面地理解空气预热器低温腐蚀的原因，并采取相应的预防和控制措施[1]。

2、热能动力设备金属的腐蚀防治措施

2.1、抗氧腐蚀策略

电厂热能动力设备运行过程中存在着严重的威胁，即氧腐蚀，严重影响设备的完整性和运行的可靠性。研究采用的物理脱氧方式主要是通过提高温度和真空除氧，而在化学脱氧部分，则使用了如硫酸亚铁这样的脱氧剂和其他抗氧化剂。实验还研发并采用了新型的多效抗氧缓蚀剂，通过电化学测试、红外光谱分析和核磁共振氢谱等方法确认了这些缓蚀剂在模拟电厂废水中的缓蚀效果。缓蚀剂能有效吸附在金属表面，形成保护膜，阻隔氧气与金属的直接接触。采取了材料替代和表面处理技术。选用抗腐蚀性能更好的材料，对关键设备部件进行了更换，以提高系统整体的耐腐蚀能力。同时，应用表面涂层技术，例如电镀和热喷涂，进一步提升了材料的抗氧化和抗腐蚀性。引入了在线监测和预警系统。通过安装腐蚀速率监测仪和溶解氧检测设备，实时监控腐蚀动态和水质变化，确保能够及时调整工艺参数或采取应急措施。同时也对电厂废水处理系统的腐蚀速率和溶解氧水平进行了实时监控，并制定了严格的维护和检修计划，这些措施显著降低了氧腐蚀的发生率，提高了废水处理的效率和安全性。

2.2、处理垢下腐蚀的措施

确定热电厂乙烯站区域凝液、脱盐水、锅水和给水的操作和管理接口后，明确分析水质的相关职责，强化对水质的监测，如有问题要及时报告和解决；采用高精度过滤器过滤和凝液混床处理，以防止冷凝水与原油混合，防止冷凝水与原油混合，直接进入锅炉供水；强化对在线检测仪器的检查与保养，提高检测人员的检测技术与水平，强化对热能动力设备的日常检验与对比数据工作，保障检测仪表所显示的数据能够准确和及时；要强化输送煤粉锅炉和燃气炉的操作监测，严密监测水位、压力、温度等各项数据，严禁超载操作，保证整个乙烯区域的蒸汽均衡[2]。

2.3、设定定期检验周期

检验员在热能动力定期检验过程中，需要设定检验周期，为检验活动提供  条件。具体来看，检验员根据行业规范， 格执行报检受理制度，使用单位在检验有效期的 30天，向检验单位发出申请，于检验单位确定检验时间。检验员在制定热能动力设备定期检验方案时，根据热能动力设备检验报告，合理确定不同检验方法的检验周期。 如，热能动力设备的外部检验按照一年一次的频率进行  阀、压 表的评估，记录检验数据，判定数据 否达到 家 准；内部检验按照两年一次的频率进行水冷壁管、对流管、烟管的评估，查看上述结构 否存在裂缝、腐蚀、结垢等情况；水压试验按照三年一次的频率进行检验。对于部分特殊情况，检验 员要灵活确定检验周期， 如，当热能动力设备使用中 ，需要用内部检验的方式，评估热能动力设备状态，发现异常后，及时处置。

2.4、加强热能动力金属防护力度

火电设备的金属保护环节，以及完善的消防系统的建设，不仅可以保证整个火电设备的工作效率，还可以在很大程度上保证维修人员的安全。热能动力设备消防安全必须要重视生产环节、维修环节、设备防火三个层面的防护工作，维修及保养热能动力设备时，应做到全面检测及调试，直至符合要求即可。热能动力设备内部金属零件往往处于高温运行状态下，若此时金属发生较为严重的腐蚀，必然会带来较大的经济及人员损失。消防防火系统未做到妥善处理，不仅会影响设备的正常运行，更为严重的是带来严重的安全隐患。所以，强化热能动力金属防护力度，时刻关注防火管理与控制，能够在很大程度上降低金属腐蚀率，避免安全事故的发生[3]。

2.5、预防空气预热器低温腐蚀措施

热能动力设备在运行过程中应对烟气的含氧量进行严格控制，降低过量空气系数，过多氧气的存在会导致 SO3生成量的增加,且随着炉内温度的升高和过量空气的增加,SO3生成量也会随之增加。 所以，在热能动力设备的运行过程中，需要操作人员认真地进行作业，将空气进行合理分配，将每个进孔门和观察火孔都要关闭，对漏焊的外壳和烟道要进行修补和密封，以达到最好的燃烧状态，降低 SO3的产生｡国内外研究表明,在烟气过量空气系数为 1.01~1.02 的条件下,可使烟丝露点温度下降 42~52 ℃,这对于预防低温腐蚀非常有益[4]。

结束语

为应对电厂人能动力设备腐蚀问题，研究应集中在开发环保和高效的防腐技术。这包括利用封闭式系统控制腐蚀物质，以及开发低毒、可生物降解的新型缓蚀剂以提高金属耐腐蚀性。为此电厂热能动力设备金属腐蚀的预防首先要明确具体的原因，进而选择合适的技术与方法，同时还要做好相应的保障措施，由多个层面着手，将防腐工作做到位。

参考文献：

[1]李坤.火电厂热能动力设备金属腐蚀原因及预防措施[J].化学工程与装备,2022,(09):238-240.

[2]邹超.热能动力设备金属的腐蚀问题及预防措施[J].设备管理与维修,2021,(16):106-107.

[3]孙小琳.浅谈热能动力设备金属的腐蚀与保护[J].农家参谋,2020,(24):215.

[4]刘民科,王随林,潘树源,等.新型复合防腐表面烟气对流凝结换热实验研究[J].工业锅炉,2012,(03):1-6.