锅炉受热面腐蚀分析 精品

A器电力安全技术第10卷(2008年第9期)锯炉雯热面腐蚀声析官民健，孙福君，刘常辉。

王宝国(吉林热电厂，吉林吉林132027)[摘要]锅炉受热面是锅炉的传热元件，会因与烟气、水、蒸汽等工作介质直接接触而发生腐蚀，使材料性能劣化，最终发生鼓胀变形或爆管事故，严重影响锅炉及机组的安全稳定运行。

介绍了锅炉受热面发生各种管内和管外腐蚀的机理，并给出了相应的防范措施。

[关键词]锅炉；受热面；腐蚀；爆管锅炉受热面是锅炉的传热元件，与工作介质(烟气、水、蒸汽)直接接触。

在锅炉运行时，锅炉受热面会因腐蚀使壁厚减薄，材料性能随之劣化，以致发生鼓胀变形或爆管事故。

外腐蚀包括灰致腐蚀、还原性气氛腐蚀、硫酸露点腐蚀、应力腐蚀等。

l管内腐蚀锅炉受热面腐蚀是一个化学或电化学过程，可1．1汽水腐蚀分为管内腐蚀和管外腐蚀2大类。

管内腐蚀包括汽汽水腐蚀是由于金属铁被水蒸汽氧化而发生的水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀、气体腐蚀和氢脆等；管一种化学腐蚀。

它是过热器管的主要腐蚀形式，当■制制◆M制叫州．__◆●一卅-◆l I◆．r◆Il|◆州，◆Ia卅射◆I一卅◆l I◆_I制制◆‘制制◆l I劓甜◆I◆．◆¨¨州H卅槲◆I，◆IH¨◆I◆州◆I◆¨州H◆州个职工要彻底克服和消除粗心大意、马马虎虎、侥幸心理等，把过去的事当现在的事、把他人的事当自己的事、把小事当大事来吸取经验教训，警钟长鸣，逐步形成安全共识、安全整体、安全防线，这是实现安全生产的关键所在。

各级领导和人员要在思想上牢固树立．“安全第一”的意识，在行动上要严格落实岗位安全责任制，只有将安全生产意识自觉地、不折不扣地贯彻落实到各项工作中去，才能从根本上保证安全生产落到实处。

2．3科学严谨，尽职尽责严谨的科学态度，就是要做到尽职尽责，始终坚持忧患意识和职责意识，采取严格的措施保证安全生产万无一失。

要采取和运用各种手段，把防范事故的重点放在预先发现、鉴别、判断可能导致事故的潜在危险因素和控制防范措施上，做到发现问题就是成绩、纠正问题就是进步，把事故消除在萌芽状态；同时，建立安全管理网络，明确各级人员的安全职责，在各自管理范围内，开展安全教育与培训、现场安全监察与危险点分析，落实安全组织措施和技术措施；另外，要善于发现安全隐患，隐患是发生事故的根源，隐患不除，保人身、保设备、保电网安全就难实现。

只有处理好这些以人、以群体为重点的人为因素和关系，事故才能得到扼制，生产才会安全。

2．4加强人本管理，营造安全文化要坚持开展反习惯性违章活动，用铁的制度、一O一铁的面孔、铁的处理杜绝违章指挥、违章作业、违反劳动纪律等不良现象；全面推进现场标准化作业，规范现场作业程序，实现作业标准化、管理规范化；加强现场安全措施标准化管理，保证现场安全技术措施的落实；加大人员培训力度，有计划地组织学习现代安全管理知识和安全管理方法，开展安全警示教育，提高作业人员的安全生产意识和技能。

在安全生产管理中，不仅要依赖生产中的技术装备、生产组织水平，更要以人为本，深入细致地研究人的思想行为变化，努力营造安全文化氛围，以提高电力企业的安全水平。

2．5奖惩分明电力企业在抓现场违章方面，既要重点抓习惯性违章，加大惩处力度，同时也要注意对基层单位的一些好的做法进行重奖和推广应用。

如果只有惩处没有奖励，就会抹杀了一些基层安全管理人员的积极性。

只有做到奖惩分明，才能真正发挥整个安全管理网络的作用。

3结束语安全工作是一项系统工程，安全生产管理是一门综合性学科，具有全方位、多层次、全员参与、全过程的特点，并受内部因素和外部环境的制约。

电力生产事故大多是能够防止的，只有不断探索、不断创新，在严格的规章制度管理上狠抓落实，才能确保安全生产。

(收稿日期：200806—06)第10卷(2008年第9期)电力安全技术蒸发管中发生汽水分层或循环停滞时也会发生，其特征是均匀腐蚀。

过热蒸汽在450℃时，可直接与铁发生反应，反应生成物为Fe，O。

，当温度为570℃以上时，其反应生成物为Fe，O，。

防止汽水腐蚀，要消除倾斜角度较小的蒸发段，确保水循环正常；对于工作温度较高的过热器，应采用耐热、耐腐蚀性能较好的合金钢管等材料。

1．2碱腐蚀碱腐蚀是通过强碱的化学作用，使管内壁面的Fe，0。

保护膜遭到破坏，而后使金属基体遭到进一步氧化的一种化学腐蚀。

如苛性碱(N aO H)通过反应(4N aO H+Fe，O。

一N aFeO，+N a，FeO，+2H，O)使Fe，O。

保护膜遭到破坏，露出的铁又直接与N aO H 发生反应(F e+2N aO H—N a，Fe，O。

+H，f)，从而使金属表面不断腐蚀。

炉水的酸碱性应通过添加化学药剂来调节。

当pH值保持在10～1l时，铁的腐蚀速率变得很小；当pH值在13以上时，就会发生较严重的碱腐蚀。

碱腐蚀的发生还与采用的水处理方法有很大关系，N a O H处理法是添加N a O H将pH值保持在10～11左右，并用N a，PO。

来除去硬度。

该方法的缺点是固体物质较多，它们会附着于管内表面而造成碱浓缩，产生碱腐蚀的危险很大。

调整磷酸处理法是添加N a，PO。

将pH值保持在10～10．5，同时为了防止游离碱的生成，将N a+与PO．3的比例保持在3：1以下。

但由于N a，PQ的溶解度随温度变化，在110℃以上时，随着温度的升高，其溶解度会降低，倘若添加过量的N a，PO。

，则会在管壁的过热区析出磷酸盐，引起碱腐蚀。

碱腐蚀一般发生在水冷壁管的高温区，或者由于结垢和局部阻碍物造成的局部过热区。

这是因为锅炉受热面局部过热会导致N aO H在该处浓缩，从而引起碱腐蚀。

如，当过热度为10℃时，根据锅炉压力的大小，N aO H可浓缩5％～20％。

即使把炉水中的N aO H浓度控制在100m g／L以下，在管内无垢时，N aO H只浓缩到万分之几，而在管内有垢时，则可浓缩到百分之几十的程度。

防止碱腐蚀，一方面锅炉要及时排污，防止锅炉受热面局部过热；另一方面可通过在炉水中加入适量的磷酸盐，降低N aO H的浓度；同时，还要注意防止炉水受到碱性再生剂的污染。

1．3酸腐蚀当浓缩炉水含有较多的M gC l，和C aC l，时，这2种化合物会与水作用生成盐，使炉水中H+浓度增加，而发生酸腐蚀(2H++Fe—F C++H，f)。

酸腐蚀一般发生在疏松的垢层下热流密度较大的区域和汽膜形成的区域。

酸腐蚀的特征是被腐蚀的锅炉受热面表面出现与碱腐蚀类似的麻点和凹坑，但由于腐蚀生成的产物(F e，O，)不溶于酸性介质，故在酸腐蚀的锅炉受热面表面还会出现红色的氧化层。

防止或减轻酸腐蚀，一方面要防止汽膜形成和表面结垢；另一方面还要防止炉水污染，及时消除酸性残液。

1．4气体腐蚀锅炉给水中如果含有较多的O，和C O，气体，就会使锅炉受热面发生电化学腐蚀。

电化学腐蚀是由于在金属表面形成若干微电池的结果。

在微电池的阳极，F e失去电子，以Fe2+的形式溶于水中，电子则留在金属表面。

当炉水中含有H，，O，，C O，等气体时，它们形成的阳离子极易接受电子，使金属表面上电子从微电池的阴极流向阳极，并在阳极处与炉水中的阳离子结合而消失，于是，微电池阳极处的电平衡遭到破坏，使Fe：+继续溶入水中，从而使该处的金属不断遭到腐蚀。

这种在阳极处接受电子并使之消除的的作用称为去极化，引起去极化作用的物质叫去极剂，O，和H，都是强烈的去极剂，能使腐蚀加剧。

此外，O，还能将溶于水中的F e(O H)，氧化，生成F e(O H)，沉淀，从而加快腐蚀。

锅炉给水通常要经过脱氧处理，但如果脱氧不好，就可能在脱氧后给水中仍然含有0，，如除氧器的塔板损坏或操作条件不合适、达不到脱氧要求的情况下，除了在给水中带人溶解氧以外，O，还可以随腐蚀产物(如Fe，O，及C uO等)带入锅炉。

C O，腐蚀一般为均匀腐蚀，形成的铁锈粗松，易被水冲起，不能形成保护膜，而使腐蚀连续进行下去。

防止O，腐蚀，除了对锅炉给水有效除氧外，应提高给水管炉水流速，避免O，在个别区域积聚，而与金属壁面均匀接触，形成较均匀的腐蚀。

防止H，、C O，腐蚀，要在锅炉给水中尽量除掉H，、CO，气体及碳酸化合物。

1．5氢脆氢脆的产生是由于氢原子进入金属后，在晶粒边界处积聚，形成氢分子。

由于氢分子不能扩散，积累后产生很大的内压，使金属晶格变大，而降低了金属的韧性，引起胞性。

汽水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀以及酸洗后都会产生H，，从而进一步引起氢脆。

一O 一A 黼电力安全技术第10卷(2008年第9期)氢脆的特征是其断裂面无明显的塑性变形，断品形状大都是晶间开裂。

防止氢脆，一方面要阻止H ，在锅炉受热面材料中的扩散，应选用耐氢脆钢(i n 在钢中添加0．2％以上的C u ，或添加C o 、N i 等元素)作为锅炉受热面材料；另一方面要降低H ，含量，即在锅炉运行中，应有效控制能析出H ，的汽水腐蚀、碱腐蚀及酸腐蚀等的发生。

2管外腐蚀2．1灰致腐蚀灰致腐蚀是在高温条件下，炉灰中形成的一些低熔点化合物凝结在锅炉受热面表面而形成熔融层，破坏了其原有的氧化层保护膜，从而加速了锅炉受热面材料的氧化过程。

灰致腐蚀是过热器和再热器等高温锅炉受热面常见的腐蚀形式。

在锅炉燃油时，重油中所含的钒附着在过热器或再热器等高温锅炉受热面上，形成低熔点化合物，将外界供给的O 、向金属表面输送，使金属不断氧化，生成的氧化物又不断被破坏，形成多孔物质而促进O ，的供给，加剧腐蚀。

当烟气中含有N a ，s o 。

时，不单是锅炉受热面材料被氧化，还会发生由N a ，SO 。

引起的高温腐蚀(硫化腐蚀)。

对于燃煤锅炉，烟灰中的K ，SO 。

同样起到促进氧化的目的。

防止灰致腐蚀，一是设计时适当保持管壁温度，运行时防止锅炉受热面超温；二是加入高熔点化合物，提高金属表面凝结物的熔点；三是降低过剩空气比例，控制烟气中O ，含量，以遏止钒化合物的形成；四是对锅炉受热面进行扩散渗透处理，如渗硅或渗铝等，提高其抗灰致腐蚀的能力。

2．2还原性气氛腐蚀当燃烧不完全、烟灰中碳含量增高时，会形成还原性气氛。

在还原性气氛中会形成高温硫酸化合物，这些在高温下气化后的硫酸化合物遇到水冷壁锅炉受热面后在其表面液化，将锅炉受热面表面的氧化层保护膜溶解，从而使其不断遭到氧化腐蚀。

还原性气氛腐蚀常发生在水冷壁锅炉受热面的顶部区域。

防止还原性气氛腐蚀，首先应在锅炉燃烧设计时予以重视，另外还要注意锅炉受热面的选材和表面处理。

2．3硫酸露点腐蚀重油中通常含有2％～3％的硫，在燃烧时会生成SO ，气体，混合在烟气中。

其中少部分so ，受灰分一@～和金属氧化物等的催化作用而生成SO ，，它再与烟气中所含的水分结合生成硫酸，硫酸在处于露点以下的金属表面凝结并腐蚀金属，这就是所谓的硫酸露点腐蚀。