电厂锅炉的停用保护

电厂锅炉的停用保护

1、停用保护的必要性

在锅炉停用时期，如不采取保护措施，锅炉水汽系统的金属内表面会遭到溶解氧的腐蚀。因为，当锅炉停用后，外界空气必然会大量进入锅炉水汽系统内。此时，锅炉虽已放水，但在炉管金属的内表面上往往因受潮而附着一薄层水膜，空气中的氧会溶解在些水膜中，使水膜中饱含溶解氧，所以很容易引起金属的腐蚀。若停用后未将锅内的水排放或者因有的部位水无法放尽，使一些金属表面仍被水浸润着，则同样会因大量空气中的氧溶解在这些水中，而使金属遭到溶解氧腐蚀。

当停用锅炉的金属表面上还有沉积物或水渣时，停用时的腐蚀过程会进行得更快。这是因为，有些沉积物和水渣具有吸收空气中湿分的能力，水渣本身也常含有一些水分，故沉积物（或水渣）下面的金属表面上仍然会有水膜。而且，在未被沉积物（或水渣）覆盖的金属表面上或者沉积物的孔隙、裂隙处的金属表面上，水的含氧量较高（空气中的氧含量扩散进来）；沉积物（或水渣）下的金属表面上，水的含氧量较高；沉积物下的金属表面上，水的含氧量较低。这使金属表面产生了电化学不均匀性：溶解氧浓度大的地方，电极电位高而成为阴极；溶解氧浓度小的地方，电极电位较低而成为阳极，在这里金属便遭到腐蚀。此外，沉积物中有些盐类物质还会溶解在金属表面的水膜中，使水膜中的含盐量增加，因而也能加速溶解氧的腐蚀。所以在沉积物和水渣的下面最容易发生停用腐蚀。

停用时锅炉金属的腐蚀，与运行中发生溶解氧腐蚀的情况一样，属于电化学腐蚀；腐蚀损伤呈溃疡性，但是它往往比锅炉运行时因给水除氧不彻底所引起的氧腐蚀严重得多。这不仅是停用时进入锅内氧的量多，而且还因为停用时在锅炉的各个部位都能发生腐蚀。为了区别停用腐蚀与运行中氧腐蚀，现将它们发生的部位对比如下：运行时过热器管不会发生氧腐蚀，但停用时立式过热器下弯头处因常常会积水而腐蚀往往很严重；运行中的氧腐蚀只是在省煤器的进口管段较严重，而停用时整个省煤器管内均会腐蚀；运行中仅在除氧器工作失常的情况下，氧腐蚀才会扩展到汽包和下降管中，而上升管（水冷壁管）是不会发生氧腐蚀的，但发生停用腐蚀时，这些部位的金属表面都会遭到腐蚀损害。停用腐蚀的危害性不仅由于它在短期内会使大面积的金属发生严重的损伤，而且还会在锅炉投入运行后继续发生不良影响，其原因如下：

（1）停用时因金属的温度低，其腐蚀产物大都是疏松状态的Fe2O3，它们附在管壁上的能力不大，因此，很容易被水流带走。所以当停用机组启动时，大量腐蚀产物就转入锅内水中，使锅内水中的含铁量增大，这会加剧锅炉炉管中沉积物的形成过程。

（2）停用时腐蚀金属表面上产生的沉积物（金属腐蚀产物）及所造成的金属表面的粗糙状态，会成为运行中腐蚀的促进因素。因为从电化学观点来看，腐蚀产生的溃疡点坑底的电位比坑壁及其周围金属的电位更低，因此在运行中它将作为腐蚀电池的阳极而继续遭到腐蚀；而且停用腐蚀所生成的腐蚀产物是高价氧化铁，在运行时能起阴极去极化作用，它被还原成亚铁化合物，这也是促使金属继续遭到腐蚀的因素。假如锅炉经常停用、启动，运行腐蚀中生成的亚铁化合物，在锅炉下次停用时，又被氧化为高铁化合物，这样腐蚀过程就会反复地进行下去。所以经常启动、停用的锅炉，腐蚀尤为严重。

由上述可知，停用腐蚀的危害性非常大，防止锅炉水汽系统的停用腐蚀，对锅炉的安全运行有重要的意义。为此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取保护措施。

2、选择停用保护方法的原则

以后讲述了许多停用保护的方法，而且对它们的特点和适用范围也作了一些介绍。现为了便于选择，这里再将有关选择的各因素综述如下：

（1）锅炉的结构。对于具有立式过热器的汽包锅炉，保护前如不能将过热器内存水吹净、烘干，那就不要用干燥剂法；保护后如不能进行彻底冲洗，不宜采用碱液法。直流锅炉和工作压力高于130表大气压的汽包锅炉，因水汽系统复杂，特别是过热器系统内往往难以将水完全放尽，故一般采用充氮法或联氨法，也有采用氨液法的，但启动前应特别注意对水汽系统进行彻底冲洗的问题。

（2）停用时间的长短。对于短期停运的锅炉，采用的保护法应能满足在短时间内启动的要求，如采用保持蒸汽压力法、保持给水压力法等。长期停运或封存存的锅炉，应采用干燥剂法、联氨法或氨液法等。

（3）环境温度。在冬季应估计到锅内存水或溶液是否有冰冻的可能性，如锅炉车间温度会低于0ºC，那么就不宜采用碱液法或氨液法等。

（4）现场的设备条件。如锅炉能否利用相邻的锅炉热风进行烘干，过热器有无反冲洗装置等。

（5）水的来源和质量。采用满水保护法时，若没有质量合格的给水或除盐水，停用保

护的效果往往不够理想。

3、停用保护的方法

防止锅炉水汽系统发生停用腐蚀的方法较多，但其基本原则却不外以下几条：

（1）不让空气进入停用锅炉的水汽系统内；

（2）保持停用锅炉水汽系统金属内表面的干燥。实践证明，当停用设备内部相对温度小于20％时，就能避免腐蚀；

（3）在金属表面造成具有防腐作用的薄膜；

（4）使金属表面浸泡在含有除氧剂或其它保护剂的水溶液中。停用保护的方法大体上可分成：满水保护和干燥保护两类。

1.满水保护法这类方法是用具有保护性的水溶液充满锅炉，借以杜绝空气中的氧气进入锅内。此类方法根据所用水溶液组成的不同，有以下几种。

（1）联氨法

联氨法是用除氧剂联氨配成保护性水溶液充满锅炉。其具体做法，按锅炉类型分别叙述如下：

1)汽包锅炉。在锅炉停用后不进行放水，而是用加药泵将氨水和联氨注入（添加氨水的目的是调节水的PH值），使锅炉水汽系统各部分都充满加有氨和联氨的水，而且各处的浓度都很均匀。它们的加入量应使锅内水中的过剩联氨浓度为200毫克/升。PH值（25ºC）大于10。如果锅炉是在大修后或放水检查后进行保护，则应先往锅炉内灌满水或经除氧的除盐水，然后再往水中加联氨和氨水。当没有给水或经除氧的除盐水时，可先充灌未除氧的除盐水，然后将锅炉点火并将汽压升至稍高于大气压，放出一定量的蒸汽，使锅内的水得以除氧，最后再加入联氨和氨水。

2)直流锅炉。在直流锅炉停运过程中，当锅炉的停运程序已进行到带启动分离器阶段后，应加大给水处理设备的联氨和氨的设药量，使进入锅炉给水中过剩联氨为200毫克/升、PH

值（25ºC），直到锅炉停运后，还应使这种水溶液一直留在锅内。无论是汽包锅炉还是直流锅炉，若采用此法进行停用保护，在将联氨与氨溶液加入锅内前，应检查所有有关阀门及水汽系统其它附件的严密性，以免药液漏泄；当锅内充满保护性溶液后，应关闭所有阀门并再次进行水汽系统严密性的检查，最好用泵将锅内的保护性水溶液升压至10公斤/厘米2，以防止空气漏进而消耗联氨。或者在锅炉最高位置加装适当大小的水封箱，箱中装有保护性溶液，