1、火力發(fā)電廠停（備）用熱力設備的腐蝕與 防護作者：黃玉娟，曾彬來源：科技視界2015年第24期火力發(fā)電廠停（備）用熱力設備的腐蝕與防護黃玉娟1曾彬2（1.大唐華銀攸縣能源有限公司，湖南株洲412000； 2.華電電力科學研究院，浙江杭州 310030）【摘要】電力設備的停用腐蝕嚴重影響機組的安全穩(wěn)定運行。對停用腐蝕的機理及腐蝕的 影響因素進行了分析，闡述了停用腐蝕防護的重要性及必要性，并針對各熱力設備提出來相應 的停用保護措施?！娟P鍵詞】火電廠；停用設備；腐蝕；防護TheCorrosionandProtectionofShutdownThermalEquipmentinPowerPlantHUA

2、NGYu-juan1ZENGBin2（1.DatangHuayinYouxianEnergyCo.,Ltd,ZhuzhouHunan412000,China；2.HuadianElectricPowerResearchInstitute，HangzhouZhejiang310030,China）AbstractTheerosionduringshuttingdowndolargeharmtothermalequipmentandeffectthesafeandeconomi crunningofthermalequipment.Thefoundationmechanismsandinfluen

3、cefactorsoftheerosiondu ringshuttingdownareanalyzed,theimportanceandnecessityoferosionduringshuttingdownare discussed,andconcretecountermeasuresandprecautionsaresuggested.Keywords】PowerPlant;Shutdownthermalequipment;Corrosion;Protection發(fā)電機組的鍋爐、汽輪機、凝汽器、加熱器等熱力設備在停運期間，如果不采取有效的保 護措施，其表面會發(fā)生強烈腐蝕，這種腐蝕稱為熱力設

4、備的停用腐蝕1。多年來，我國火電機 組常因停運后未采取防腐蝕措施或采取的防腐蝕措施不當，造成銹蝕和損壞，尤其是水汽側(cè)的 腐蝕，對電廠的安全運行造成嚴重影響2。目前鍋爐停用腐蝕問題越來越突出，這是由于水處理技術日趨成熟，水質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)垢積鹽 問題逐漸解決，腐蝕問題逐顯突出，直接影響機組的壽命及安全經(jīng)濟運行；停備用機組增多， 且停備用時間延長3。熱力設備停用腐蝕是氧和水（濕份）在金屬表面同時存在而產(chǎn)生的。其中水（濕份）的來 源為：1）機組放水后，總有一部分水滯留在金屬表面形成水膜；設備暴露在大氣中時，大氣中 所含有的水分會在金屬表面產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象而形成一層水膜。2）機組放水時，有的地方水放不干 凈，使

5、金屬浸在水中。氧的來源為：設備在停用以后，外界大氣大量進入水汽系統(tǒng)，大氣的進 入就相當于大量氧的入侵。因此，停用腐蝕可看作是大氣腐蝕，實際上也是氧腐蝕。本文從發(fā) 電機組停用腐蝕的機理出發(fā)，簡述了發(fā)電機組熱力設備停用腐蝕的危害和停用保護的必要性， 以及熱力設備停用保護的相關方法4。1熱力設備停用腐蝕的基本原理和影響因素1.1基本原理機組熱力設備停用腐蝕的機理同金屬發(fā)生大氣腐蝕的機理類似。即熱力設備金屬表面由于 電化學不均勻性(包括金屬化學成分的不均勻性、組織結(jié)構的不均勻性、物理狀態(tài)的不均勻性、 金屬表面膜的不完整性等)，各部位的電位有高低之分，一旦大氣中的氧溶解在水膜中，即水、 氧、鹽類共存時，

6、就會形成腐蝕微電池而發(fā)生停用腐蝕5。停用腐蝕的反應式為：O2+2H2O+4e4OH-(陰極反應)，2Fe-2Fe2+4e(陽極反應)。生成的Fe2+和OH-會進一步反應：Fe2+2OH-fFe(OH)2脫水-Fe2O3(黃銹)；O2能使Fe(OH) 2進一步氧化，生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O-4Fe(OH)3|由于所生成的Fe(OH)3不溶于水而使陽極處的Fe濃度顯著降低，破壞雙電層平衡，從而促 使陽極反應繼續(xù)進行，加劇腐蝕。1.2影響因素停用腐蝕的影響因素與大氣腐蝕的也類似，除材料本身外，對放水停用的設備，主要有溫 度、濕度、金屬表面液膜的成分和金屬表面的清潔程度等。

7、對充水停用的設備，金屬浸在水中，影響腐蝕的因素主要有水溫、水中溶解氧的含量、水 的成分和金屬表面的清潔程度等。2熱力設備停用腐蝕的危害和停用保護的必要性對于發(fā)電機組，熱力設備停用腐蝕的危害有兩方面：在短期內(nèi)使熱力設備金屬表面遭到大面積破壞。因為停用腐蝕極大地損害了金屬材料本 身，并在材料上留下了塊狀蝕坑和針刺狀蝕點，成為運行階段產(chǎn)生致命性局部腐蝕的誘因，因 為停用腐蝕的部位往往有腐蝕產(chǎn)物，表面粗糙不平，保護膜被破壞，成為腐蝕電池的陽極。加劇熱力設備運行時的腐蝕，增加單位面積上的結(jié)垢量，大大縮短化學清洗的周期，影 響傳熱效率，嚴重時會導致爆管。因為停用機組重新啟動后，停用腐蝕產(chǎn)物會進入鍋內(nèi)，一方

8、面使水沖洗時間增加，排水量 增大，增加啟動時間和排污量，成為熱工集控的障礙，延誤機組并網(wǎng)時間，降低負荷增長速度； 另一方面，腐蝕產(chǎn)物如果沒有清洗干凈，會使水汽質(zhì)量下降，加劇鍋爐運行時的腐蝕，并導致 鍋爐水冷壁結(jié)加劇，引起垢下腐蝕或爆管事故發(fā)生。所以停用腐蝕既會帶來直接和間接的經(jīng)濟 損失，又會極大地危害鍋爐系統(tǒng)的安全運行。因此，為保證熱力設備的安全經(jīng)濟運行，熱力設備在停（備）用期間，必須采取有效的防 銹蝕措施，以避免或減輕發(fā)電機組熱力設備的停用腐蝕。停用保護是眾所周知的防止發(fā)電機組 熱力設備用腐蝕的必要措施。隨著我國火力發(fā)電機組向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，其熱力設備 停（備）用期間的停用保護工作正

9、越來越受到重視。3停用保護方法3.1保護方法分類為了防止停用腐蝕，熱力設備停用期間必須采取保護措施，火力發(fā)電廠熱力設備停（備） 用防銹蝕導則（DL/T956-2005）6把熱力設備停用防銹蝕保護方法按照其作用原理分為：1） 阻止空氣進入熱力設備水汽系統(tǒng)；2）降低熱力設備水汽系統(tǒng)的相對濕度；3）加緩蝕劑；4）除去 水中的溶解氧；5）使金屬表面形成保護膜。根據(jù)熱力設備在停（備）用期間的防銹蝕所處狀態(tài)不同，防銹蝕方法分為干法和濕法兩大類7。3.2防護方法的選擇原則主要選擇原則是：機組的參數(shù)和類型，機組給水、爐水處理方式，停（備）用時間的長短和 性質(zhì)，現(xiàn)場條件，可操作性和經(jīng)濟性。另外還應考慮下列因素：

10、1）停（備）用所采用的化學條件和運行期間的化學水工況之間的兼容性；2）防銹蝕保護方法不會破壞運行中所形成的保護膜；3）防銹蝕保護方法不應影響機組按電網(wǎng)要求隨時啟動運行；4）有廢液處理設施，廢液排放應符合GB8978污水綜合排放標準的規(guī)定；5）凍結(jié)的可能性；6）當?shù)卮髿鈼l件（例如海濱電廠的鹽霧環(huán)境）；7）所采用的保護方法不影響檢修工作和檢修人員的安全。3.3停（備）用鍋爐煙氣側(cè)的保護1）燃煤鍋爐停用前應對所有的受熱面進行一次全面徹底的吹灰。2）鍋爐停用冷卻后，應及時對爐膛進行吹掃、通風，以排除殘余的煙氣。3）鍋爐長期停（備）用時，應將煙道內(nèi)受熱面的積灰清除，防止在受熱面堆積的積灰因吸收 空氣中的

11、水分而產(chǎn)生酸性腐蝕。積灰清除后，應采取措施保持受熱面金屬的溫度在露點溫度以 上。4）海濱電廠和聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐長期停（備）用可安裝干風系統(tǒng)對爐膛進行干燥，干風裝置 容量以每小時置換爐膛內(nèi)空氣1次-3次為宜。3.4汽輪機停用保護3.4.1機組停用時間在一周之內(nèi)的保護方法1）凝汽器真空能維持的保護措施機組停用時，維持凝汽器汽側(cè)真空度，提供汽輪機軸封蒸汽，防止空氣進入汽輪機。2）凝汽器真空不能維持的保護措施（1）隔絕一切可能進入汽輪機內(nèi)部的汽、水系統(tǒng)并開啟汽輪機本體疏水閥。（2）隔絕與公用系統(tǒng)連接的有關汽、水閥門，并放盡其內(nèi)部剩余的水、汽。（3）主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、抽汽管道、旁路系統(tǒng)靠汽輪機側(cè)

12、的所有疏水閥門均應打 開。（4）放盡凝汽器熱井內(nèi)部的積水。（5）有條件時，高、低壓加熱器汽側(cè)和除氧器汽側(cè)進行充氮，否則放盡高、低壓加熱器汽 側(cè)疏水。（6）高、低壓加熱器和除氧器水側(cè)充滿運行水質(zhì)的給水。（7）給水泵汽輪機的有關疏水閥門打開。（8）注意監(jiān)視汽輪機房污水排放系統(tǒng)是否正常，防止凝汽器閥門坑滿水。（9）汽輪機停機期間應保證其上、下缸，內(nèi)、外缸的溫差不超標。（10）冬季機組停運，應有可靠的防凍措施。3.4.2機組停用時間超過一周的保護方法1）壓縮空氣法汽輪機停運后，啟動汽輪機快冷裝置，向汽缸通熱壓縮空氣，在汽缸降溫的同時，干燥汽 缸。2）熱風干燥法停機后，放盡與汽輪機本體連同管道內(nèi)的余汽、

13、存水。當汽缸溫度降至一定值后，向汽缸 內(nèi)送入熱風，使氣缸內(nèi)保持干燥。3）干風干燥法停機后，放盡汽輪機本體及相關管道、設備內(nèi)的余汽和積水。當汽缸溫度降至一定值后， 向汽缸內(nèi)送入千風，使汽缸內(nèi)保持干燥。3.5停（備）用凝汽器的防護方法3.5.1凝汽器汽側(cè)短期（一周之內(nèi)）停用時，應保持真空。不能保持真空時，應放盡熱井積水。長期停用時， 應放盡熱井積水，隔離可能的疏水，并清理熱井及底部的腐蝕產(chǎn)物和雜物，然后用壓縮空氣吹 干，或?qū)⑵浼{入汽輪機干風保護系統(tǒng)之中3.5.2凝汽器循環(huán)水側(cè)停用三天以內(nèi)凝汽器循環(huán)水側(cè)宜保持運行狀態(tài)，當水室有檢修工作時可將凝汽器排空，并 打開人孔，保持自然通風狀態(tài)。停用三天以上宜將

14、凝汽器排空，清理附著物，并保持通風干燥狀態(tài)。3.6停（備）用除氧器的保護方法3.6.1機組停運時間在一周之內(nèi)當機組停運時間在一周之內(nèi)，并且除氧器不需要放水時，除氧器宜采用熱備用，向除氧器 水箱通輔助蒸汽，定期啟動除氧器循環(huán)泵，維持除氧器水溫高于105C。對短期停運，并且需要放水的除氧器?？稍谕＿\放水前，適當加大凝結(jié)水加氨量提高除氧 器水的pH值至9.410.00。3.6.2機組停用時間在一周以上當機組停用時間在一周以上時，可用下列方法保護：a）充氮保護；b）水箱充保護液，充氮 密封；c）通干風干燥；d）成膜胺法。3.7停（備）用高壓加熱器的的保護方法3.7.1充氮法高壓加熱器停運后，當水側(cè)或汽

15、側(cè)壓力降至0.5MPa是開始進行充氮。保護過程中維持氮氣 壓力在0.030.05MPa范圍內(nèi)，阻止空氣進入。3.7.2氨-聯(lián)氨法停機后，放去水側(cè)（或汽側(cè)）存水，用氨一聯(lián)氨劑溶液充滿高壓加熱器的水側(cè)（或汽側(cè)）進行 防銹蝕保護。3.8停（備）用低壓加熱器的保護方法3.8.1碳鋼和不銹鋼材質(zhì)低壓加熱器的防銹蝕方法碳鋼和不銹鋼材質(zhì)低壓加熱器停（備）用時，其保護方法可參見高壓加熱器的保護方法。當 低壓加熱器汽側(cè)與汽輪機、凝汽器無法隔離時，無法充氮或充保護液，其保護方法應納入汽輪 機保護系統(tǒng)中。3.8.2銅合金低壓加熱器的防銹蝕方法銅合金材質(zhì)低壓加熱器停（備）用時，水側(cè)應保持還原性環(huán)境，以防止銅合金的腐蝕

16、和銅腐 蝕產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移。（1）濕法保護時，將聯(lián)氨含量為5mg/L-10mg/L，pH值為8.89.2的溶液充滿低壓加熱器， 同時輔以充氮密封，保持氮氣壓力在0.03MPa-0.05MPa范圍內(nèi)。（2）干法保護時，可參考汽輪機干風干燥法，保持低壓加熱器水、汽側(cè)處于干燥狀態(tài)；也 可以考慮用氮氣或壓縮空氣吹干法保護。低壓加熱器停用的成膜胺保護與鍋爐的停用成膜胺保護同時進行。3.9停（備）用閉式冷卻器、軸冷器和發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)的保護方法1）機組短期停用時，維持運行狀態(tài)。2）與循環(huán)水接觸的換熱器停用防銹蝕方法與凝汽器水側(cè)的停用防銹蝕方法相似。3）發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)長期停用時，應放盡內(nèi)部存水后，用儀用壓縮空氣吹干、干風干燥、 充氮保護等方法進行保護。4結(jié)語停用保護是防止發(fā)電機組熱力設備停用腐蝕的必要措施。各單位需根據(jù)自身的實際情況采 用適宜的保護方法，減少腐蝕而造成的經(jīng)濟損失和事故隱患，確保機組的安全經(jīng)濟運行?！緟⒖嘉墨I】孫瑞生.鍋爐的停用腐蝕和停用保護J.黑龍江科技信息，2007（9）: