浅析火电厂锅炉内壁结垢与腐蚀酸洗技术

浅析火电厂锅炉内壁结垢与腐蚀酸洗技术

邵洪儒

山东电力建设第三工程有限公司 山东 青岛 266000

摘要：锅炉结垢腐蚀是锅炉检修中需要重点关注的问题，结垢腐蚀带来较大的危害，也会增加检修和维护的成本。工业设备中常见的锅炉腐蚀有低温腐蚀和有氧腐蚀，判断腐蚀部位通常需要几天或者更长的时间，局部的泄漏会造成连锁破坏，需要加强防范，保障锅炉的安全、节能和有效运行。

关键词：火电厂；内壁结垢；酸洗技术；腐蚀

锅炉结垢和腐蚀对锅炉的运行安全造成严重危害，结垢和腐蚀有较强的隐蔽性，容易被忽视，需要工作人员加强检测和预防，了解结垢和腐蚀的原因，采取相应的措施进行处理，减少结垢和腐蚀，确保锅炉的安全运行。

1炉水冷壁及省煤器管内壁结垢、腐蚀状况及技术分析

1.1水冷壁割管检查

第一，针对割管位置检查。在锅炉前后墙各取1根，高低温省煤器管各1根进行检查。

第二，针对割管进行检查。在检查过程中发现水冷壁管内壁呈灰黑色，肉眼可见铁锈红色。管内结垢不均匀，在利用酸洗垢后发现向火侧出现明显腐蚀状况，腐蚀状态呈明显斑纹。

1.2水冷壁内壁结垢垢量分析

第一，垢量分析。炉前背火侧垢量：244.93g/m3，向火侧垢量：301.34g/m3；炉后背火侧垢量：173.02g/m3，向火侧垢量：305.42g/m3。对于省煤器管垢量，高温省煤器：228.37g/m3，低温省煤器：338.54g/m3。

第二，垢成分分析。进行垢样成分分析，结果显示水冷壁垢主要成分为Fe2O3，其中汽包壁的Fe2O3含量为90.26%，下水包的Fe2O3含量为90.26%，水冷壁管的Fe2O3含量为90.58%。

1.3水冷壁结垢、腐蚀情况分析

第一，结垢中的主要成分为氧化铁。针对汽包壁、水冷壁管上的垢构成成分以及下水包进行分析可得出其90%以上为氧化铁，可以推断出为锈蚀所致。垢的形成主要是在非运行状态下和运行状态下两种情况。运行状态下，主要与炉水含铁量大和炉管的局部热负荷太高有关。非运行状态，主要是停机保护不够完美，保护膜形成不均匀，没有起到相应的保护措施。一般情况下低温省煤器比高温省煤器垢量高，向火侧和背火侧两者在垢量上比较接近，低温省煤器所含垢量比水冷壁向火侧高。而事实上和规律上有所不同，所以若要彻底清除现有垢量，进行合适的化学酸洗是非常有必要的。

第二，结垢不均匀，易产生电偶腐蚀。从水冷壁管样可以看出其结垢不均匀，在同一管段中，有的地方是金属原本色，而有的地方被黑灰色垢样啊覆盖。观察表面，其状态罕见，对比差异明显，可造成电偶腐蚀。

第三，存在局部腐蚀。清洗水冷壁管样垢后可以看见明显的局部腐蚀，很显然这些都是由运行中的电偶腐蚀所造成。所以要想解决局部腐蚀问题就要想办法消除水冷壁内壁的差异。

2确定腐蚀酸洗方案

首先要确定垢量，计算化学清洗缓蚀剂的用量；其次要进行现场检查。检查部分主要为汽包和下水包内。汽包的水侧为灰黑色，刮掉后内侧出现铁锈红色，在水侧壁面附着均匀层浮垢；在汽侧焊缝和不平整处发现有少许白色盐迹，由于量少暂时无法取样。在下水包内的东侧发现有少许存水，在其西侧有少许沉积物，下水包内壁颜色为灰黑色；最后针对内壁进行割管检查。水冷壁管的东侧发现其结垢颜色呈灰黑色，肉眼可见出现铁锈红色，其结垢形状不均匀，部分呈现突起状态。在酸洗垢后的向火侧发现其腐蚀程度较为明显，而背火侧次之。

在进行酸洗后，壁管内垢全部清洗干净，可见其颜色呈金属本色，在向火侧出现有线条腐蚀状。在低省进口处有一层致密青灰色氧化铁垢，出现有鼓包现象。再进行清洗垢后，发现有不均匀腐蚀坑。

3确定方案进行酸洗实施

第一，清洗工艺。由于清洗范围不含奥氏体钢，所以采用盐酸酸洗工艺，将4%—7%盐酸、0.4%助溶剂、0.4%硫脲以及1%缓蚀剂融合进行循环清洗。根据锅炉结构特点和清洗循环的需要，将水冷壁对称分为左、右水冷壁共两组，省煤器为一组，循环回路如下：

Ⅰ回路：清洗箱→清洗泵→省煤器→汽包→左、右水冷壁→清洗箱

Ⅱ回路：清洗箱→清洗泵→下降管手孔→左水冷壁→汽包→右水冷壁→清洗箱

Ⅲ回路：清洗箱→清洗泵→下降管手孔→右水冷壁→汽包→左水冷壁→清洗箱

加热方式：采用蒸汽加热升温，加热点为清洗箱，要求蒸汽参数：0.8-1.3MPa，200-250℃，15—20t/h。过热器和再热器不参与化学清洗，过热器在酸洗前充保护液。

第二，清洗步骤。临时系统冲洗及试压、向过热器充保护液、炉本体升温循环查漏、酸洗液配制（配置为1%缓蚀剂，盐酸浓度控制4%—7%，0.4%硫脲，0.3%—0.4%氟化物）、循环酸洗（控制汽包水位+150mm，Fe3+浓度300mg/L，清洗温度50-55℃）、水冲洗（用加氨除盐水置换冲洗至pH>4，汽包水位+180mm，总铁小于50mg/L）、漂洗（漂洗剂0.2%—0.3%，二个回路切换、循环漂洗1.5—2h，汽包水位+20mm，缓蚀剂0.05%—0.1%、升温至75-80℃）、钝化（汽包水位+200mm，升温至85-95℃循环钝化12—14h，氨水调pH值9.5-10.0，加入二甲基酮肟钝化剂，监测钝化液pH值）、钝化液排放（在钝化结束后，开炉底排放，使其自然冷却）。

第三，检查验收。在清洗完成后针对汽包、下水包、监视管、指示片及锅炉进行检查验收：（1）汽包。汽包内部清洗分界面比较明显，可以看见参加清洗的金属表面无残留物无点蚀。在汽包底部及汽水分离器托盘等一些部位出现有少量积液，并且含有铁渣等一些沉积物。（2）下水包。下水包内表面清洗干净无残留物、无二次锈，在其底部出现有少量积液、残渣沉积物，其清洗金属表面已形成完整铁灰色钝化膜。（3）监管。其内部氧化铁皮已被彻底清除，无二次锈、无点蚀、无镀铜等过洗现象。水冷壁管金属表面有完整铁灰色钝化保护膜、无残留物。（4）割管检查。在东侧水冷壁系统燃烧器上部取割水冷壁管一根，肉眼可见其内表面清洗干净，光洁无残留物，无镀铜、无点蚀等过洗现象。（5）指示片。在清洗过程中其平均腐蚀速率1.73g/m2.h，汽包内指示片平均腐蚀总量为14.82g/m2，指示片表面为均匀腐蚀。

4进行水质优化处理工作

造成热力设备腐蚀、出现结垢等一些问题的主要原因是供给水不合格或运行方式、炉水处理方式不合理。如何对水质进行合理优化，需要从以下三方面考虑：

第一，减少进入补给水中杂质的含量，制备高纯度的补给水，彻底除去水中各种容易结垢的杂质。防止凝汽器管发生腐蚀泄漏，并及时查漏。对于300MW及以上机组，都配备凝结水精处理设备，以防止

因凝汽器管泄漏，冷却水直接进入锅炉而产生的腐蚀和结垢。对于生产返回的凝结水、疏水必须严格控制，必要时也要进行相应软化或除盐处理，有时还要进行除油、除铁处理。

第二，尽量减少给水中铜、铁含量。通常防止水、汽系统发生腐蚀采用的方法有高压给水系统采用除氧、加氨水的方法防止铁腐蚀；低压给水系统如果加热器含铜合金，可采取加联氨和氨水的方法防止铜腐蚀，不含铜合金时也可以不加联氨，但必须加氨水调节pH值；凝汽器管为铜管时，空抽区选用镍铜管防止氨腐蚀。此外，机组启动过程中，要加强水、汽质量监督，对不合格的水质要及时排放或换水。

第三，采用适当的给、炉水处理方式。在保证水质的情况下，大多数炉水处理采用氢氧化钠处理方式，给水采用还原性全挥发处理或加氧处理。

5结束语

综上所述，火电厂锅炉内壁的水冷壁结垢不均匀、易溶盐的隐藏容易引起电偶腐蚀，从而使金属表面发生局部腐蚀，造成极大的安全隐患。但是结垢不均匀并不是无法解决的，通过适当的酸洗方式能够消除电偶腐蚀，避免危险事故的发生，利用4%—7%盐酸、0.4%助溶剂、0.4%硫脲、1%缓蚀剂混合进行循环清洗能够达到良好的效果。

参考文献：

[1]钱焕云.火电厂锅炉内壁结垢与腐蚀酸洗技术应用浅析[J].全面腐蚀控制，2017，31（11）：5-9+64.

[2]吴来贵，申军锋等.超超临界锅炉酸洗技术研究与应用[J].中国电力，2013，46（01）：46-49+53.

[3]郑锦溪，徐开华，刘定平.锅炉大修后酸洗中的几个关键问题[J].电力科技与环保，2011，27（06）：56-59.