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电厂化学—培训目录第七章热力系统的金属腐蚀第八章冷却水处理第九章蒸汽污染的预防第十章电厂水处理实例第七章热力系统的金属腐蚀第一节腐蚀基础第二节金属电化学腐蚀的基本原理第三节热力设备腐蚀的类型和特点第四节热力设备的氧腐蚀第五节热力设备的酸腐蚀第六节停用腐蚀与停用保护第一节腐蚀基础一、腐蚀的定义
由于材料与环境反应而引起材料的破坏或变质;或指除了单纯机械破坏以外的材料的各种破坏;甚或为材料与环境之间的有害反应。
上述定义中的材料为金属时,即为金属腐蚀。
金属腐蚀的过程是发生在金属与介质界面上的复杂多相反应,因此破坏总是从金属表面逐渐向内部深入。表现为:一般发生外貌变化(溃疡斑、小孔、表面有腐蚀产物或金属材料变薄等);机械性能、组织结构也发生变化,如变脆、强度降低,其中某种元素的含量发生变化或金属组织结构发生相变等。二、金属腐蚀环境
一般指材料所处的介质、温度和压力等。
几乎所有的介质都有一定的腐蚀性。金属材料不同,介质的状态不同、成分不同、浓度不同,腐蚀的程度也各不相同。一般温度和压力的升高会使腐蚀加剧。介质的流速也是影响腐蚀的重要因素。热力设备的腐蚀应分析热力设备腐蚀的特点,了解腐蚀产生的条件,找出腐蚀产生的原因,掌握腐蚀的防止办法三、金属腐蚀的分类1、按腐蚀机理(反应特点)分为电化学腐蚀和化学腐蚀。锅炉在水侧的腐蚀属于前者;烟气侧温度在露点以上的腐蚀属于后者。2、按腐蚀形态分为均匀腐蚀和不均匀或局部腐蚀。金属表面几乎全面遭受腐蚀的称为均匀腐蚀;只有一部分遭受腐蚀的称不均匀腐蚀或局部腐蚀。局部腐蚀又可分为小孔腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等等。3、按腐蚀的温度划分为低温腐蚀和高温腐蚀。4、按腐蚀介质的状态划分为干腐蚀和湿腐蚀。5、按介质的种类划分为大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀。各种腐蚀分类之间有一定联系,如干腐蚀一般为化学腐蚀,湿腐蚀一般为电化学腐蚀。金属在高温下氧化引起的腐蚀属于化学腐蚀。四、金属的腐蚀速度
金属腐蚀的速度代表单位时间内金属的腐蚀程度,通常是用平均腐蚀速度来表示,简称为腐蚀速度。(1)按质量的减少表示。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。(2)按腐蚀深度表示。为了表示腐蚀的危害性,用腐蚀深度来评定腐蚀速度更为适当,通常用毫米/年来表示。第二节金属电化学腐蚀的基本原理在金属遭到破坏的过程中,伴有电流产生的腐蚀称为电化学腐蚀。金属在水溶液中或在潮湿空气中的腐蚀,属于电化学腐蚀。如在电厂,原水、补给水、给水、锅炉水、冷却水以及与湿蒸汽接触的设备所遭受的腐蚀等。一、电极与电极电位
将一块金属插入电解质溶液中时所构成的体系,称为电极。电厂中所有与水相接触的热力设备均可看作电极。金属是以金属晶体的形式存在的,金属的原子和金属的阳离子构成晶体的晶格结点,自由电子在其间的孔隙中作无规则运动。通过静电引力使各晶格结点紧密联系起来,也使各晶格结点在金属原子和金属离子之间不断相互转化。当金属与水溶液接触时,由于极性水分子的水合作用,使金属阳离子脱离其表面形成水合离子溶入水溶液中,反应如下:Fe+nH2O=Fe2+·nH2O+2e由于金属阳离子脱离金属表面,而自由电子仍留在金属上,因此金属带负电,水溶液带正电。通过静电引力,溶液中的过剩阳离子紧紧靠近金属表面,与金属上的多余负电荷形成双电层。随着金属的不断溶解,金属中的负电荷越来越多,其对于金属阳离子的束缚作用越来越强,金属的溶解速度逐渐降低。另一方面,水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积,同样随着金属的不断溶解,这种沉积的趋势将越来越强,即金属离子的沉积速度逐渐增大。当金属与溶液之间发生的溶解和沉积的速度相等时,则电极反应达到动态平衡:此时,双电层中正负电荷的数量相对稳定,溶液中的过剩离子数量亦稳定。二、腐蚀电池
当电极过程达到平衡时,金属与溶液间形成的双电层亦处于一种动态平衡,它将阻碍金属继续溶解。若将金属上的自由电子引出则平衡将被破坏,金属将继续溶解。不同电极的电极电位不同,如果将两个不同电极连接起来,形成闭合回路即组成原电池。如由铜电极与锌电极组成的铜一锌原电池。由于铜电极的电极电位高于锌电极的电极电位,即铜的溶解能力弱于锌,故锌电极上有更多的剩余自由电子,这些自由电子在两电极间的电位差的作用下,通过导线到达铜电极,在外电路形成电流。此时铜电极上的自由电子过剩,溶液中的铜离子沉积到铜电极板上中和过剩的自由电子,而在锌电极上,由于自由电子数量减少,平衡被破坏,锌将继续溶解。该过程一直持续到锌极板完全溶解为止,这种能将化学能转变为电能的装置称为原电池。金属与水溶液接触时,由于各种原因,金属内部的不同部分产生不同的电极电位而组成原电池。这是金属发生电化学腐蚀的根本原因,这种原电池称为腐蚀电池。金属各部位形成不同电位的原因很多,如金属中含有杂质又处于介质(潮湿空气、水或电解质溶液)中时,金属晶粒与晶界之间的能量差别,金属加工时所产生的变形和内应力不同而造成的金属的物理不均匀性,金属所接触的溶液组成和浓度的差异,金属表面的温度不同等。实际上,腐蚀电池是由于各种原因在金属的某些部分形成的许多肉眼看不见的小型微原电池。在原电池中,失去电子的金属电极上发生氧化反应,该金属溶解(即腐蚀),此电极称为阳极(如锌电极),另一个得到电子发生还原反应的电极称为阴极(如铜电极)。
金属的电化学腐蚀是由腐蚀电池作用引起的,其腐蚀速度决定于此腐蚀电池所产生电流的大小,据此可估算出腐蚀速度。在腐蚀电池中,金属本体就是它的外电路。因为当电池形成闭合回路后,即使时间很短,其两极的电位差也会比原先的数值小得多,因此实际上腐蚀速度要远小于估算值。这是这种电位差比起始值减小的现象称为极化。当电池接通后,阴极电位变低(称为阴极极化),阳极电位变高(称为阳极极化),从而导致阴极和阳极的电位差变小,使腐蚀速度大幅度降低。通常,在腐蚀电池中阳极极化的程度不大,只有当阳极上因氧化产物的积累使金属表面状态发生了变化,产生了所谓钝态的情况下,才显示出显著的极化。而在阴极部分,假使接受电子的物质不能迅速地扩散,或者阴极反应产物不能很快被排走,则由于金属传送电子的速度很快,由阳极传送过来的电子就会堆积起来,产生阴极极化。由此可见,在发生电化学腐蚀的情况下,溶液中必定有易于接受电子的物质,这些物质在阴极上接受电子,消除阴极的极化,使腐蚀速度加快。这种消除或减小电极极化的作用称为去极化。起去极化作用的物质称为去极化剂。例如,当水中有溶解氧(O2)时,水中溶解氧将会消耗阴极上的自由电子起去极化作用:
O2+2H2O+4e=4OH—这种水中溶解氧充当去极化剂发生的金属腐蚀过程称为吸氧腐蚀(氧的去极化腐蚀)。当水溶液的pH值较低时,水中H+浓度大,此时H+就是去极化剂,它的去极化作用为:2H++2e=H2这种氢离子充当去极化剂,发生的金属腐蚀过程称为析氢腐蚀(氢的去极化腐蚀)。
第三节热力设备腐蚀的类型和特点热力设备在运行中或停用时,各种腐蚀性成分会对设备产生严重的腐蚀。根据运行实践,国内外火电厂和核电站的各种热力设备,比如火电厂的锅炉、核电站的蒸汽发生器、汽轮机、凝汽器、加热器、给水泵、水处理设备以及各种水、汽管道,均发生过比较严重的腐蚀。热力设备的腐蚀形态也比较多,例如点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳、氢脆、选择性腐蚀、电偶腐蚀以及磨损腐蚀等。目前,大容量、高参数的机组大量投产,300MW的机组已成为火电厂的主力机组。随着炉外水处理技术的发展,锅炉结垢和汽机积盐问题已得到有效控制,腐蚀已成为突出的问题。1、氧腐蚀
热力设备运行和停用时,都可能发生氧腐蚀。运行氧腐蚀在水温较高的条件下发生,停用氧腐蚀在低温下发生。两者本质上是相同的,但腐蚀产物的特点有区别。氧腐蚀是热力设备常见的一种腐蚀形式。2、酸腐蚀
热力设备和管道可能与酸接触,产生析氢腐蚀。例如,水处理设备、给水系统、凝结水系统和汽轮机低压缸的隔板、隔板套等部位都可能和酸性介质接触,产生析氢腐蚀。水处理设备可能和盐酸接触,例如氢离子交换器再生时就和盐酸接触,产生腐蚀。给水系统和凝结水系统因为游离CO2的溶解,使水的pH值低于7,产生析氢腐蚀,就也是通常所说的二氧化碳腐蚀。3、应力腐蚀包括应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳。无论是锅炉还是汽轮机,都会产生应力腐蚀。比如锅炉的苛性脆化、锅炉汽包、过热器、再热器、高压除氧器、主蒸汽管道、给水管道的应力腐蚀、汽轮机叶片的应力腐蚀破裂、汽轮机叶轮的应力腐蚀破裂和凝汽器铜管的应力腐蚀破裂等。4、锅炉的介质浓缩腐蚀主要是炉水蒸发浓缩产生浓碱或浓酸时出现的,尤其是当凝汽器漏泄,漏入碱性水或海水时,情况更明显。腐蚀主要发生在水冷壁管,它是锅炉特有的一种腐蚀形态。5、亚硝酸盐腐蚀炉水亚硝酸盐会在水冷壁管产生腐蚀。因为亚硝酸盐在锅内受高温作用会分解产生新生态氧,这种新生态氧和水冷壁管内表面发生反应,产生Fe2O3,使水冷壁管腐蚀。由于亚硝酸盐腐蚀的本质是氧和钢发生反应,因此,它的特征和氧腐蚀相似,都出现点蚀坑,腐蚀产物是铁的氧化物。但亚硝酸盐腐蚀的产物一般是高价氧化铁,呈红棕色,而且它的部位只限于水冷壁管,这些和设备运行时发生的氧腐蚀是不同的。6、汽水腐蚀当过热蒸汽温度超过450℃时,蒸汽会和碳钢发生反应生成铁的氧化物,发生化学腐蚀,使管壁变薄。汽水腐蚀常常在过热器中出现,同时,在水平或倾斜度很小炉管内部,由于水循环不良,出现汽塞或汽水分层时,蒸汽也会过热,出现汽水腐蚀。7、核电站蒸汽发生器凹陷(denting)管子的凹陷是目前对压水反应堆蒸汽发生器危害最严重的问题。它是水中氯离子所形成的酸性环境对碳钢支撑板腐蚀的结果,发生在管板同管子交接处,腐蚀产物是磁性氧化铁。8、电偶腐蚀锅炉化学清洗时,如果控制不当,可能在炉管表面产生铜的沉积,即“镀铜”。由于镀铜部分电位正,其余部分电位负,形成腐蚀电池,产生电偶腐蚀。核电站蒸汽发生器,在管子表面有铜沉积,铜镀到管子上以后,组成电偶电池,产生腐蚀。9、铜管选择性腐蚀凝汽器铜管的水侧常常发生选择性腐蚀,对于黄铜管就是脱锌腐蚀。腐蚀的结果,在铜管表面形成白色的腐蚀产物—锌化合物,在腐蚀产物下部有紫铜。铜管严重腐蚀后,机械性能显著下降,会引起穿孔甚至破裂。10、磨损腐蚀给水泵、汽轮机和凝汽器铜管都可能发生磨损腐蚀。例如,当锅炉补给水为除盐水或全部为凝结水时,高压给水泵易发生冲击腐蚀,腐蚀主要发生在铸铁和铸铜部件的水泵上,如水泵叶轮、导叶等。在凝汽器铜管的入口端,由于水的湍流作用,易产生冲击腐蚀。11、锅炉烟侧的高温腐蚀这主要指锅炉水冷壁管、过热器管及再热器管外表面发生的腐蚀。水冷壁管烟侧高温原因是硫化物或硫酸盐的作用。过热器和再热器烟侧高温腐蚀是由于积有Na3Fe(SO4)3和K3Fe(SO4)3造成的。对于燃油锅炉,过热器和再热器的烟侧将产生钒腐蚀。12、锅炉尾部的低温腐蚀它是锅炉尾部受热面(空气预热器和省煤器)烟气侧的腐蚀。低温腐蚀是由于烟气中的SO3和烟气中的水分发生反应生成H2SO4造成的。此外,还有凝汽器铜管水侧发生的微生物腐蚀、点蚀、汽侧的氨腐蚀,以及汽轮机润滑油系统发生的锈蚀等。第四节热力设备的氧腐蚀一、氧腐蚀概况氧腐蚀不仅直接造成热力设备的损坏,降低设备的使用寿命,而且氧腐蚀产物随给水进入锅炉,将在受热面沉积,引起锅炉的其他腐蚀破坏,造成更严重的后果。火电厂热力设备的氧腐蚀有运行氧腐蚀和停用氧腐蚀两大类。运行氧腐蚀条件通常是:水中溶氧含量较低、温度较高、水为流动状态、pH较高;停用氧腐蚀一般是在高含氧量、常温、静态和pH接近7的条件下发生。二、运行氧腐蚀的特征和机理1、腐蚀的部位
通常发生在给水管道、省煤器、补给水管道、疏水系统的管道和设备。另外凝结水系统可能遭受氧腐蚀,但腐蚀程度较轻。2、腐蚀的特征
表面形成许多小型鼓疱,鼓疱的大小相差很大,表面的颜色也有差别(低温时的腐蚀产物FeOOH为黄褐色、高温时的腐蚀产物Fe3O4为黑褐色),鼓疱次层是黑色粉末状物质,除去这些腐蚀产物后,便可看到因腐蚀造成的小坑。Fe(OH)2在有氧环境下不稳定,室温下会变为:
γ—FeOOH、α—FeOOH或Fe3O4。三、运行中氧腐蚀的机理1、点蚀源
碳钢表面的不均匀性金相组织的差别、夹杂物的存在、氧化膜的不完全和氧浓度的差别等。2、腐蚀反应
阳极反应:Fe→Fe2++2e阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH-所生成的Fe2+进一步反应,即Fe2+水解产生H+,反应式为:Fe2++H2O→FeH++H+而且钢中的夹杂物如MnS就会和氢离子反应,生成H2S会加速铁的溶解,并导致腐蚀形成的微小蚀抗加速发展。3、氧浓度差异闭塞电池的形成
生成的腐蚀产物覆盖在坑口,导致氧气很难扩散进入坑内,坑内由于铁离子的水解使pH溶液进一步下降,硫化物溶解产生了H2S,从而加速铁的溶解。而氯离子通过电迁移进入坑内,氢离子和氯离子都会导致内部阳极腐蚀反应加速。这样,蚀坑进一步扩展,形成闭塞电池。热力设备运行氧腐蚀机理和上面提到的情况相似。虽然运行时水中溶氧和氯离子的浓度都很低,但具备形成闭塞电池的条件,即:(1)能够组成腐蚀电池:电化学不均匀性导致腐蚀反应发生。(2)可以形成闭塞电池:腐蚀产物不能形成完整的保护膜,反而阻碍了氧的扩散。坑内的氧耗尽后,得不到及时补充,而形成闭塞区。(3)闭塞区内继续腐蚀:钢变成离子态,并水解产生氢离子,氯离子可以通过电迁移进入闭塞区。氧气在腐蚀产物外面还原成阴极保护区。四、运行中热力设备氧影响因素1、氧气浓度
在发生氧腐蚀的条件下,氧增加,加速腐蚀反应。2、pHpH4~10范围内无影响,因为溶氧浓度没有改变,阴极反应也不变;pH低于4时,氢离子会加速溶解,阴极反应的去极化作用增强;pH10~13范围内腐蚀减小,因为形成了保护膜。3、水温在密闭系统中,氧浓度一定时,温度升高导致阴、阳极反应加速;敞口情况下,腐蚀速度在80℃下达到最大值。4、水中离子氢、氯、硫酸根加速腐蚀,对氧化膜起破坏作用,水中氢氧根离子不太大时,可抑制腐蚀,因为有利于形成保护膜。对于各种离子共存时,离子的作用应综合分析。5、水的流速一般情况下,流速增大会加速腐蚀;但流速达到一定程度时,金属表面溶解氧的浓度达到临界浓度,铁出现钝化,且水流可把覆盖物带走,使不能形成闭塞电池,从而使腐蚀速度稳定;流速又增加时,钝化膜被水的冲刷作用破坏,腐蚀速度重新上升。五、防止运行中氧腐蚀的方法1、严格控制凝结水和给水的纯度。2、依照不同水化学工况的要求,通过加氨适当提高凝结水和给水的PH值,并通过除氧或加氧控制水中溶解氧的浓度,促使钢表面形成良好的钝化膜。第五节热力设备的酸腐蚀一、热力设备水汽系统中酸性物质的来源1、二氧化碳
热力设备中碳酸化合物主要来源于锅炉补给水,其次是凝汽器的泄漏,由漏入汽轮机凝结水的冷却水带入的,主要是碳酸氢盐。碳酸化合物进入给水系统后,碳酸氢盐会在除氧器中分解一部分,碳酸盐也会部分水解,放出二氧化碳:2HCO3→CO32-+H2O+CO2↑CO32-+H2O→2OH-+CO2↑热力除氧器能将水中的大部分二氧化碳除去,碳酸氢盐和碳酸盐的分解需较长时间,当它们进入锅炉后,随温度和压力的增加,几乎能完全分解成二氧化碳。生成的二氧化碳随蒸汽进入汽轮机和凝汽器。水汽系统中二氧化碳的主要来源是真空状态运行的设备不严密处漏入的,例如汽轮机低压缸与凝汽器,这会使凝结水中二氧化碳含量增加。在凝汽器中会有一部分二氧化碳被凝汽器抽气器抽走,但仍有相当一部分二氧化碳溶入汽机凝结水,使凝结水受二氧化碳污染。2、低分子有机酸和无机强酸
水汽系统中有机物的来源如表所示,这些有机物都会在高压高温下产生酸性物质。
天然水中有机物在经过补给水处理系统后,大约能除去80%左右,仍有一部分有机物会进入给水系统;而由于凝汽器泄漏,冷却水中的有机物质也会直接进入水汽系统。这些有机物杂质在锅炉内高温、高压条件下分解,使得水汽系统中酸性物质增多。由于离子交换器运行时,不可避免的会有一些破碎树脂颗粒,随着给水进入锅炉水汽系统。在高温、高压条件下,树脂会分解释放出低分子有机酸、无机阴离子、无机强酸。这些物质在锅炉水中浓缩,会导致炉水pH值下降,也会被携带到蒸汽中,随之转移到其它热力设备,在整个水汽系统中循环。此外,水中一些细菌和微生物停留在水处理设备中,离子交换器可能成为它繁殖的场所,随它们数量的增加,交换床可能会向通过的水流放出大量细菌、微生物,造成除盐水有机物增加,随之进入水汽系统,并在高温、高压下分解释放出酸性物质。二、水汽系统中的二氧化碳腐蚀1、易受二氧化碳腐蚀部位
给水系统中,CO2腐蚀比较严重的部位是汽轮机低压缸与凝结水系统。因为给水中的碳酸化合物在锅炉水中分解产生的二氧化碳随蒸汽进入汽轮机,随后虽有一部分在凝汽器抽气器中被抽走,但仍有部分溶入凝结水中。由于凝结水水质较纯,缓冲性很小,溶入少量的二氧化碳就会使它的pH值显著下降。此外,疏水系统也会受到二氧化碳的腐蚀。2、二氧化碳腐蚀机理含少量二氧化碳的水溶液对钢材的侵蚀性比同样pH值的完全电离的强酸溶液(如盐酸溶液)的更强,因为研究发现,氢气从含二氧化碳的水溶液中析出是通过两条途径同时进行的:(1)水中的二氧化碳分子与水分子结合成碳酸分子,它产生的氢离子扩散到金属表面上,得电子还原为氢气放出;(2)水中二氧化碳分子向金属表面扩散,被吸附在金属表面上,在金属表面上与水分子结合形成吸附碳酸分子,直接还原析出氢气。由于碳酸是弱酸,其水溶液中存在弱酸电离平衡H2CO3→H++HCO3-
这样,在腐蚀过程中被消耗完之前,水溶液的pH值维持不变,这是与完全电离的强酸溶液中的情况不相同的,在二氧化碳溶液中,腐蚀过程持续不断。另一方面,水中游离二氧化碳又能通过吸附,在钢铁表面上直接得电子还原,从而加速了腐蚀过程中的阴极过程(即得电子过程),这样使铁的阳极溶解(腐蚀)速度也增大,就是这种特殊的还原机理,使二氧化碳水溶液对钢铁的腐蚀性比预料中的大得多。二氧化碳水溶液对钢铁的腐蚀是氢损伤,包括氢鼓泡、氢脆、脱碳和氢蚀。3、影响二氧化碳腐蚀速度的因素(1)水中游离二氧化碳的含量。钢铁腐蚀速度随溶解二氧化碳量的增多而增加。(2)温度。在温度较低时,随温度升高腐蚀加剧;在100℃附近,腐蚀速度最快;温度再高,腐蚀速度反而下降。(3)介质的流速。随着流速的增大,腐蚀速度增加,但当流速增大到流动状况已成紊流时,腐蚀速度不再随流速变化而变。(4)溶解氧。溶解氧的存在腐蚀会加速。(5)金属材质。一般说增加合金元素的含量,可耐二氧化碳腐蚀。4、防止二氧化碳腐蚀的方法
为了防止或减轻水汽系统中游离二氧化碳对热力设备及管道金属材料的腐蚀,除了选用不锈钢来制造某些部件外,应减少进入系统的二氧化碳和碳酸盐量,采取的措施包括:(1)降低补给水的碱度。(2)尽量减少汽水损失,降低系统的补给水率。(3)防止凝汽器泄漏,提高凝结水质量。(4)注意防止空气漏入水汽系统,提高除氧器的效率,减少水中溶解氧含量。
此外为了减轻系统中二氧化碳腐蚀的程度,还普遍采取向水汽系统中加入碱化剂(如NH3)来中和游离二氧化碳的措施。第六节停用腐蚀与停用保护一、热力设备停用时的腐蚀
热力设备停用时,如果不采取有效的保护措施,其水汽系统的金属内表面会发生严重的氧腐蚀,即停用腐蚀。发生这种腐蚀是因为当热力设备(如锅炉)停用后,外界空气必然会大量进入炉内水汽系统内,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,空气中的氧便溶解在此水膜中,使水膜中饱含溶解氧,所以很容易引起金属的氧腐蚀。若停用后未将锅内的水排放或者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。停用腐蚀的危害性:(1)在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀,而运行锅炉一般只在省煤器前部发生氧腐蚀;(2)加剧热力设备运行时的腐蚀。停炉腐蚀产物在锅炉运行时大量进入锅炉水中,使锅炉水含铁量增大,加剧锅炉炉管中沉积物的形成。停用腐蚀使金属表面上产生的沉积物及所造成的金属表面粗糙状态,会成为运行中腐蚀的促进因素。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。二、锅炉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,按其作用原理可分为以下三类:(1)阻止空气进入停用锅炉的水汽系统内这类方法包括充氮法、保持蒸汽压力法等。(2)降低热力设备水汽系统内部的湿度当停用设备内部相对湿度小于20%时,就能避免腐蚀。这类方法有烘干法、干燥剂法等。(3)加缓蚀剂或加碱化剂,使金属表面生成保护膜如加十八烷胺。
1、加联氨—氨法
此法是在锅炉内充满联氨(N2H4)和氨(NH3)的混合液。防腐原理是利用联氨的还原性,除掉水中的溶解氧。其反应为:
N2H4+O2=N2+2H2O加氨的目的是调节水的pH。为了保证保护效果,联氨的过剩量应维持在200mg/L,pH值应大于10。在保护过程中,应定期检查联氨浓度和pH值,以便及时采取措施。联氨法宜用于停用时间较长或备用的锅炉。使用联氨保护的锅炉,在启动前,应将联氨和氨水排放干净,并进行冲洗。在锅炉点火以后,应先向空排汽,当蒸汽中氨含量小于2mg/kg时才可送汽,以免氨浓度过大腐蚀凝汽器铜管。2、保持给水压力法
保持给水压力法是在锅炉内充满除氧合格的给水,并用给水泵顶压,使锅炉内水的压力为0.5~1.0MPa,然后将水汽系统所有阀门关闭,以防止空气渗入锅炉内而达到防腐的目的。保护期间应严密监督锅炉内的压力。如果发现水的压力下降,应查明原因,再送给水顶压。保护期间应每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超过给水所允许的标准,应换含氧量合格的给水。此法一般适用于短期停用的锅炉。冬季采用此法保护时,应有防冻措施。3、氨液法
此法基于在含氨量很大的水(800~1000mg/L)中,钢铁具有不会被氧腐蚀的性能。即将凝结水或补给水配制成含氨量为800mg/L以上的稀氨液,用泵打入锅炉水汽系统内,并在系统内进行循环,直到各采样点的氨液浓度趋于相同,然后关严所有阀门,以免氨液漏掉。在保护期间,每星期应分析氨液浓度一次,以便采取措施。锅炉充氨液前,应将存水放掉,或用氨液将积水顶出。因为氨液会腐蚀铜,事先应拆除或者隔离可能与氨液接触的铜制件。氨液容易蒸发,故水温不宜过高,系统要求严密。锅炉启动前,应将全部氨液排出后再进水,在锅炉点火并升压后,用蒸汽冲洗过热器并向空排汽,直到蒸汽含氨量小于2mg/kg,才可向汽轮机送汽,以防止铜制件腐蚀。氨液法适用于保护长期停用的锅炉,冬季应注意防冻。4、烘干法此法适用于从运行转入检修的锅炉的保护。锅炉熄火后,当锅炉压力降至一定值,锅炉水水温大约降至120℃~150℃时,进行放水。放水后,利用炉内余热或用点火设备在炉内点微火,将锅内金属表面烘干,同时辅以负压系统抽出湿蒸汽,使锅炉金属表面干燥以防止腐蚀。锅炉检修完毕后如果不立即投入运行,应采取其它保护措施。5、充氮法
此法利用氮气的无腐蚀性,防止锅炉的停用腐蚀。方法:在锅炉停炉降压至0.3MPa~0.5MPa时将充氮管路接好。当锅内压力降至0.05MPa时,开始经充氮临时管路向锅炉汽包和过热器等处送氮气。所用氮气的纯度应达到99%或更高。充氮时,锅炉水汽系统中的水放掉不放掉均可。充氮后,锅炉水汽系统中氮气的压力应维持在0.5MPa以上。对于未放水的锅炉或锅炉中不能放尽水的部分,充氮前最好在锅内存水中加入一定剂量的联氨,用氨将水的pH值调至10以上,并定期监督水中溶解氧和过剩联氨量。充氮时,应关闭锅炉水汽系统的所有阀门,并应严密不漏。在充氮保护期间,要经常监督锅炉水汽系统中氮气的压力和锅炉的严密性,以便及时采取措施。6、气相缓蚀剂法
此法应在锅炉停运并用余热烘干后才能实施,应根据锅炉的容量、结构和材质等,选用合适的气相缓蚀剂。要采用适当的工艺,使气相缓蚀剂挥发出的气体能均匀分布在被保护部分的金属表面上。对于大型锅炉,应利用压缩空气作载体,将气相缓蚀剂由锅炉底部排放水管系统充入,经下联箱引入锅炉内,充满锅炉各部分金属内表面。在充入气相缓蚀剂时,定时从锅炉炉顶空气门或排气门处抽出气体,测定气相缓蚀剂的含量。当气相缓蚀剂的含量符合规定值时,停止充气并迅速封闭锅炉。停用保护期间,气相缓蚀剂的含量应符合规定的控制标准。
三、汽机和凝汽器停用保护汽轮机和凝汽器在停用期间一般是采用干法保护,所以必须使停运的汽机和凝汽器内部保持干燥。凝汽器停用后应先放干水,再使系统自然干燥或吹干或加入干燥剂。四、加热器的停用保护由于低压加热器的热交换管是铜管,一般宜用干法保护或充氮保护;而高压加热器的热交换管为钢管,可采用联氨-氨保护,保护液中联氨的浓度为50mg/L~200mg/L,视保护期长短而定。保护液的pH值用氨调至大于10。五、除氧器的停用保护除氧器的停用保护根据保护期长短而定。在停用时间在一周内,可采用热蒸汽有热循环的保护方法,应维持水温高于106℃。停用时间在一周至一季度,宜采用放水充氮保护,或采用联氨溶液-充氮联合保护。若停用一季度以上,应采用放水充氮干法保护。第八章循环冷却水处理第一节凝汽器冷却水系统第二节冷却水水质的稳定性判断第三节污泥的形成和防止第四节凝汽器铜管内结构及防止第五节凝汽器铜管的清洗第六节其他管材凝汽器
凝汽器冷却水系统分直流式、密闭循环式和敞开循环式三种。一、直流式冷却水系统冷却水只通过设备一次,用过后直接排走。一般在水源充足及水一次通过不易引起结垢的地方采用。该系统无需冷却塔处理,故投资少,操作简单,但是耗占水资源量大,不符合可持续发展。如顺德五沙,原广州员村热电厂等。二、封闭式循环冷却水系统这是指冷却水在完全密闭的系统中循环运行,其在凝汽器中获得的热量通过一个面式冷却器散发至大气中。其特点是:冷却水不与空气接触,不受阳光照射,进行密闭循环,基本上不需补充水。此系统中,常采用加有缓蚀剂的除盐水作为冷却介质。第一节凝汽器冷却水系统三、敞开式循环冷却水系统
指循环冷却水在凝汽器中获得的热量,直接在冷却塔或其它设备散发至大气中。在水源比较紧张和天然水污染日趋严重的今日,此系统应用最广。本章以此为主。在这类系统中,水不断蒸发而损失,因而水中各种物质不断浓缩,水质随着浓缩倍数(循环冷却水中的含盐量或氯离子浓度与补充水中的对应量的比值)的增加而变差。导致系统的结垢、腐蚀和微生物繁殖。为防止水质恶化,必须排放一部分浓缩了的水,补充一部分新鲜水。循环冷却水经过循环水泵打至凝汽器,在其中冷却汽轮机作功后的乏汽。然后回至双曲线冷却塔,使冷却水的热量散发至大气中,再由循环水泵打至凝汽器。补充水补充系统因蒸发、风吹、泄漏和排污而损失的水。第二节冷却水水质的稳定性判断一、冷却水系统的水质问题
在敞开式循环冷却水系统中,因水质问题可能发生的事故是水中杂质附着在冷却设备的传热面上或其他通道中。此种物质称为沉积物或污垢。沉积物的组成通常很复杂,这里把它分为水垢和污泥两类。水垢以盐类化合物为主要组成。它通常是致密和坚硬的、牢固地附着在设备的过水通道中,特别是受热面上。冷却水系统中出现的水垢,是一些难溶的化合物,如碳酸钙、磷酸镁和硅酸镁等。天然水作为冷却水时,最常见的水垢是碳酸钙型的水垢。污泥是指那些比较疏松的、多孔的或呈凝胶状的沉积物。污泥的组成物质通常很多,常常夹杂有泥砂、各种腐蚀产物、微生物或其分泌的粘液以及生物的代谢产物及其腐烂产物等。冷却水系统中形成的沉积物有时是水垢与污泥的混杂体,难以区分。二、水质稳定性的判断1)循环冷却水的稳定性在循环式冷却水系统中,最容易形成水垢的物质是CaCO3,如果水中CO2小于平衡值,反应向左进行,水中有CaCO3析出,形成水垢;如果水中CO2大于平衡值,水具有侵蚀性且CaCO3溶解,可引起金属等的腐蚀;如果恰好维持上述平衡关系,则这种水不会在管道中结垢和产生腐蚀,即为稳定的水。不稳定的水一个明显标志是有CaCO3析出或在加入CaCO3后会溶解。CaCO3垢的形成必然是因水中CaCO3超过了其溶解度。但是天然水中还存在着许多干扰成垢过程的物质,如有机物常常会抑制垢的形成。为此,CaCO3是否会成垢的问题不仅仅凭溶度积判断,而需采用理论与经验相结合的方法。2)水质稳定性的判断方法(a)
极限碳酸盐硬度法如果将循环水的补充水,在其工作温度下进行蒸发,则通常可以发现在其浓缩的初期水中碳酸盐硬度随着升高,但当达到某一极限值时,它便不再升高,而是停留在某一数值上。这个值称为此循环水在此温度下的极限碳酸盐硬度,其所以有一个极限是因为在此后的浓缩过程中有CaCO3沉淀物析出,水中碳酸盐硬度不再随着升高的关系。各种循环水的极限碳酸硬度值可由运行经验或通过调试寻求,在设计工作中可用模拟试验求取。(b)朗格里尔饱和指数(简称饱和指数)IL法
水的实际PH值与水中碳酸钙处于平衡时的PH值间的差值称为饱和指数。IL=pH0–pHS式中:pH0—水的实际pH值;pHS—水中碳酸钙处于平衡时的pH值(也称饱和pH).当IL=0不结垢不腐蚀;IL>0结垢;IL<0腐蚀。在实用上,IL在±0.25~0.30范围内时,可以认为是稳定水。另外,在教材中,还推荐了通过浓缩倍率、铜管内流动阻力、温差变化等方法判断水质的稳定性。第三节污泥的形成与防止冷却水系统中的污泥主要来源于循环冷却水中各种悬浮物和微生物新陈代谢过程中生成的黏泥。循环冷却水系统中水温和pH值适宜多种微生物的生长,微生物的数量和它们生长所需的营养源均随循环水的浓缩而增加,冷水塔水池常年露置室外,阳光充足,也有利于微生物的生长。微生物的滋长,对循环冷却水系统会构成危害,所以必须对其进行控制。一、循环冷却水系统中的微生物
循环冷却水中最常见并有危害作用的微生物,大致有藻类、细菌和真菌三类。1、藻类藻类可分为蓝藻、绿藻、硅藻、黄藻和褐藻。大多数藻类是广温性的,最适宜的生长温度约为10~20℃。冷却塔和喷水池是藻类最适宜的生长区域,因为这些地方具备了藻类繁殖的三个基本条件,即空气、水和阳光。藻类在构筑物上不断地繁殖和脱落,易于导致冷却水系统内形成泥垢。其结果是影响正常的水流分配和冷却效果,甚至会发生加速点蚀。2、细菌在冷却水系统中生存的细菌有多种,对它们的控制比较困难,因为对一种细菌有毒性的药剂,对另一种细菌可能没有作用。细菌产生的粘液会导致污泥,因为它们会把悬浮于水中的固体微粒粘合起来,并附着于金属表面。3、真菌真菌的种类很多,大量繁殖时可以形成棉团状,附着于金属表面或堵塞管道。二、微生物的危害
冷却水系统中,由微生物的滋生繁殖引起的危害如下:1.形成粘泥沉积物产生粘液的微生物,在凝汽器管内附着生长,形成一种软的有弹性的微生物粘液层。这些粘液能将悬浮在水中的无机垢、腐蚀产物、灰沙淤泥等粘结在一起,在管壁上形成粘泥沉积物。进而影响水侧传热系数,使水管截面积变小,限制水流量,影响冷却效果。2.加速金属设备的腐蚀凝汽器管内附着微生物粘泥后,将产生垢下腐蚀。有些细菌在代谢过程中生成的分泌物会直接腐蚀金属。有些细菌的氧化物,可使局部区域的pH值降低,加速金属腐蚀。细菌促进金属腐蚀的过程是多种多样的,大多数情况下,是其共同作用的结果。三、影响微生物生长的因素(1)温度。在20℃~30℃的水温中,微生物滋生繁殖很快,高于35℃时,冷却水中常见的微生物大部分死亡。因此,凝汽器中有机附着物生长,以春秋季严重。(2)光照。光照能促进藻类繁殖。光照越强,藻类越易繁殖,所以藻类特别易于在冷却塔内出现。脱落的藻类会促进铜壁内粘垢的形成。(3)水中其它物质含量。水中含有微量蛋白质,会助长微生物生长。采用磷酸盐处理冷却水时,磷化物是微生物和藻类生长的养分。(4)铜管的清洁度。在洁净的铜管内,微生物不易生长。这是因为新铜管壁上有一层铜的氧化物,可以杀死微生物。旧铜管内的这种氧化物被外来的附着物覆盖,容易滋生微生物。(5)冷却水中的含砂量。夹带有大量的粘土和细砂等杂质时,会把有机附着物冲掉,所以用江河水作为冷却水时,洪水期,凝汽器铜管内有机附着物就会减少。四、微生物的控制控制循环冷却水系统中微生物生长的方法可根据微生物的生长条件进行选择,其控制方法一般有以下几种:1、防止日光照射藻类的生存和繁殖,需要日光照射进行光合作用,如能遮断阳光,就可防止藻类的产生。对于小型水池、水箱可以采用加盖的方法来遮断阳光,而对大型水池和高大的冷水塔则无法采用;2、过滤处理对补充水进行过滤预处理,可除去水中的藻类、浮游物和细菌等。对循环水进行旁流过滤处理,可去除悬浮的浑浊物和菌、藻类等微生物;3、杀菌处理A、杀菌剂的选择
在循环冷却水系统中,投加杀生剂是目前控制微生物污染的常用方法。杀生剂的作用是杀死或抑制生物的生长和繁殖。选用时应尽量满足以下要求:1)低毒或无毒,并不会产生毒性积累。如有毒时,其毒性应易于降解且便于处理;2)必须具有广谱性,对藻类、细菌、真菌等均能杀灭;同时,对微生物粘泥有穿透性和分散性;3)所选杀生剂必须与系统中所用的缓蚀、阻垢剂相匹配,不相互干扰;4)要有适当的稳定性。在冷却系统中要尽量少与其它物质产生化学反应,以免影响杀菌灭藻效果;5)配制和使用要方便,价格便宜,且便于操作。B、杀菌剂的分类按化学成分可分为无机杀生剂和有机杀生剂两类。氯、臭氧、二氧化氯属于无机杀生剂;氯化酚、季胺盐、丙烯醛等属于有机杀生剂。按杀生剂的机理分,一般可分为氧化型杀生剂和非氧化型杀生剂两大类。氯、臭氧、二氧化氯均为氧化型杀生剂;电力公司循环水处理一般采用的是氧化型杀生剂。1)氯用于杀菌的氯剂有:液氯、漂白粉、次氯酸钠等。氯是最常用的杀菌剂,它具有价格低廉、有效、使用方便等优点,所以被广泛采用。氯溶解在水中,和水发生如下化学反应:Cl2+H2O→HOCl+HCl此反应是可逆的,生成的次氯酸(即有效氯)是一种非常强的氧化剂,它很容易通过微生物的细胞壁进入细菌体内,发挥其氧化作用,使细菌中的酶遭到破坏,将细菌杀灭。次氯酸在水中还会电离为次氯酸根,其反应为:HOCl→H++OCl-此反应也是可逆的,次氯酸根的杀菌作用远不如次氯酸好,一般只有HOCl的1%~2%.影响次氯酸电离程度的是冷却水的PH值。2)臭氧臭氧是强氧化剂,它的反应为O3→O2+[O]。因生成的初生态氧[O]具有极强的氧化性,它破坏细胞的蛋白质,降低还原酶的活性,从而杀死微生物。由于臭氧的性质不稳定,因此使用时必须在现场制取。3)二氧化氯
二氧化氯是一种黄绿色到橙色的气体(沸点110℃),有类似氯的刺激性气体。其特点如下:(1)杀生能力强:它的杀生能力比氯气强,大约是氯气的25~26倍,杀生作用较氯为快,且剩余剂量的药性持续时间长;(2)适用的PH范围广:它在pH=6~10的范围内,能有效的杀灭绝大多数的微生物。这一特点为循环冷却水在碱性条件下运行提供了方便;(3)不与冷却水中的氨或大多数有机胺起反应:因而不会产生氯胺类的致癌物质,无二次污染。一、铜管内结垢
成因:冷却水损失导致盐类浓缩和碳酸氢钙分解。冷却水在循环过程中,蒸发、风吹、泄漏和排污等造成水量的损失,尤其蒸发损失的是很纯的水,致使循环水中盐类浓缩。当循环水浓缩到一定程度时,其中的Ca(HCO3)2会分解成CaCO3而析出,形成水垢。为使冷却水系统不结垢,应对循环水中碳酸盐硬度有所限制。实践证明,每种水质都有其极限碳酸盐硬度,在运行中控制循环水的实际碳酸盐硬度低于该值,就不会结垢。第四节凝汽器铜管内结垢及防止二、水垢的防止
为了防止结垢,向水中投加某些药物,使水质趋于稳定。常用方法有加酸处理、炉烟处理、添加阻垢剂和零排污等。1、加酸处理
用酸将水中Ca(HCO3)2转变成溶解度较大的CaSO4,降低水中碳酸盐硬度。一般用硫酸,不用盐酸,因Cl-会促进铜管腐蚀。加酸处理一般采取控制循环水的pH值在7.4~7.8之间。2、炉烟处理
利用烟气中的CO2和SO2与水中碳酸氢盐反应,防止水垢形成。加CO2是为了抑制Ca(HCO3)2分解。加SO2,其与Ca(HCO3)2反应生成CaSO3,进而在水中溶解氧作用下变为CaSO4,降低Ca(HCO3)2含量,实现防垢目的。3、加阻垢剂
阻垢剂就是阻止水垢形成的化学药品。阻垢剂的选择遵循以下原则:阻垢效果好,对金属的腐蚀影响小。化学稳定性好。在高浓缩倍率和高温情况下,以及与缓蚀剂、杀菌灭藻并用时,阻垢效果均无明显下降。无毒或低毒,对环境无污染。易于制备、运输、贮存,价格低廉。配制、投加、操作简便。常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机磷酸盐和聚合电解质等。(1)聚磷酸盐常用的是三聚磷酸钠(Na5P3O10)和六偏磷酸钠(NaPO3)6。阻垢机理:①增加CaCO3晶粒间的静电斥力,起分散作用,防止其析出;或干扰CaCO3晶体的正常生长,扭曲其晶格,不使其成长为坚硬的方解石晶体,而是易分散在水中的疏松、分散的软垢。②配位螯合作用,聚磷酸盐与Ca2+、Mg2+等易结垢的离子形成配位离子或聚合离子,以过饱和状态稳定存在于水中,从而提高了冷却水的极限碳酸盐硬度,达到防垢目的。优点:是中性介质中有效的阻垢剂和阴极缓蚀剂(剂量大时);缺点:形成沉积保护膜的过程较缓慢;不能有效阻止铁表面玷污铜离子而引起的电化学腐蚀;容易水解或降解,使其阻垢和缓蚀的效果降低。(2)有机磷酸盐有机磷酸盐分含氮和不含氮两类:前者如氨基三亚甲基磷酸(ATMP)和乙二胺四亚甲基磷酸(EDTMP),后者如羟基乙叉二磷酸盐(HEDP)。机理:虽能与水中结垢形成络合物,使其失去部分结垢性能,但主要能吸附在晶体表面,阻碍晶格离子或分子的表面扩散和定位,而产生内部应力和扭曲作用,抑制晶体生长和结垢。优点:耐氧化性、耐温性强,不易被酸、碱破坏,不易水解和降解。高剂量时,是阴极型缓蚀剂。缺点:①能与铜离子形成稳定的络合物,对铜和铜锌合金有一定腐蚀性;②在水中会解离出部分PO43+,这对微生物生长有利,使用时应配合杀菌灭藻处理;③当采用氯气等氧化性杀菌剂时,含氮磷酸盐的阻垢效果会因结构中有氮原子而逐渐降低。(3)聚合电解质。按其在水中电离后的特性基团性质,分为阳离子型、阴离子型和非离子型。冷却水处理中,常采用阴离子型,如聚羧酸类中的聚丙烯酸、聚马来酸和聚甲基丙烯酸等。聚合电解质在冷却水中能使CaCO3小晶粒稳定在分散状态下,阻止碳酸钙垢形成。4、零排污不进行冷却水排污,而是将从凝汽器流出的部分冷却水经沉淀软化、过滤,再用电渗析或反渗透进行除盐,降低其含盐量后,再送回冷却塔。除盐系统按经济性原则选取,零排污处理冷却水成本高。
冷却水经过处理,可以减轻凝汽器铜管内部附着物的生成,但不能保证其彻底清除,有时还要进行清洗。1、胶球清洗该法是在运行中,将特制的海绵胶球通过凝汽器铜管,进行自动冲刷清洗。海绵胶球具有多孔、能压缩等特性,其直径应比铜管的内径大1mm,在水流带动下,胶球和铜管发生摩擦,能将管壁上附着物擦去。一般每根管子在每次清洗中平均用3~5个胶球。胶球清洗次数应按具体情况而定,一般每星期1~2次,但不宜过多,以破坏铜管保护膜。胶球清洗配合运行中铜管Fe2SO4镀膜,可使膜均匀、平整,防腐蚀效果更好。第五节凝汽器铜管内部清洗2.化学清洗
酸洗是利用酸和碳酸钙反应,使之转变成易溶钙盐,并随水冲走。凝汽器铜管内结碳酸盐垢较多时,应进行酸洗。酸可选用盐酸、醋酸或磷酸。盐酸除垢效果好、作用快、价格相对便宜,但对铜管腐蚀性强,可加缓蚀剂减少腐蚀;醋酸和磷酸酸性弱,作用缓慢,应将酸液加热至40~60℃再进行清洗。两种进酸方式:上进下排和下进上排。前者,浓度较大的酸液首先接触的是结垢较多的出口部分,利于除垢,但酸洗与气流逆向而行,不易排气,易造成气塞,影响酸洗效果。后者反之。酸洗时应设置排气装置,以排出产生的CO2,否则影响酸洗效果甚或造成事故。下部进酸,可采用单侧单点排气,上部进酸,应采取双侧多点排气。凝汽器化学清洗包括水清洗、酸洗、中和钝化等工艺过程。当用盐酸时,盐酸浓度以3%~5%为宜,排放浓度1%,以二邻甲苯硫脲作缓蚀剂,浓度为1%。清洗时应对进、出口酸浓度、硬度每10min取样测定一次。当酸液浓度低于1%时,应补充酸。当凝汽器出、入口酸浓度、硬度基本不变时即可结束酸洗,酸洗时间一般为1—2h。排酸后,用0.2%Na3PO4在常温下进行中和钝化0.5~1h。第六节其他管材凝汽器一、不锈钢管凝汽器
为了节水,电厂被迫采用各种技术提高循环水的浓缩倍率,或使用城市污水厂的中水作循环冷却水的补充水,这导致循环水含盐量升高、水质腐蚀倾向加重。传统的铜管材此时已无法满足凝汽器耐蚀性能的要求,因此采用不锈钢管材。国外发达国家用不锈钢管制造凝汽器已有40多年的历史。我国第1台350MW机组的不锈钢管凝汽器于1989年才在上安电厂投入运行,目前尚缺乏足够使用经验,所用的薄壁不锈钢管也基本来自进口。二、钛管凝汽器我国研制开发凝汽器钛管始于1978年,目的就是解决我国凝汽器铜合金管在污染水、海水及氨环境中腐蚀问题。1983年8月,我国第1台无缝钛管全钛凝汽器在台州电厂2号机125MW机组上安装投运。全钛凝汽器具有优异的耐腐蚀性,一般不存在腐蚀损坏,无需换管,寿命高达30~40年,但初投资高。从我国目前电力基建投资实力和决策看,全钛凝汽器主要还是用在沿海沿江新建电厂及个别水质恶劣的内陆新建电厂。第九章蒸汽污染及防止所谓蒸汽品质,就是指蒸汽中钠盐和硅酸等杂质含量的多少。为了防止蒸汽中气体杂质过多,应严格给水的总CO2量和PH值。蒸汽污染是指蒸汽中含有钠盐和硅酸等物质的现象。过热蒸汽的品质取决于给水的品质。过热蒸汽减温器的运行是比较重要的,否则也会影响过热蒸汽的品质一、蒸汽中杂质对过热器和汽轮机的危害1、过热器盐类的沉积1)机械携带杂质在过热器中的行为原饱和蒸汽所含有的小水滴会随着蒸汽的过热发生下述两个过程:a.蒸发浓缩过程;b.溶解转移过程。2)杂质在过热蒸汽中可能发生的情况当某种物质的携带量>该物质在过热蒸汽中的溶解度时,该物质会沉积在过热器中;当某种物质的携带量<该物质在过热蒸汽中的溶解度时,该物质被过热蒸汽完全溶解,带往汽轮机,不会沉积在过热器。2、蒸汽中杂质对汽轮机的危害1)蒸汽中固体微粒对汽轮机的磨蚀
即蒸汽携带的氧化铁固体微粒进入汽轮机所引起的蒸汽通流部件的损伤。主要发生在汽轮机高压高温部分的喷嘴及叶片上。防止措施:锅炉高温管道采用抗氧化性能较好的钢;机组在运行中应避免
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