电厂锅炉的停用保护

2020-03-03 12:38:50 来源：范文大全收藏下载本文

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，以保证锅炉各部分均充满着这种保护溶液。

若保护时期较长，则应定期（如每3-7天一次）取样分析锅炉水汽系统各部分的联氨浓度和PH值，发现联氨浓度或PH值下降时，应补加联氨或氨水。若保护时期很短，在阀门等附件严密性很好的条件下，为了简化操作也可不取样分析。

在冬季采用满水保护法时，因气温低，锅内有冰冻的可能，因此应有防冻措施。例如，将锅炉间断升火，使锅内水保持一定温度。

联氨法宜用于停用时间较长或者备用的锅炉。它适用于保护锅炉本体、过热器以炉前热力系统。对于中间再热式机组的再热器，不能采用联氨法或其它满水保护法，因为再热器是与汽轮机系统连接在一起的，如用上述方法汽轮机内就会有进水的危险性，一般是用干燥的热空气进行停用保护。

采用联氨溶液保护的锅炉，在启动前应将保护用药液排放到地沟中去。因为联氨有毒，排放时应就是给以稀释以保安全，排放后应对锅内进行冲洗。在锅炉点火后汽轮机暖机前，锅炉应先向空排汽，排汽到蒸汽中含氨量小于2毫克/公斤时才可送汽。这是为了防止凝汽器等设备的铜管被联氨在高温高压下分解产生的氨腐蚀。

（2）氨液法

氨液法是基于在含氮量很大的水（800-1000毫克/升）中，钢铁具有不会被氧腐蚀的性能。氨液停用保护法，是将凝结水或补给水配制成浓度800毫克/升以上的稀氨液，用泵打入锅炉水汽系统内，并使其在系统内进行循环，直到各采样点取得样品的氨液浓度趋于相同，然后将锅炉所有阀门关严，以免氨液漏掉。在保护期间每星期应分析氨液浓度一次，若发现氨浓度显著下降，应寻找原因，采取防止措施并补加新氨液。

锅炉充氨液前，应将存放水放掉，立式过热器内存水应用氨液将积水顶出。因为氨液对铜制件有腐蚀作用，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，在锅炉点火并升汽压后，用蒸汽冲洗过热器并向空排汽，直到蒸汽中含氨量小于2毫克/公斤，才可将锅炉出口蒸汽并入主蒸汽母管或向汽轮机送汽。采取这种措施的目的，是为了防止蒸汽含氨量太高引起铜制件的腐蚀。

液氨法适用于保护长期停用的锅炉。若在冬季锅炉房气温低，有冰冻可能时，采用此法时也应有防冻措施。

（3）保持给水压力法保持给水压力法是在锅炉内充满着除氧合格的给水，并用给水泵顶压，使锅内水的压力为10-15表大气压，然后将水汽系统所有阀门关闭，以防止空气渗入锅内而达到防腐目的。保护期间应严密监督锅内的压力（最好利用压力自动记录表），如果发现水的压力下降，应再送给水顶压；保护期间应每天分析水中溶解氧一次，若含氧量超过给不所允许的标准，应换水。

此法一般适用于短期停用的锅炉。冬季采用此保护时，应有防冻措施。（4）保持蒸汽压力法

对于容量锅炉（如链条锅炉）或经常启、停的锅炉，可在停用后，用间断升火的办法，保持锅炉蒸汽压力为5-10表大气压，以防止空气渗入锅炉水汽系统内。在保护期间，炉水磷酸根应维持运行时的标准，每班分析锅炉水的PO43-和含氧量一次，并记录锅炉压力。当锅炉水中溶解氧不合格时，应升火排汽。

此法操作简单，启动方便，适用于热备用的锅炉。（5）碱液法

碱液法是采用加碱液的办法，使锅炉中充满PH值达10以上的水，以抑制溶解氧对锅炉金属的腐蚀。所用的碱为氢氧化钠或磷酸三钠。

配制碱液时，应使用给水或软化水，水中加药量与配制碱液的水质有关。碱液的体积根据锅炉容积来确定。

锅炉水汽系统加入碱液以前，应先将全部阀门关严，防止进碱后碱液外漏。对于结有水垢的锅炉，应先将水垢清除干净，然后再进碱液，以防水垢被碱液浸泡后脱落，堵塞管道。

碱液的配制和送入锅炉的方法，依据现场条件而定，一般有以下几种：

1)在进行锅内加药处理的设备处，安装临时溶药箱，配制浓碱液，然后利用原有的药泵将此碱液送入锅内；

2)安装一个容量为2-3米3的溶药箱，配制碱液，然后用一台专门设备的泵将此碱液送入锅内；

3)安装一个容量为了30-40米3的溶药箱，或利用疏水箱配制，然后用一台专门设置的泵送入已将水放空的锅内。

在采用上述1)、2)法时，为了保证锅内充满碱液，而且其浓度均匀，应按以下步骤操作：锅炉进行排水，使汽包水位降至最低水位；送入全部浓碱液；继续向锅内进水，使整个锅炉和过热器都充满溶液；利用泵将锅内的水进行循环流动。循环方式一般为由溶液箱分成两路：一路进入过热器出口联箱，另一路进入省煤器入口联箱，这两路水均从水冷壁下联箱流出，又送回溶药箱往复循环，直到锅炉各取样点取出水样的碱液浓度接近相同为止。

锅炉在停用保护期间，应经常进行系统严密性的检查，最好每天检查一次，如发现漏泄，应予消除。每月应从各取样点取样1-2次，检查其碱的浓度，如发现浓度显著下降，应查明原因并加以消除，然后补加碱液。

锅炉启动时，当将碱液排出后，应将过热器进行彻底的冲洗，因为残留的碱液会严重地影响蒸汽品质，可能导致过热器管和汽轮机叶片积盐。所以，采用碱液保护的锅炉，启动前最好用单元式冲洗法冲洗过热器。

为了节约药液，排出的碱液应收集起，加以适当的利用。对于装有立式过热器的锅炉，只有在过热器能进行彻底冲洗的情况下，才能采用碱液停用保护法。如果锅炉结构复杂，内部存有的碱性水既不易放出，又难用水冲洗的情况下，就不能采用碱液法。所以碱液法一般只适用于保护长期停用的低压和中压的小容量汽包锅炉。对于高参数锅炉，因其结构复杂，碱液难以放尽和冲洗干净，且考虑到浓碱液可能腐蚀合金钢，所以很少采用。

采用此法保护的锅炉，在冬季有冰冻可能时，应有防冻措施。 6）磷酸三钠和亚硝酸钠混合溶液的保护法

此法是基于亚硝酸与磷酸三钠溶液能在金属表面形成保护膜，从而防止了金属的腐蚀。其方法为：用含NaNO20.1-1%与Na3PO40.1-1%的混合溶液灌满锅炉中被保护的部分，即可达到保护的目的。当锅炉投运前，应将这种溶液排放干净，并进行彻底冲洗。

此法可用于保护容易排干净存水的锅炉，也可在中、低压锅炉检修期间用于保护其过热器。

2.干燥保护法这种方法是使锅炉金属表面经常保持干燥，以防腐蚀。其办法有如下几种：（1）烘干法。烘干法为在锅炉停运后，当锅炉水温大约降至100-120ºC时，就进行放水（常称热炉放水）。当水放尽后，利用炉内余热或利用点火设备再在炉内点微火，或将部分热风引入炉膛中将锅内金属表面烘干。此法只适用于锅炉在检修期间的防腐。在检修期间如需要清除锅炉水汽系统内的沉积物，应安排在检修将近结束时进行。锅炉检修完毕并进行水压试验后，如不能立即投入运行，应立即采取其它的停用保护措施。

（2）充氮法。此法是将氮气充入锅炉水汽系统内，并使其保持一定的正压（大于外界的大气压），以阻止空气的渗入。由于氮气很不活泼，无腐蚀性，所以可以防止锅炉的停用腐蚀。其方法为：在锅炉停炉降压至3-5表大气压时，将充氮管路接好，当锅内压力降至0.5左右大气压时，开始由氮气罐或氮气瓶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99％或更高。充氮时，可将锅炉水汽系统中的水放掉，也可以不放水。充氮后，锅炉水汽系统中氮气的压力应为0.5表大气压以上。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，并用氨将水的PH值调节至10以上，并定期监督水中溶解氧和过剩联氨量等。充氮时，锅炉水汽系统的所有阀门应关闭，并应严密不漏，以免因漏泄而使氮气消耗量过大和难以维持氮气压力。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，若发现氮气消耗量过大，应查找漏泄的地方并采取措施消除之。锅炉启动时，在上水和升火过程中即可将氮气排入大气中。充氮法具有操作简便、启动方便的优点，适用于短期停用锅炉的保护。

（3）干燥剂法。干燥剂法是采用吸湿能力很强的干燥剂，使锅炉水汽系统保持干燥，防止腐蚀。其方法为：锅炉停用后，当锅炉水水温降至100-120ºC时，将锅炉各部分的水彻底放空，并利用炉内余热或利用点火设备在炉内点微火烘烤，将金属表面烘干，清除掉沉积在锅炉水汽系统内的水垢和水渣（因为它们具有吸湿能力，且会促进金属的腐蚀），然后在锅内放入干燥剂并将锅炉上的阀门全部关严，以防外界空气进入。

常用的干燥剂有：无水氯化钙（粒径约为10-15毫米），生石灰或硅胶（硅胶应先在120-140ºC干燥）。放置干燥剂的方法，是将药品分盛在几个搪瓷盘中（以防药品潮解成稀泥状，但硅胶也可放入布袋中），沿汽包长度均匀排列在汽包内，此外，各个联箱和老式锅炉的泥包也应放入干燥剂，然后即封闭汽包和联箱，关闭全部阀门。经7-10天后检查干燥剂的情况，如已经失效，应换新药。此后，每隔一定时间（一般为一个月）检查和更换一次失效的药品。

此法防腐效果良好，但只适用于低压和中压、小容量汽包锅炉的长期停用保护。因为高压、大容量汽包锅炉的水汽系统结构较复杂，汽包容积在整个锅炉水容积中所占的比例较小，锅内各部分的水往往以完全放尽等原因，所以一般不用此法。