锅炉本体的腐蚀机理及防护措施分析

锅炉本体的腐蚀机理及防护措施分析

郭新东

大唐湘潭发电有限责任公司 湖南省湘潭市 411100

摘要：本文分析锅炉本体腐蚀机理及防护举措相关内容，增加对锅炉本体腐蚀种类以及产生原因进行研究。通过分析锅炉本体的两种不同腐蚀类型以及机理，增加对锅炉本体内部腐蚀以及外部腐蚀的了解，掌握不同腐蚀表现以及形式。最后，针对各类腐蚀问题，制定有效控制腐蚀问题发生举措，力求从设计以及管理和运行期间良好管控，消除各类潜在安全隐患，以期确保锅炉的安全稳点运行，保障电厂的正常生产经营

关键词：锅炉本体；腐蚀机理；防护；措施分析

前言：当下社会，经济高速发展，居民用电量逐年提高，锅炉作为火电厂的三大主机之一，对电厂的生产经营起着重要的作用，因此必须保证其安全稳定运行。由于锅炉在受热之后，在高温环境下热面常出现腐蚀问题，这样将使得锅炉减薄和损坏，而且涉及到的范围较大，增加锅炉安全隐患的发生率。若是锅炉出现安全事故，将对人们的生产以及生活带来不良影响。针对于此，相关企业以及相关工作人员，必须重点对锅炉腐蚀问题进行管控，从设计角度、管理角度以及运行期间进料的管控，来降低锅炉本体腐蚀问题发生频率，为锅炉运行营造良好环境，确保锅炉可以经济、安全和稳定运行。

1.锅炉本体的腐蚀机理

锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀， 二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性^[1]。其中内部腐蚀，主要是受到腐蚀相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。

2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析

2.1锅炉本体的内部腐蚀

①应力腐蚀。应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。

②氧腐蚀。因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和锅炉比之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。锅炉蒸汽中水所熔接的养分，其对于金属的腐蚀之一种电化学性质腐蚀，铁氧将形成电池阴阳两级。同时，因为铁电极电位常低于比氧电机，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。

③垢下腐蚀

垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部物料中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。对水垢进行具体分析，给出水垢为碳酸盐以及钙镁类型水垢，部分水垢是氧化铁垢以及铜垢。锅炉本体出现垢下腐蚀，将对锅炉腐蚀部分的导热能力带来影响，降低其导热性。

2.2锅炉本体的外部腐蚀

①高温腐蚀作为锅炉外部腐蚀的主要诱因，锅炉内部温度不断升高，产生烟气和锅炉材料的金属表面产生反应，在相互以及反应后出现各类腐蚀问题。常见的高位腐蚀涵盖以下几种类型：硫化物类腐蚀（包括FeS₂、H2^S）、硫酸盐类型腐蚀以及氯化物类型腐蚀等。

结合当下的研究以及调查结果显示，高温腐蚀常发生区域为局部热负荷过高区域、管壁温度过高区域以及燃烧器周围等区域，相对来说出现高温腐蚀机率更大。其他区域很少发生高温腐蚀，或者基本不会发生腐蚀问题。

②低温腐蚀也被叫做烟气腐蚀。低温腐蚀主要是受到低温影响，导致锅炉尾道内部产生烟气，使得硫以及氢和氧、钒等发生反应，相互之间作用，进而产生低温腐蚀。低温腐蚀常见表现为局部下凹现象、穿孔以及出现斑点状等^[2]。

低温腐蚀产生原理为：煤炭中涵盖一定数量的硫元素，其在燃烧过后，将遗留少量的SO₂，因为尾部的温度较低，因此所生成的二氧化硫将在钒以及铁等元素发生催化作用，进而生成SO₃，因为SO₃，容易和水蒸气相互反应进而生成硫酸蒸汽。这样将提升整个锅炉内部烟气的露点，但是此时尾部的温度较低，尤其是下壁的温度常低于升高之后新的露点。此时，硫酸蒸汽将凝结成为硫酸的小液滴，在管壁上凝结，进而导致金属材料产生酸性腐蚀。

3.锅炉本体的腐蚀防护措施

3.1合理设计，在源头控制锅炉腐蚀问题发生

针对锅炉本体腐蚀防护，应优先从设计方面着手，从设计不同阶段进行管控，这样利于营造良好的运行环境，确保锅炉安全运行。合理的设计，可以在源头控制锅炉腐蚀问题的产生，因此，相关工作人员必须做好设计工作。在设计过程中，要充分的考虑到可能会遇到腐蚀问题，重点对锅炉本体垢下腐蚀以及应力腐蚀进行管控。同时，设计期间也要依据相关标准设计，把燃料问题、燃烧器的布置方式以及炉型等考虑在内。，这样可有效控制腐蚀发生。

3.2做好运行阶段进料控制工作

锅炉在运行期间，针对锅炉腐蚀问题的解决以及预防管控，可以通过对进料良好的控制实现。因为锅炉进料中常涵盖大量结垢物质，这样定会导致锅炉出现腐蚀问题。此类问题的管控，可尝试通过降低物料内钙镁离子以及碳酸盐的占比，利用该举措能够有效控制鼓励结构问题以及游离问题的发生，避免产生 二氧化碳对锅炉本体带来腐蚀。此外，运行期间防腐中，也要控制好锅炉给水PH值，控制水内盐的含量，适当降低锅水的导电度，利于控制电化学腐蚀问题的发生^[3]。另外锅炉在运行期间要及时清除各类杂质以及沉淀物，涂刷防腐油漆；应用高纯度的再生剂等举措，可消除潜在隐患，控制腐蚀问题的产生。

3.3做好锅炉管理工作

锅炉管理期间，企业应结合生产作业具体情况制定锅炉运行管理以及养护制度，要求相关工作人员依据制度落实管理和检修与养护工作，利于发现腐蚀问题及时管控和处理。此外，工作人员要结合锅炉运行时间，制定停用防腐保养计划，及时对锅炉进行养护，明确养护内容，以此提升锅炉质量，把各类安全隐患清除，以免出现腐蚀问题。如，在锅炉管理养护期间，工作人员就要彻底清理掉表面以及烟道内部沉淀物，确保锅炉本体外部的干燥性。为了提升管理与防腐保养效果，工作人员可以尝试在锅炉外表面涂刷一层防腐漆这一举措来进行防腐。针对锅炉清灰作业来说，清灰的选择必须满足国家相关标准。同时，为了确保清灰效果，避免清灰期间对燃料的正常燃烧带来影响，可以选择具备雾化功能和效果的清灰剂。针对长期停用的锅炉，在锅炉管理和养护工作落实，可以选择利用湿法保养方法进行，在过水中增添适量的磷酸三钠以及碳酸钠和氢氧化钠等保护溶液，利于控制锅炉内溶解氧产生，抑制对锅炉金属的腐蚀。

4结束语

总之，要想从根本上控制各类腐蚀问题的发生率，应优先做好前期的设计工作，把可能出现各类腐蚀问题考虑在内，并做好燃料以及燃烧器与锅炉类型设计工作，利于控制腐蚀问题的发生。此外，也要做好运行期间锅炉进料控制工作，降低低物料内钙镁离子以及碳酸盐的占比，利于有效控制鼓励结构问题以及游离问题的发生，避免锅炉出现腐蚀。最后，要做好锅炉的管理工作，建立维护管理制度，及时对锅炉进行防护养护工作，如，及时开展清灰工作、增加适量磷酸三钠以及碳酸钠和氢氧化钠等保护溶液等举措对锅炉进行养护，可抑制锅炉本体腐蚀发生，确保其处于最佳运行状态。

参考文献：[1]陈祥.锅炉本体的腐蚀机理及防护[J].中国新技术新产品,2020,(04):82-83.

[2]杨自龙.余热锅炉低温腐蚀机理及防护措施分析[J].科技创新导报,2020,14(34):72-73.

[3]陈才贵,周井祝.工业锅炉本体的腐蚀机理与防护措施[J].科技资讯,2021,15(22):103-104.