承壓設(shè)備材料延壽的防腐蝕技術(shù)
設(shè)備的通用防腐蝕措施,是采用耐蝕材料(尤其是非金屬耐蝕材料)涂層保護(hù)和投加緩蝕劑,這些措施對(duì)鍋爐不太適合,尤其是不適于電站鍋爐。
承壓的鍋爐和熱交換器服役于公用事業(yè),屬保本微利的經(jīng)營行為。自開始采取熱電廠供熱之日起,到如今大城市遍布集中采暖,半個(gè)多世紀(jì)以來,供暖極少贏利,這就注定了鍋爐和熱交換器及其管路必須使用廉價(jià)的結(jié)構(gòu)材料,亦即碳鋼。為降低造價(jià),降低高層樓載荷,采暖系統(tǒng)在強(qiáng)度允許的范圍內(nèi),壁厚盡可能減少,這就使腐蝕裕度被擠占,更需要防腐蝕。
(1)采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐的防腐蝕延壽措施當(dāng)前采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐的腐蝕失效集中在氧腐蝕和堿腐蝕,堿腐蝕也是依靠氧推波助瀾,所以關(guān)鍵是防治氧腐蝕。
氧腐蝕含運(yùn)轉(zhuǎn)中的腐蝕和停用期間的腐蝕。運(yùn)轉(zhuǎn)中的防治氧腐蝕對(duì)策就是進(jìn)行除氧,停用氧腐蝕則依靠諸多停用保護(hù)措施。1.3MPa的鍋爐氧腐蝕最嚴(yán)重,原因是該參數(shù)鍋爐的脫氧問題極難解決。1984年原勞動(dòng)部和機(jī)械部曾列專題研究,雖有真空除氧、解吸除氧等產(chǎn)品問世,隨后又有氧化還原樹脂除氧。鋼屑除氧等設(shè)備生產(chǎn),但是都由于價(jià)格問題和管理準(zhǔn)度,未能形成可以實(shí)際被用的技水??梢陨岸嗍芏冶粚?shí)際應(yīng)用的低壓汽鍋爐脫氧技術(shù)是亞硫酸鈉化學(xué)氯,它價(jià)腹,易實(shí)施,脫氧迅速徹底,無須專人提作,
對(duì)于熱水鍋爐來說,實(shí)踐早已給出了最佳的防腐絲施,那就是保持采暖系統(tǒng)的嚴(yán)密性,嚴(yán)防失水(或稱竊水)。從事供暖的每個(gè)人都明白,每損失1t水航要科入含8g氧的水,航意味著有2%的鋼續(xù)被蝕掉,變成了36g腐蝕產(chǎn)物垢。由于氧腐蝕是局部腐蝕。以坑點(diǎn)狀發(fā)展并會(huì)引起泄漏,因此氧的腐蝕后果比這里描還的更環(huán),
10年前電解鐵除氧使采暖水染色,無法用循環(huán)熱水洗方物,由千帶有鐵腥味也無法用其洗裕,對(duì)解決失水題起轉(zhuǎn)大作用。使用這種除氧設(shè)備的熱網(wǎng)很少有腐蝕結(jié)垢故障。如今隨著居民素質(zhì)提高和各種管理工作強(qiáng)化,失水問題不再是熱網(wǎng)中腐蝕結(jié)垢的繡因。
2.5MPa及以上的工業(yè)鍋爐設(shè)置的大氣式熱力除氧器是最主要的防腐蝕措施,保持鍋爐水相對(duì)堿度<0.2可以防止堿腐蝕。這兩者是2.5~3.8MPa采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐的心腹大患。3.8MPa的工業(yè)鍋爐如果采取單級(jí)化學(xué)除鹽難免產(chǎn)生酸腐蝕,此問題已被認(rèn)請(qǐng),新建的鍋爐不再采取單級(jí)除鹽水作補(bǔ)充水,現(xiàn)有設(shè)備也逐漸增加了混床,使酸腐蝕很少發(fā)生。
(2)電站鍋爐的防腐蝕延壽對(duì)策在水汽中產(chǎn)生的腐蝕均為電化學(xué)腐蝕,遏制電化學(xué)腐蝕的有力指施就是降低水的電導(dǎo)率。1.3MPa鍋爐的爐水電導(dǎo)率可達(dá)8000uS/cm,2.5MPa鍋爐的爐水電導(dǎo)率則5000uS/kcm,3.8MPa鍋爐的爐水電導(dǎo)應(yīng)<300gS/km,既是防腐蝕的需要,也是防止過熱器結(jié)垢超溫的需要。對(duì)于次高壓工業(yè)鍋爐要求爐水電導(dǎo)率<150uS/cm,同樣是出于對(duì)腐蝕和蒸汽質(zhì)量的考慮.10.8MPa鍋爐水電導(dǎo)率應(yīng)<60S/cm,15.7MPa鍋爐水電導(dǎo)率應(yīng)<35uS/cm,更多是出于防腐蝕考慮。18MPa電站鍋爐的規(guī)程極限值是20S/cm,實(shí)際控制值均低于10uS/cm。揮發(fā)性處理的鍋爐電導(dǎo)率規(guī)定值多為<4S/cm,實(shí)際維持在2uS/cm
由以上數(shù)據(jù)看到,鍋爐水溫由192℃提高到356℃,腐蝕強(qiáng)度可提高50倍。鍋爐水電導(dǎo)率下降的倍數(shù)更大,以亞臨界參數(shù)鍋爐的允許值計(jì)算,是相差250倍,按照實(shí)際控制值則相差500倍。這就是電站鍋爐的主要防腐蝕對(duì)策。
(3)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)材料的延壽措施在開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水高2~5倍?;痣姀S凝循環(huán)水電導(dǎo)率可達(dá)2000S/cm以上, 氧的含量接近該水溫下的他和值,環(huán)水的電導(dǎo)率可比所補(bǔ)充的天然工業(yè)循環(huán)水則常更高。火電產(chǎn)汽器循環(huán)水流量常>10m35,盡管循環(huán)水的流量相當(dāng)大,但是電于是循環(huán)冷卻,采取較高的濃縮倍率,實(shí)際的補(bǔ)水量不是很大,因此,可以根據(jù)冷卻系統(tǒng)材料選用緩蝕劑防止腐蝕。以大型企業(yè)可以使用、火電廠仍在服役的200MW機(jī)組為例,其循環(huán)水流量為25000t/,約7m3/5。在濃縮倍率為3.5時(shí),其排污率為0.28%,蒸發(fā)損失為1.2%,風(fēng)吹損失0.2%,最大補(bǔ)水率為1.68%,補(bǔ)充水量為420t/h,實(shí)際由于排污和風(fēng)吹帶走的損失水量僅為0.48%,這部分水所加的藥劑流失,其水量為120t/h。因此,使用緩蝕劑防止腐蝕經(jīng)濟(jì)上是可以承擔(dān)的。
工業(yè)冷卻水的用量5000t/h,中央空調(diào)冷卻水流量則2000t/h,均適合使用緩蝕劑防止腐蝕。