锅炉化学监督

1、锅炉防磨防爆中的化学监督技锅炉防磨防爆中的化学监督技术术李李 岩唐国际发电股份有限公司张家口发电厂大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂二一三年三月二一三年三月 前前 言言 1 火电机组中水汽作为动力的工质类似人体中血液，火电厂中化学师就像保证机组健康、安全、经济运转的医生。 “放松化学监督，厂无宁日”。 化学问题是慢性病。当许多问题一起出现时，化学问题往往被主设备出现的问题所掩盖。 化学原因引起的腐蚀破坏往往遍布于整个设备 化学有时候象温柔的杀手，就象癌前期，当积聚到某一水平时会突然爆发 前前 言言 2锅炉化学监督的主要任务就是防止水、汽系统中金属材料的腐蚀、结垢和积

2、盐，从而保证锅炉安全、经济运行。也就是要保证进入锅炉的水、汽品质能够满足其安全的需要，避免因介质因素对这些设备造成危害。目目 录录第一章 火电厂水处理概论第二章 热力设备在运行期间的腐蚀与防止第三章 热力设备在停备期间的腐蚀与防止第四章 锅炉化学监督第一章第一章 火电厂水处理概论火电厂水处理概论第一节第一节 火电厂水处理的作用火电厂水处理的作用第二节第二节 火电厂中水的分类火电厂中水的分类第三节第三节 火电厂中的水处理火电厂中的水处理第一节第一节 火电厂水处理的作用火电厂水处理的作用水在火电厂中起着能量传递、水变成高温后蒸汽后推动汽轮机旋转和冷却等作用。 第二节第二节 火电厂中水的分类火电厂中

3、水的分类（一）（一）生水又称原水，是指未经处理的天然水，如江河水、湖水、地下水等。 补给水是指生水经过各种方法处理后，用来补充火电厂中水、汽循环系统损失的水。凝结水在汽轮机做完功后的蒸汽经凝汽器冷却成的水，称凝结水。 第二节第二节 火电厂中水的分类（二）火电厂中水的分类（二）给水 送往锅炉的水称之为给水。凝汽式发电厂的给水主要由凝结水、补给水和各种疏水组成。热电厂还包括返回凝结水。锅炉水在锅炉本体的蒸发系统内流动着的水，称之为锅炉水，简称炉水。疏水火电厂内部各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽凝结成的水称之为疏水。 第二节第二节 火电厂中水的分类（三）火电厂中水的分类（三）返回凝结水热电厂向用户供蒸

4、汽后，回收蒸汽凝结水称为返回凝结水，简称返回水。冷却水作为冷却介质的水称之为冷却水。v在火电厂中，冷却水主要是指通过凝汽器用以冷却汽轮机排汽的水。 第三节第三节 火电厂中的水处理火电厂中的水处理一、一、 锅炉补给水处理锅炉补给水处理二、二、 凝结水处理凝结水处理三、三、 给水处理给水处理四、四、 炉水处理炉水处理五、五、 冷却水处理冷却水处理一、一、 锅炉补给水处理锅炉补给水处理为了维护火电厂热力系统的正常水、汽循环，机组在运行过程中必须要补充机组运行中的水、汽损失，补充的这部分水称之为锅炉的补给水。 补给水要经过沉淀、过滤、除盐等水处理过程，把水中的有害物质除去后才能补入水、汽循环系统中。水

5、、汽损失，包括以下几方面： 锅炉：汽包锅炉的连续排污，定期排污、汽包安全阀和过热器安全阀排汽、蒸汽吹灰、化学取样等。汽轮机：汽轮机轴封漏汽、抽汽器和除氧器的对空排汽和热电厂对外供汽等。各种水箱：如疏水箱、给水箱溢流和其相应扩容器的对空排汽。管道系统：各种管道的法兰连接不严和阀门泄漏等。二、二、 凝结水处理凝结水处理 对于直流锅炉和部分300MW 及以上的汽包锅炉的机组，由于锅炉对水质要求非常严格，通常要对凝结水进行精处理。 凝结水物理处理包括电磁过滤、强磁除铁过滤、纸浆过滤和树脂粉末过滤等。 凝结水化学处理包括阴、阳离子交换和精除盐等。 在火电厂中应用最多的精处理设备是高速混床。 锅炉的排污率

6、凝汽式300MW以上机组的补水量一般不超过锅炉额定蒸发量的1.0%。 锅炉的最低排污率不应小于0.3%。三、三、 给水处理给水处理给水水质即使很纯，也会对给水系统造成腐蚀。 选择适当的给水处理方式，就是将给水系统的金属腐蚀降到最低限度。 给水三种处理方式：还原性全挥发处理、氧化性全挥发处理和加氧处理。各电厂可根据机组的材料特性、炉型及给水纯度采用不同的给水处理方式。 四、四、 炉水处理炉水处理v对于汽包锅炉，由于炉水的高度浓缩，即使给水很纯炉水也可能达到腐蚀、结垢的程度。v选择适当的炉水处理方式，就是将炉水的腐蚀、结垢降到最低限度。v目前有三种炉水处理方式，即磷酸盐处理、氢氧化钠处理和全挥发处

7、理。v各电厂可根据炉型、凝结水处理的配置以及给水、炉水纯度采用不同的炉水处理方式。 五、五、 冷却水处理冷却水处理q对于所有的冷却水一般都应采取杀菌、灭藻措施。q对于采用冷水塔冷却的机组，由于水在冷水塔蒸发，所以需要大量的补水。一般占整个电厂用水量的70%左右。q容易发生腐蚀、结垢问题。需要加阻垢剂和缓蚀剂。 第二章第二章 热力设备在运行期间热力设备在运行期间的腐蚀与防止的腐蚀与防止第一节第一节 金属腐蚀简介金属腐蚀简介第二节第二节 运行期间给水系统的腐蚀及防止运行期间给水系统的腐蚀及防止第三节第三节 炉水系统金属的腐蚀与防止炉水系统金属的腐蚀与防止第四节第四节 蒸汽系统的防腐与防积盐蒸汽系统

8、的防腐与防积盐第一节第一节 金属腐蚀简介金属腐蚀简介 金属材料与周围的介质发生了反应而遭到破坏的现象称之为金属腐蚀。破坏的结果不但损坏了其固有的外观形态，而且也破坏了金属的物理和化学性能。腐蚀其实是一个相对概念，金属无论接触到什么介质，都会发生腐蚀，只不过腐蚀速度不同而已。 一、按照腐蚀机理分类一、按照腐蚀机理分类化学腐蚀 金属与周围介质直接发生化学反应引起的腐蚀。这种腐蚀多发生在干燥的气体或其它非电解质中。 电化学腐蚀 金属与周围介质发生了电化学反应，在反应过程中有局部腐蚀电流产生的腐蚀。 高温烟气腐蚀（化学腐蚀）照片潮气腐蚀（电化学）二氧化碳+氧腐蚀照片积水腐蚀（电化学腐蚀）按照腐蚀的原理

9、分类 1、氧腐蚀：、氧腐蚀：在正常运行情况下，一般不会有大气侵入锅内，所以锅内一般不会发生氧腐蚀，但在下列情况下，有可能会发生氧腐蚀。（1）除氧器运行不正常。如：送入除氧器的蒸汽量调节不及时；除氧器负荷变动过大；间断性向除氧器中补加大量补给水；对溶解氧测定不准确等等。腐蚀首先发生在省煤器进口端，并可能发展到省煤器中部和尾部，直至锅炉下降管。在锅炉上升管内一般不会发生氧腐蚀，这里的氧集中在汽泡中，不会到达金属表面。氧腐蚀（2）基建炉和停用期间无防护锅炉。在锅炉基建和停用期间，如果没有采取保护措施，大气中的氧和水汽侵入锅炉，就会导致锅炉腐蚀。在基建中发生的腐蚀，可通过启动前的化学清洗进行清除，但如

10、果形成腐蚀坑，会在运行中形成腐蚀电池，继续发生电化学腐蚀，所以在基建中好应做好防腐蚀工作。氧腐蚀停炉时的氧腐蚀通常发生在整个水汽系统中，往往比运行时发生的氧腐蚀严重得多，由于腐蚀造成金属的表面的损伤，在锅炉投入运行后会继续产生不良影响，所以停用腐蚀危害非常大，对停用锅炉要做好防腐蚀措施。沉积物下腐蚀原理2、沉积物下腐蚀：当锅炉金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀，这高压锅炉常见的一种腐蚀形式。（1）原理：在正常运行条件下，锅内金属表面常覆盖的一层Fe3O4膜，这是金属在高温炉水中形成的： 这样的Fe3O4保护膜是致密的且具体良好的保护性能，如果遭到破坏，金属在

11、高温炉水中很容易受到腐蚀，促使四氧化三铁保护膜被破坏的一个重要原因就是炉水的PH值不合适。沉积物下腐蚀 在合金的金属表在PH8的情况下，氢离子起了去极化作用，此 时的反应产物都是可溶解的，不易形成保护膜。 在PH13的情况下，金属表面的四氧化三铁保护膜被破坏： 亚铁酸钠是可溶的，随着PH的不断升高，腐蚀速度迅速增大。沉积物下腐蚀 在一般条件下，由于锅水PH常控制在9-11，锅炉金属表面的保护膜是稳定的，不会发生腐蚀，但当金属表面有沉积物时，由于沉积物的传热性差，沉积物下金属管壁温度升高，渗透到沉积物下的炉水发生急剧蒸发浓缩，且由于沉积物的阻碍不易与炉水混合均匀，使沉积物下的浓溶液对锅炉造成侵蚀

12、。沉积物下腐蚀当炉水中有游离氢氧化钠时，由于参透到沉积物下的炉水高度浓缩，PH值升得很高，PH大于13时，对金属造成腐蚀。当凝汽器泄漏时，炉水中存在有MgCI2和 CaCI2，发生如下反应：生成物中的盐酸对金属产生腐蚀。沉积物下腐蚀沉积物下腐蚀分为：沉积物下腐蚀分为：酸性腐蚀：炉管沉积物下沉积一层沉积物，且炉水中含有氯化镁及氯化钙，在沉积物下积累了很多去极化剂氢离子，发生酸性腐蚀。阴极反应生成的氢气受到沉积物的阻碍不能扩散汽水中，因此在管壁与沉积物之间积累了大量氢气，这些氢一部分可能扩散到金属内部，和碳钢中的碳化铁（渗碳体）发生反应：因而造成碳钢脱碳，金相组织受到破坏，并且反应产物甲烷会在金属

13、内部产生压力，使金属组织中产生裂纹。碱性腐蚀：如果炉水中有游离氢氧化钠，那么在沉积物下会浓缩有很高浓度的氢氧根，发生碱性腐蚀。此时处于沉积物外部的炉水和沉积物相关，前者的氢氧根离子浓度小，氢离子浓度大，因此阴极反应不是发生在沉积物下面，而是发生在没有沉积物的背火侧的管壁上，这时生成的氢气没有阻碍，可进入汽水系统中，所以不会发生钢的脱碳现象，只是在沉积物下形成一个个腐蚀坑。沉积物下腐蚀类型 （2）腐蚀类型：在沉积物下可能发生碱性或酸性两种不同类型的腐蚀，根据其损伤情况的不同，分别称为延性腐蚀和脆性腐蚀。 延性腐蚀：发生在多孔沉积物的下面，是由于沉积物下的碱性增大而引起的，腐蚀的特征是腐蚀坑高低不

14、平，坑上覆盖有腐蚀产物， 坑下金属的金相组织和机械性能都没有变化，金属仍保持延性。当腐蚀坑达到一定深度后，管壁变薄，会因过热而鼓包或爆管。 脆性腐蚀：发生在比较致密的沉积物下面，是由于沉积物下酸性增大而引起的，腐蚀的特征是腐蚀部位的金相组织发生了变化，有明显的脱碳现象，生成了细小的裂纹，使金属变脆。这种腐蚀是由于腐蚀反应中产生的氢渗入了金属内部而引起的，也称为氢脆。沉积物下腐蚀的防止（3）引起沉积物下腐蚀的运行条件发生沉积物下腐蚀的必须条件是锅炉管壁上有沉积物且炉水有侵蚀性。造成这些条件的工况有：结垢物质带入锅炉（形成沉积物）；凝汽器泄漏（带入氯化镁、氯化钙）；补给水水质不良（碱酸盐碱度较大时

15、，它在锅内会转化为氢氧化钠）（4）沉积物下腐蚀的防止新装锅炉要进行化学清洗，运行锅炉定期进行清洗；提高给水水质，防止给水系统腐蚀；防止凝汽器的泄漏； 调节锅炉水质，消除炉水的侵蚀性，如对炉水进行协调PH磷酸盐处理，消除游离的氢氧化钠； 做好锅炉停用保护工作，防止沉积物的产生。腐蚀类型：水蒸汽腐蚀3、水蒸汽腐蚀当过热蒸汽温度高达450度时，会与碳钢发生反应，在450570度之间时，它们的反应生成物为四氧化三铁:当温度达到570度以上时，生成物为三氧化二铁：发生的部位通常在汽水停滞部位或过热器中。防止方法：消除锅炉中倾斜度小的管段，保证汽水正常循环；对于过热器，采用特种钢材制造，如耐热奥氏体不锈钢

16、。腐蚀类型：应力腐蚀4、应力腐蚀：金属除了受某些侵蚀性介质作用之外，同时还受机械应力的作用时，它会发生裂纹损坏，这种腐蚀称为应力腐蚀。应力腐蚀有以下几种类型：（1）腐蚀疲劳：在交变应力作用下发生的一种应力腐蚀。它所产生的裂纹有穿晶的，也有晶间的。这是由于锅炉金属材料在受不同方向、大小的应力时，与水相接触的金属表面上的保护膜被这种交变应力破坏，因而发生电化学不均一性，导致的局部腐蚀。常发生在汽包的管道连接处。如给水管接头、加药管接头、定排管接头与下联箱的连接处。防止措施：消除应力。腐蚀类型：应力腐蚀 （2）应力腐蚀开裂：是奥氏体钢在应力和侵蚀性介质作用下发生的腐蚀损坏。氯化、氢氧化钠、硫化物等物

17、质都对奥氏体钢有很强的侵蚀性。是发生在高参数锅炉的过热器和再热器等奥氏体钢部件上的一种特殊的应力腐蚀。 防止措施：在制造、安装、检修时应尽可能消除应力。腐蚀类型：应力腐蚀（3）荷性脆化：水中的氢氧化钠使受腐蚀金属发生的一种脆化。腐蚀的结果是金属晶粒间发生裂纹，也叫晶间腐蚀。发生荷性脆化的三个同时存在的必备因素：炉水含有一定量的游离氢氧化钠；锅炉是铆接或胀接，且这些部位存在不严密的地方，发生水质的局部浓缩；金属中存在有很大的应力。防止：控制相对碱度；对炉水实施协调PH磷酸盐处理。对电厂锅炉由于不存在铆接或胀接结构，所以一般不会发生荷性脆化。二、二、 影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素水中杂质的

18、影响 水中的溶解性杂质会加速对金属的腐蚀。锅炉炉水的浓缩倍率一般在几十倍到几百倍。 2.水中溶解气体的影响 在高温、高压条件下，水的溶解氧量、电导率和pH值是影响金属腐蚀的关键因素。 3.金属所处的温度、压力以及应力等影响 温度升高会加剧金属的腐蚀，压力过高会使金属薄弱部位发生爆破；金属在腐蚀介质的环境中，在拉用力的作用下容易产生应力腐蚀裂开，合金钢和不锈钢尤为敏感。氧腐蚀照片二、防止运行中给水系统金属腐二、防止运行中给水系统金属腐蚀的方法蚀的方法 1. 还原性全挥发处理还原性全挥发处理 2. 氧化性全挥发处理氧化性全挥发处理 3. 加氧处理加氧处理 还原性全挥发处理还原性全挥发处理锅炉给水加

19、氨水和还原剂（又称除氧剂，如联氨）的处理称之为还原性全挥发处理，英文为all volatile treatment (reduction)，简称AVT(R)。AVT(R)特别适用于低压加热器含铜合金的机组。 2氧化性全挥发处理氧化性全挥发处理 锅炉给水只加氨水的处理，称之为氧化性全挥发处理，英文为all volatile treatment (oxidation)，简称AVT(O)。 对于无铜系统的机组，采用AVT(O)后通常给水的含铁量会有所降低，省煤器和水冷壁管的结垢速率相应降低。 AVT(O)适用于低加不含铜合金的机组。 3. 加氧处理加氧处理 锅炉给水加氧的处理，称之为加氧处理，英文为

20、oxygenated treatment，简称OT。OT适用于低加不含铜合金，并能长期保持较好的给水水质的机组。 加氧处理优、缺点加氧处理优、缺点采用OT可使给水系统FAC现象减轻或消除，给水的含铁量降低，省煤器和水冷壁管的结垢速率降低，降低锅炉压差，锅炉化学清洗周期延长；凝结水精处理混床的运行周期延长。OT对水质要求严格，对于没有凝结水精处理设备或凝结水精处理运行不正常的机组，给水的氢电导率难以达到小于0.15S/cm的要求，不宜采用OT。 第三节第三节 炉水系统金属的腐蚀炉水系统金属的腐蚀与防止与防止一、一、 锅炉水冷壁管常见的腐蚀锅炉水冷壁管常见的腐蚀二、二、 防止运行中炉水系统腐蚀的方

21、法防止运行中炉水系统腐蚀的方法1 垢下的腐蚀垢下的腐蚀定义：当锅炉水冷壁管内表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，这种腐蚀通常称为垢下腐蚀。危害：阻碍管壁与炉水正常的热交换；引起垢下的化学成分与炉水主体成分有显著的差异引起酸性或碱性腐蚀。部位：垢下腐蚀一般发生在热负荷高的部位，如燃烧器附近、水冷壁向火侧等。 水垢与水渣 锅炉运行一段时间后，由于水质不良，会在受热面与水接触的管壁上生成一层固态附着物，这一现象称为结垢，附着物叫水垢。 在炉水中析出的固体物质，有时会悬浮在炉水中，有时会沉积在汽包和联箱的底部等水循环缓慢的地方，形成水渣。水垢的危害结垢后导热性差，造成管壁温度升高、过热，

22、引起鼓包、爆管事故。水垢导热性能差，造成燃料浪费，降低了热效率，增加了电力生产成本；结垢以后，影响了锅炉正常的水循环，严重时会造成爆管事故；会造成沉积物下腐蚀；会增加化学清洗次数，延长了停机时间，造成一定的经济损失；缩短锅炉有效使用寿命。水渣的危害 水渣的分类：一种是不会粘在受热面上的水渣，这类水渣较松软，常悬浮在锅炉水中，容易随排污从锅内排出，如碱式磷酸钙、蛇纹石等；另一种是容易粘在受热面上的水渣，这类水渣会转变成二次水垢，如磷酸镁和氢氧化镁等。 危害：水渣太多，会影响锅炉蒸汽品质，还会堵塞炉管，威胁锅炉安全运行。应尽可能防止磷酸镁和氢氧化镁水渣，以免生成二次水垢。垢下腐蚀照片1酸洗垢下腐蚀

23、照片垢下腐蚀照片22酸性磷酸盐腐蚀酸性磷酸盐腐蚀定义：加入Na2HPO4，使得Na与PO4的摩尔比在2.6以下造成磷酸盐隐藏并发生腐蚀 。特征：酸性磷酸盐腐蚀和碱性沟槽腐蚀很相似，一般都发生在向火侧。 酸性磷酸盐腐蚀照片酸性磷酸盐腐蚀照片3. 酸腐蚀 v有下列因素之一就可能发生酸性腐蚀当冷却水为海水、苦咸水（CI含量在500mg/L以上的地下水）直接泄漏到水、汽循环系统。精处理混床运行不当有CI漏出。或树脂进入水、汽循环系统。碱腐蚀 当冷却水为碳酸盐含量较高的河水或湖水时，如果凝汽器发生泄漏，冷却水直接进入锅炉，将在炉水中高温分解产生游离的氢氧化钠，会使沉积物下的炉水的pH值上升到13以上，会

24、破坏金属保护膜，发生碱性腐蚀。 水冷壁管碱性腐蚀碱性腐蚀照片防止运行中炉水系统防止运行中炉水系统腐蚀的方法腐蚀的方法 炉管发生腐蚀的基本条件是水冷壁上有沉积物和浓缩的炉水有侵蚀性。要防止锅炉的腐蚀，要从防止炉管形成沉积物和消除炉水侵蚀性两方面着手。 防止方法防止方法对于新安装的锅炉进行化学清洗以除去水冷壁管上的铁锈或附着物。 某厂1号锅炉再热器爆管防止方法防止方法2.减少给水中的铁、铜含量，防止这些腐蚀产物在锅炉中形成铁、铜垢。3. 提高给水品质，尽可能降低给水中杂质的含量。要严格防止冷却水直接漏入水、汽循环系统；严格控制给水的氢电导率、氯离子含量和 pH 值。4. 选用合理的锅炉水处理方式，

25、调节炉水成分，减轻或消除炉水的侵蚀性 蒸汽系统的防腐与防积盐蒸汽系统的防腐与防积盐通过给水处理和炉水处理来间接控制蒸汽系统的腐蚀；通过控制锅炉的运行方式和炉水水质来间接控制蒸汽的品质。 蒸汽系统的腐蚀与防止蒸汽系统的腐蚀与防止氧化皮的生成与剥离 加工过程形成的氧化膜加工过程形成的氧化膜 在制造过程中过热器管的氧化层是在高温条件下形成的，通常在570以上的高温条件下，由空气中的氧和金属直接反应形成氧化层。该氧化层分三层，由钢表面起向外依次为FeO、Fe3O4、Fe2O3，如图1所示。 图1 温度高于570时铁管表面加工形成的氧化物 氧化物的形成示意图氧化皮的生成与剥离运行中形成的氧化膜运行中形成

26、的氧化膜 蒸汽管道内壁在运行后所形成的氧化膜主要是由水蒸汽和铁形成的氧化膜，该膜分二层，因此称为双层膜。内层称为原生膜(Topotactishe schicht)， 外层称为延伸膜(Epitaktishe schicht)，是由于铁离子向外扩散，水中的氧离子向里扩散而形成的。内层的原生膜是水中的氧离子对铁直接氧化的结果。 氧化皮的剥离氧化皮的剥离 在蒸汽中钢表面生成氧化膜的速度先快后慢。但在某些不利的运行条件下，如超温或温度压力波动条件下，腐蚀速度加快。双层膜先是变为二个双层膜，然后再进一步发展成为多个双层膜的多层氧化层结构，然后便开始会发生剥离。这种多层膜的形态如图2所示。 钢铁在蒸汽中形成

27、的多层氧化物过热器氧化皮的剥离图片1过热器氧化皮的剥离图片2片状氧化皮图片条状氧化皮照片加氧对氧化皮生成速度的影响 锅炉给水加氧处理对T23过热器氧化皮的生成速度没有影响，对T91过热器氧化皮的生成速度稍有抑制作用，对TP347H氧化皮生成速度有明显的抑制作用。T23过热器管氧化皮的生成速度加氧对氧化皮剥离的影响 锅炉给水加氧处理后过热器氧化皮中的一部分四氧化三铁转化为三氧化二铁。对于T23、T91管材，加氧后形成的氧化皮更接近于母材的线膨胀系数。因此，加氧后也不会加速氧化皮的剥离。对于TP347H不锈钢，加氧后氧化皮中更多的四氧化三铁转化为三氧化二铁，使得氧化皮的线膨胀系数与母材差异增大，更

28、容易剥离。锅炉冷却时管径和氧化皮的变化氧化皮与不同金属线膨胀系数的差异防止过热器管氧化层剥离防止过热器管氧化层剥离 采用耐氧化的合金。 改善锅炉的运行工况，减少蒸汽超温，减少机组频繁启停，减少机组的负荷波动。 停机速度非常关键。 采用金属表面的镀铬方法。 蒸汽系统的应力腐蚀与防止蒸汽系统的应力腐蚀与防止应力腐蚀发生的条件：金属材料施加了拉应力有腐蚀介质敏感材料应力腐蚀可分为应力腐蚀破裂和应力腐蚀疲劳。 锅炉整体水压试验应采用除盐水 按照电力基本建设热力设备化学监督导则DL/T 8892004的规定，对于有奥氏体钢的过热器、再热器进行水压试验时, 除盐水中的氯离子含量应小于0.2mg/L。 过热

29、器管应力腐蚀破裂（工作应力+热应力）不锈钢腐蚀破裂（工作应力）铜管应力腐蚀破裂（热应力）铜管腐蚀破裂照片（制造应力）应力腐蚀疲劳应力腐蚀疲劳 金属在交变循环的应力（方向变化或周期应力）和腐蚀介质共同作用下产生破裂倾向。通常产生疲劳破坏的应力低于屈服点，并且是在施加这一应力许多周期之后发生。 应力腐蚀疲劳应力腐蚀疲劳常发生的部位 热力设备应力腐蚀疲劳常发生的部位有：在锅炉的集汽联箱，即联箱的排水孔处；汽包和管道结合处；汽水混合物时快、时慢的流过的管道；频繁启、停的锅炉，在停用时氧含量高发生点腐蚀，这些点坑在交变应力的作用下形成疲劳源。 应力腐蚀疲劳照片过热器的积盐与防止过热器的积盐与防止蒸汽中的

30、杂质来源有三部分组成，即机械携带、溶解携带和减温水携带组成。机械携带是指蒸汽带水，与汽包的汽水分离效果有关；溶解携带是指蒸汽溶解杂质的能力，与炉水水质和锅炉的运行压力有关；减温水携带与给水水质有关。 锅炉热化学试验防止积盐对锅炉进行热化学试验，可以确定不影响蒸汽品质的汽包压力、汽包水位、水位的波动速度、最高负荷以及负荷的变化速率以及炉水含盐量等指标，并纳入到锅炉运行规程中。按此规程运行就能避免过热器积盐。 第三章第三章 热力设备在停备用期间热力设备在停备用期间的腐蚀与防止的腐蚀与防止 第一节第一节 停用腐蚀停用腐蚀 锅炉、加热器等热力设备在停运期间，锅炉、加热器等热力设备在停运期间，如果不采取

31、有效措施，水、汽侧的金属如果不采取有效措施，水、汽侧的金属表面会发生严重的腐蚀表面会发生严重的腐蚀 ，这种腐蚀称之，这种腐蚀称之为停用腐蚀，其本质属于氧腐蚀为停用腐蚀，其本质属于氧腐蚀。 发生停用腐蚀的原因发生停用腐蚀的原因 水、汽系统内部有氧气。设备停用时，空气进入内部。金属的表面有积水或非常潮湿。因为设备停用时内部有未排尽的水或蒸汽凝结的水。空气中氧和二氧化碳溶解在潮湿的金属表面上，产生腐蚀。 停用腐蚀与运行腐蚀的不同点 与运行工况相比，停用期间发生的氧腐蚀有以下特点：因为温度低，所以腐蚀产物是疏松的，附着力小，易被水带走，腐蚀产物的表层常常为黄褐色。由于氧的浓度高，并可以扩散到系统的各个

32、部位，所以停运腐蚀的部位与运行锅炉发生的氧腐蚀有显著的差别。 停用腐蚀与运行腐蚀的不同点过热器。锅炉运行时不会发生氧腐蚀，而停用时，在立式过热器的弯头处常常发生严重的氧腐蚀。再热器。与过热器相同，运行时不会发生氧腐蚀，而停用时，在积水处常常发生严重的氧腐蚀。省煤器。运行时基本不会发生氧腐蚀，而停用时，在积水处常常发生的氧腐蚀。锅炉本体。运行时基本不会发生氧腐蚀，而停用时，在汽包有积水的地方常常发生的氧腐蚀。 停用腐蚀的影响因素 是否发生停用腐蚀与湿度、金属表面液膜的成分、温度等因素有关。一般相对湿度超过70%以上会快速腐蚀，低于50%基本不腐蚀，低于20%就能避免腐蚀。金属表面液膜中含有氯化物

33、、硫酸盐等或表面有沉积物都会加剧腐蚀。气温越高，腐蚀越严重，如夏天比冬天严重，南方比北方严重。 停用腐蚀的危害 火力发电厂热力设备常因停备用而遭腐蚀损坏。尽管停用时间比运行时间短得多，但腐蚀却比运行严重得多。例如某北方电厂2台500MW直流锅炉机组，水冷壁运行结垢速率只有15g/.a，而停用腐蚀却达到20g/.a以上。停用保护可分为三大类停用保护可分为三大类 第一类是防止空气进入水、汽系统的内部。这类方法包括保持蒸汽压力法，充氮法等； 第二类是降低热力设备内部的湿度。这类方法有烘干法、干风法、热风法、干燥剂法； 第三类是缓蚀剂法。通过加入缓蚀剂使金属的表面生成保护膜，或者除去水中的溶解氧。所加

34、的缓蚀剂有联氨、氨溶液、液相缓蚀剂、气相缓蚀剂。 第二节第二节 停用保护停用保护选用停用保护方法的应考虑以下因素机组参数和类型 停用时间的长短根据机组参数和类型选择 v 对于高参数机组，由于对水质要求严格，加上结构复杂，很难将系统内部的水放净，所以停用时不宜采用干燥剂法或固态碱液法保护。一般宜采用联氨水+氨法或充氮法。v 对于中低压锅炉，因其对水质要求较低，而且水、汽系统简单，可以采用碱液法或干燥法。但对于有立式过热器的汽包锅炉，因过热器底部容易积水，如果不能将过热器的积水吹净或烘干，则不宜采用干燥法。 根据停用时间的长短选择 v对于短期停用的锅炉，采用的保护方法应能满足在短时间启动的要求。例

35、如，对于热备用锅炉，必须考虑能随时投入运行，这样要求所用的方法不能排掉炉水，也不宜改变炉水的成分，以免延误投入时间，一般采用保持蒸汽压力法或给水压力法。v对于长期停运的锅炉，所采用的方法防腐作用要持久，一般可采用干燥法、联氨法、充氮法、热力成膜法。根据现场条件选择选择保护方法时，要根据现场条件选择。包括设备条件：给水水质环境温度药品来源保护方法的经济性二、二、 应用最广泛的干法防腐应用最广泛的干法防腐 热炉放水余热烘干。热炉放水余热、负压烘干。热炉放水、加热烘干。热炉放水、冷风干燥。缓蚀剂法。二、二、 应用最广泛的湿法防腐应用最广泛的湿法防腐 氨水法。锅炉停运后不放水，向锅炉加氨水并使炉水循环

36、均匀，要求炉水的pH 10.5 以上。氨水+联氨法。锅炉停运后不放水，向锅炉加联氨50150mg/L，用氨水将炉水的pH 值调到10.010.5并使炉水循环均匀。保持蒸汽压力法。适用于经常启停、处于热备用的锅炉。此法是停炉后采用间断点火升温的方法保持蒸汽压力为0.981.47MP a，以防止空气漏入锅内。第四章第四章 锅炉化学监督锅炉化学监督第一节第一节 目的任务目的任务目的：防止水、汽系统发生腐蚀、结垢和积盐，保证锅炉安全、经济运行。 任务：对水、汽品质，对设备结垢、腐蚀、积盐程度，对设备投运前金属表面的清洁程度以及停用时的防腐等进行全面地监督和指导。 第二节第二节 建设和调试运行阶段建设和

37、调试运行阶段的化学监督的化学监督v建设和试运行阶段的化学工作包括，锅炉设备进入安装现场前后，化学水处理系统的调整试运行、锅炉设备安装期间至水压试验、锅炉化学清洗、机组启动前的吹洗、启动过程中水、汽取样分析，在线监测系统调试等。 第三节第三节 运行期间的化学监督运行期间的化学监督锅炉的水、汽品质应按下列规定控制火力发电厂机组及蒸汽动力设备水、汽质量标准（GB/T 12145-2008）火电厂汽水化学导则DL/T 805。 一、一、 锅炉给水水质标准锅炉给水水质标准硬度。防止在锅炉生成钙、镁水垢。给水的硬度应接近于0mol/L。溶解氧。防止给水系统发生氧腐蚀，通常规定省煤器入口的溶解氧小于7g/L

38、。铁和铜。防止给水系统腐蚀和防止腐蚀产物被带入锅炉而产生铁垢和铜垢。pH 值。防止水、汽系统发生腐蚀。规定有铜系统pH = 8.89.3，无铜系统pH = 9.09.6。锅炉给水水质标准（续）锅炉给水水质标准（续）氢电导率： 衡量给水含盐量的综合指标。具有检测方便、准确等优点。通常氢电导率至少在0.3S/cm以下。联氨。作为热力除氧后的辅助除氧。运行时应控制过剩的联氨浓度为1050g/L。对于无铜的机组也可以不加联氨。油。如果给水中含有油，进入锅炉后会受热分解成导热系数很小的附着物粘在水冷壁管上，影响传热。二、二、 锅炉炉水水质标准锅炉炉水水质标准磷酸根含量（mg/L）。含硅量（g/L）。电导

39、率（S/cm）。pH值。三、三、 蒸汽质量标准蒸汽质量标准含钠量：通常规定含 钠 量 不 得 高 于10g/L。含硅量：通常规定含 硅 量 不 得 高 于20g/L。氢电导率：通常规定氢电导率不得高于0.3S/cm。 水汽异常的三级处理原则 当水汽质量异常时，应按“水汽异常三水汽异常三级处理级处理”的原则的原则执行并应将异常情况及时报告主管领导及上级主管部门；尽快查明原因，进行消缺处理，恢复正常。若不能恢复，并威胁设备安全经济运行若不能恢复，并威胁设备安全经济运行时，应采取紧急措施，直至停止机组运时，应采取紧急措施，直至停止机组运行。行。 三级处理值的涵义为： 一级处理值有因杂质造成腐蚀、结垢

40、、积盐的可能性，应在72h内恢复至相应的标准值。 二级处理值肯定有因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在24h内恢复至相应的标准值。 三级处理值正在进行快速结垢、积盐、腐蚀，如果4h内水质不好转，应停炉。 在异常处理的每一级中，如果在规定的时间内尚不能恢复正常，则应采用更高一级的处理方法。对于汽包锅炉，恢复标准值的办法之一是降压运行。第四节第四节 大修期间的化学监督大修期间的化学监督 热力设备大修期间的腐蚀检查，是衡量化学监督工作质量、判断化学监督效果的主要手段。在设备检修前，锅监工程师应与有关部门一起按锅炉化学监督的有关规定提出检查计划和检查项目。 检查的方法、评判标准见火力发电厂机组大修

41、化学检查导则DL/T 11152009 大修期间的化学监督大修期间的化学监督 对汽包的检查 对水冷壁管的检查 对水冷壁下联箱的检查 对过热器、再热器的检查 对省煤器割管检查 对除氧器检查 一、对汽包的检查一、对汽包的检查汽包内壁：颜色、水渣和沉积物的分布。下降管：附近水渣的集结程度、厚度、颜色及分布。给水装置：检查出水孔有无水渣、结垢和腐蚀。百叶窗：铁锈、颜色和盐类的附着情况。蒸汽孔板：铁锈、颜色和盐类的附着情况。导汽管口：铁锈、颜色和盐类的附着情况。旋风分离器：有无倾斜、倾倒。连续排污管：管孔的污堵情况和外表面的锈蚀。加药管：裂纹、断裂，管孔的污堵情况。上升管：检查有无 集结水渣、腐蚀坑等。

42、二、对水冷壁管的检查二、对水冷壁管的检查割管根数不应少于2根（其中一根为监视管），每根长度气割不应少于1米。割管部位应按以下原则进行选择1.若已发生锅炉爆管，应在爆管附近。2.经外观检查，有变色、胀粗、鼓包部位。3.用侧厚仪发现有明显减薄的部位。4.热负荷最高的部位（喷燃器上2米）。三、对过热器、再热器的检查三、对过热器、再热器的检查 大修时应对过热器，再热器的下弯头进行割管检查，记录管内的颜色，有无腐蚀点及腐蚀点的分布，有无盐类的附着以及相应的位置、程度。还应根据日常对水、汽品质的监督情况和汽包的检查情况，决定是否对过热器易积盐的部位四、对省煤器割管检查四、对省煤器割管检查 对低温省煤器入口

43、进行割管检查（其中1根必须是监视管）并测量垢量、腐蚀坑的数量、深度，计算出腐蚀深度。 如果低温省煤器腐蚀严重还应对高温省煤器进行割管检查。 热力设备大修检查总结v热力设备大修检查后，应进行总结和评价，提出报告，报告内容应包括对以前阶段的水、汽质量进行评价，提出改进意见。 腐蚀评价标准用腐蚀速率或腐蚀深度表示部位类别一类二类三类省煤器基本没腐蚀或点蚀深度0.3mm轻微均匀腐蚀或点蚀深度0.3 mm1mm有局部溃疡性腐蚀或点蚀深度1mm水冷壁基本没腐蚀或点蚀深度0.3mm轻微均匀腐蚀或点蚀深度0.3 mm1mm有局部溃疡性腐蚀或点蚀深度1mm过热器、再热器基本没腐蚀或点蚀深度0.3mm轻微均匀腐蚀

44、或点蚀深度0.3 mm1mm有局部溃疡性腐蚀或点蚀深度1mm汽轮机转子叶片、隔板基本没腐蚀或点蚀深度0.3mm或已有部分管子穿孔。不锈钢管1）无局部腐蚀，均匀腐蚀0.005mm/a均匀腐蚀0.0050.02mm/a或点蚀深度0.2mm均匀腐蚀0.02mm/a或点蚀、沟槽深度0.2mm或已有部分管子穿孔。钛管2）无局部腐蚀，无均匀腐蚀均匀腐蚀0.0005 mm0.002mm/a或点蚀深度0.01mm均匀腐蚀0.002mm/a或点蚀深度0.1mm结垢、积盐评价标准结垢、积盐评价标准部位类别一类二类三类省煤器2)结垢速率3)40 g/（m2a）结垢速率4080 g/（m2a）结垢速率80 g/（m2

45、a）水冷壁2)结垢速率40 g/（m2a）结垢速率4080 g/（m2a）结垢速率80 g/（m2a）汽轮机转子叶片、隔板3）结垢、积盐速率1mg/（2a）或沉积物总量5mg/2结垢、积盐速率110 mg/（2a）或沉积物总量525mg/2结垢、积盐速率10 mg/（2a）沉积物总量25mg/2凝汽器管或垢层厚度0.1mm沉积量：0.5mm沉积量：40mg/cm2说明：1、锅炉化学清洗后一年内省化学清洗后一年内省煤器和水冷壁割管检查评价标准：一类：结垢速率120 g/（m2a）。2、对于省煤器、水冷壁和凝汽器的垢量均指多根样管中垢量最大的一侧（通常为向火侧、向烟侧、汽轮机背汽侧、凝汽器管迎汽侧），一般用化学清洗法测量计算；对于汽轮机的垢量是指某级叶片局部最大的结垢量 。3、取结垢、积盐速率或沉积物总量高者进行评价。4、计算结垢、积盐速率所用的时间为运行时间和停用时所用的时间为运行时间和停用时间之和。间之和。二十五项反措中相关要求3 防止大容量锅炉