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电站锅炉化学清洗腐蚀事故原因分析

来源:小编 发布时间:2020-05-22 次浏览

电站锅炉化学清洗过程中,各化学清洗公司技术水平不均匀,化学清洗前和清洗中监督不足,导致清洗腐蚀事故发生,易发生事故的原因主要有以下几点。

1、洗涤剂与锅炉材质的匹配以及洗涤剂中的杂质离子对碳钢和低合金钢材质的电站锅炉适用有机酸和无机酸的洗涤介质,能够有效地控制腐蚀。

随着大容量高参数单元的推广,无机酸洗介质的应用越来越少。对于水蒸气质量要求极其严格的超临界锅炉,无机酸洗介质基本上被排除在外。过去发生水冷壁管爆管泄漏事故的锅炉不得使用无机酸的清洗介质。目的是避免潜在管壁的龟裂在清洗过程中扩散而泄漏,或者清洗后发生间隙腐蚀或氢脆等风险。含奥氏体钢的过热器和再热器,由于清洗介质(氢氟酸等)的选择错误,有发生严重的应力腐蚀裂纹的情况。目前研究表明,应用有机酸清洗,以免在化学清洗过程中发生应力腐蚀和粒间腐蚀,如羟基乙酸、EDTA、柠檬酸、酒石酸、马来酸等及其复合产品。由于低分子有机酸和卤素离子(CF,f)对晶粒间腐蚀和应力腐蚀敏感,应避免使用低分子有机酸和卤素离子含量超标的有机酸清洗奥氏体钢的过热器和再热器。

2、缓蚀剂随着技术的进步,市场上出现了少量通用型缓蚀剂,即某些缓蚀剂对某些材质的设备适用于多种清洗介质。但是,一般来说,特定的缓蚀剂对应特定的清洗剂和清洗设备的材质具有有效的缓蚀率。

工程实践中对缓蚀剂的基本要求是缓蚀率超过96%,且对金属的焊接区域、残馀应力及异种钢的焊接和接触部位具有良好的抑制腐蚀能力。

《火力发电厂锅炉化学清洗指南》规定化学清洗时缓蚀剂的添加量为0.3%~0.5%,《化学清洗缓蚀剂应用性能评价指标及试验方法》规定缓蚀剂性能试验时缓蚀剂的添加量为0.3%。但工程实践中缓蚀剂质量分数低的现象较为常见,主要是因为化学清洗采用混合式加热,缓蚀剂被严重稀释。即使采用表面式加热,通过清洗泵的密封水(每台注水量约为1.0th)、锅炉水泵的注水(每台注水量约为0.5t/h)等,将缓蚀剂注入系统中,影响缓蚀效果。因此,化学清洗过程中必须考虑缓蚀剂稀释的不良影响。过热器和再热器的化学清洗时间比锅炉本体长得多,长48小时以上,还有0.3%加入缓蚀剂的话可能会超过腐蚀基准,因此可以将缓蚀剂的质量点数从0.5%提高到1.0%,同时采用表面加热,防止缓蚀剂过度稀释

化学清洗中缓蚀剂的有效缓蚀时间有限,超过一定时间,缓蚀率急剧下降,危及设备的安全。化学清洗必须以此时间为界限,即使时间过去清洗不干净也不能继续清洗,容易发生清洗腐蚀事故。缓蚀剂的缓蚀时效不确定的情况下,为了保证清洗效果,严禁随意延长清洗时间。过热器和再热器的清洗时间一般较长,有时是锅炉本体清洗时间的两倍以上,需要注意缓蚀剂的缓蚀时效问题。

3、清洗温度不同的清洗剂适用于不同的清洗温度。通常温度越高清洗效果越好,但腐蚀更严重。

在保证清洗效果的基础上,请将清洗温度控制在最低温度,确保设备的安全。与各清洗剂对应的清洗温度。清洁剂的清洁温度低于中温范围会影响清洁效果,容易超过温度范围腐蚀。例如,T91试验片在具有8%催化剂柠檬酸洗涤剂+0.8%型缓蚀剂中,洗涤温度为95C时,腐蚀速度为0.72g/(m2·h)因此,在该工艺中清洗含有T91材质的过热器时,请勿使温度升高。

4、清洗流速《火电厂锅炉化学清洗指南》规定循环化学清洗时炉管中清洗介质流速为0.20~0.50m/s,最高不超过1m/s。但是,这只是单纯地清洗锅炉本体,清洗过热器和再热器时,0.20~0.50ms的流速显着降低,难以达到流通气栓和清洗残渣的目的。高流速有利于清洗效果,去除清洗残渣,但腐蚀也显着增加。流速对无机酸腐蚀的影响更为显着。例如,在50C下使用5.0%盐酸+0.3%的缓蚀剂清洗设备,清洗流速为0.31m/s的情况下,腐蚀速度为1.15g/(m2h):清洗流速上升到0.95m/s时,腐蚀速度上升到9.85gf(m2h),“火力发电厂锅炉化学清洗指南”的腐蚀在91C、pH=3.82条件下用8.0%柠檬酸洗涤,洗涤流速为04m/s时,腐蚀速度为0.78gf(m2-h):洗涤流速提高到1.2m/s时,腐蚀速度只增大到1.17g/m2h,增幅不明显。

5、现场监测工程实践中现场监测腐蚀的方式有两种。一种是在清洗系统中设置腐蚀在线监视系统的方式,另一种是在清洗系统的适当位置悬挂腐蚀指示板的方式。前者需要高水平的理论水平和专业技术知识,使用较少,但其监测结果是及时准确的,可以根据实时监测数据调整清洗情况,抑制腐蚀的后者直观简便,被大多数清洗公司和业主采用,是工程实践中最腐蚀指示片最好加工现场采集的锅炉管制作,但这种腐蚀指示片由于热的程度、金相组织的老化程度与被清洗设备一致,清洗时腐蚀状态更加反映,有时市售的腐蚀指示片与被清洗设备的材质难以一致。

腐蚀指示片的悬挂位置和悬挂方式也影响腐蚀监测。腐蚀指示片应放入监视管、滚筒或清洗桶,各部位应为3片以上。以往一般是将腐蚀指示片安装在清洗桶或滚筒上,这种安装方式实际上没有反映出化学清洗时被清洗设备的腐蚀状况。首先,滚筒内流速低,液位经常变化,腐蚀指示板容易露出液面:其次,清洗槽内的清洗液回流剧烈,具有较强的清洗作用,影响腐蚀指示板的腐蚀。

腐蚀指示片悬挂在热负荷最高水冷壁分割管位置的监视管内。监视管必须垂直配置,防止腐蚀指示片因热而松动或用酸老化的导线固定,使试验片碰壁或脱落。600MW和超过1000MW(超)临界单元的水冷壁管内径不足25mm时,其内部空间不足以悬挂腐蚀指示片时,将腐蚀指示片安装在管径较粗的省煤器监视管内,根据需要制作虚设管,将腐蚀指示片安装在虚设管上,将水冷壁监视管和省煤器监视管(或虚设管)安装在空设管上虚设管的管径应满足减去腐蚀指示片的截面积后的流通面积与水冷壁管的流通面积相同或接近。

6、Fe*的影响Fe是化学清洗的重要监测指标,Fe超标严重点蚀问题。化学清洗时的Fer质量浓度不得超过300mg/L。清洗液中的Fe”主要被Fe*溶解在清洗液中的空气氧化,清洗液的pH越高,Fe2越容易被氧化。用柠檬酸和EDTA清洗时,清洗液的pH值高,容易产生Fee:用EDTA清洗时,Fe的质量浓度难以监视,需要注意。

电站锅炉化学清洗腐蚀事故原因分析(图1)