火电厂热能动力设备金属腐蚀原因及预防措施

（国能宁夏鸳鸯湖第一发电有限公司,宁夏 银川  750411）

摘  要：热能动力设备的金属腐蚀问题会对设备的稳定运行带来严重影响，造成金属腐蚀的原因较多，因此需要火电厂工作人员针对实际运行情况进行有效的防腐工作，本文就热能动力设备金属的腐蚀问题与预防金属腐蚀的措施进行展开说明，重点关注预防金属腐蚀的手段，通过优化工作环境与采用防腐技术等手段进行金属腐蚀预防工作，以此维持热能动力设备的稳定运行。

关键词：热能动力设备；金属腐蚀；金属保护

前言

金属腐蚀问题会对热能动力设备的稳定运行带来一定的危险，不仅会造成经济与材料的损失，更会对工作人员带来人身安全的威胁，由此可知热能动力设备中需要重点关注金属的腐蚀问题，并针对现场的工作情况对其采取一定的防腐蚀措施，维持热能动力设备内部的金属部件稳定，能够从根源保证设备稳定运行。

1  热能动力设备金属的腐蚀问题

在热能转化为机械能的过程中会产生一定的作用力，这就是热能动力设备的工作原理。热能动力设备在设计与组装时会由多种金属共同组成，因此金属的腐蚀问题一直受到重点关注，腐蚀金属材料的原因有很多，因此不同的热能动力设备的金属腐蚀问题需要结合工作环境进行分析。在热能动力设备的组装过程中会应用不同种类的金属材料，由于金属的化学性质具有较大区别，因此也会具有不同的稳定性，对于化学性质较活泼的金属来说，就会面临更大的被腐蚀风险，一旦被腐蚀就会对热能动力设备的整体运行带来影响。热能动力设备在工作过程中，会与大量的物质接触，当遇到易对金属造成腐蚀的成分，工作人员在热能动力设备运行结束后没有进行及时、彻底的清理时，就会出现大概率金属被腐蚀的情况，因此会对热能动力设备带来危害。在设备运行过程中，金属部位与腐蚀性化学物质相互接触而带来的腐蚀情况在所难免，这时就需要工作人员对设备进行及时的维护与检修工作，当工作人员的维护工作不到位时，就会导致热能动力设备中的金属部位出现被腐蚀的情况，久而久之会对热能动力设备的稳定运行带来影响，从而严重威胁工作人员的人身安全。对于现场的工作环境来说，如果热能动力设备长时间处于潮湿的环境中，其中的金属部件被腐蚀的概率就会呈指数增加，比如铁锈、铜绿等物质的出现都与空气中的水离子相关，由此可知，机械设备的不良工作环境也是造成热能动力设备中出现金属腐蚀现象的重要原因之一,火力发电厂工作流程如图1所示。

图 1 火力发电厂工作流程

2  热能动力设备金属的腐蚀预防措施

2.1 保证热能动力设备运行环境稳定并给予金属良好的防腐措施

热能动力设备中金属的防腐能力与工作环境有着重要关系，比如当工作环境的湿度较高时，就会升高金属出现腐蚀情况的几率，因此，想要降低热能动力设备金属出现腐蚀的情况，就需要控制工作环境中空气的水分子含量。在实际的工作过程中，工作人员可以在有针对性的在环境与设备中放置防腐剂与吸水剂，以此降低空气的湿度，达到预防热能动力设备中金属腐蚀的目标。

针对于金属本身来说，也可以对其有针对性的使用化学药剂，金属在使用合适的化学药物进行覆盖后，就会在金属表面形成一层保护膜，不仅能够将空气与金属进行隔离，还能够有效减缓金属的腐蚀速度，从而维持热能动力设备中金属的稳定。想要形成金属保护膜，可以使用亚硝酸、络酸盐等物质，在选择化学药剂时，需要针对该金属的化学性质进行合理选择，最大程度上降低金属的腐蚀概率。针对金属本身入手的防腐措施除了覆盖化学保护膜外，还可以采取最简单的涂漆处理，由于热能动力设备常年工作于高温条件下，因此在选择涂漆时，需要具备耐高温的特点，在热能动力设备中最常用的漆料有环氧树脂、苯二甲酸树脂等，在实际的漆料选择时需要针对金属特性与漆料特性进行选择，在金属焊接点等脆弱部位，喷漆前还要进行覆盖处理，以此在保证金属构件结构的稳定的同时，达到抗腐蚀效果。

2.2 热能动力给水系统除氧技术分析

氧气是一部分化学反应的必要反应条件之一，在金属的氧化过程中更是必不可缺的条件，在热能动力设备运行的过程中会应用热能动力给水工艺，在此工艺运行时为了防止热能动力设备中的金属出现氧化反应，就需要进行除氧操作。在设备运行中，氧气与水的共同参与是导致其中的金属部件腐蚀的重要原因，由此可知，存在于给水系统中的氧气需要被清除，以此减少热能动力设备中给水系统金属部件的腐蚀情况发生，若是热能动力设备中的给水系统在运行过程时未做好除氧工作，就会容易造成金属被大面积氧化腐蚀，当金属氧化物被卷入热力动能设备的内部，在管道内壁附着沉积，就会造成受热不均、管道变形等情况的发生，最终导致热能动力设备运行故障，增加了设备爆炸的风险。

2.2.1化学除氧技术

化学除氧技术的基本原理就是应用化学反应将氧气消耗掉，以此达到除氧效果。其中，最常用的两种化学除氧法是钢屑除氧法与亚硫酸钠除氧法。

钢屑除氧法的目的是除去水中溶解的氧气，将水通过钢屑过滤器进行过滤，利用过滤器中的钢屑与溶解于水中的氧气进行化学反应，以此成功去除水中溶解的氧气。钢屑除氧法有两种形式，分别为独立式与附设式。在使用钢屑除氧法对给水系统进行氧气处理的过程中对水温有严格的要求，从化学反应的原则上来说，水温至少要高于70摄氏度，当温度达到80摄氏度与90摄氏度之间时，反应效果最佳，需要注意的是，当水温处于20摄氏度与30摄氏度之间时，不宜进行除氧操作，不仅除氧效果差，还会造成时间与资源上的浪费。在使用铁屑除氧法的过程中，需要对除氧装置进行压紧操作，压力越大除氧效果越强。在需要进行除氧操作的水中溶解了大量氧气的情况下，一定要将水流速度降低到合适流速，通过减缓水流速度让水中溶解的氧气与钢屑进行充分接触，以此提高反应速率，让水中的氧气被充分消耗。钢屑除氧法的反应原理十分简单清晰，因此多年来技术手段发展速度较为平缓，由于钢屑除氧法应用的是氧化反应，因此环境、机械等客观因素会除氧效果带来一定的影响，这就导致了钢屑除氧法的除氧效率并不稳定，因此多被应用于对除氧要求较低的热能动力设备，作为一种辅助除氧技术进行应用，因此，铁屑除氧法多用于进行辅助除氧的操作中，大多数情况下不会作为主要的除氧技术进行使用。

亚硫酸钠除氧法同样是采用化学反应将水中溶解的氧气进行去除，其基本原理是让亚硫酸钠与氧气进行化学反应，从而消耗掉水中的氧气生成硫酸钠达到除氧效果。在实际的使用过程中，水中投放的亚硫酸钠投放量需要大于计划投放量，并且在反应过程中要保证足够的温度，温度越高，亚硝酸钠与氧气的反应速率越快，除氧效果也会越好。需要注意的是，在使用亚硫酸钠进行除氧时，要保证溶液的酸碱度，酸碱度越高除氧效果越差，溶液PH在6左右时，除氧效果最佳。

2.2.2 真空除氧技术

真空除氧法是所有除氧技术中较为温和的一种，在热力除氧技术中，真空除氧技术改变了加热条件，通过对加热条件的优化降低了热能动力设备的自耗气量，从而达到去氧效果。在真空除氧的技术运用过程中，通常会使用加压泵、抽真空装置等设备，在进行高位布置后还需要应用喷射泵保证除氧过程的运行，当采用低位布置时也需要设备间存在一定的高度差，因此，真空除氧技术对关键设备具有较高的要求。对比于传统的热力除氧技术，真空除氧技术在应用过程中还使用了循环水箱与换热设备，这两种设备能够充分利用系统运行过程中产生的热量，应用射流加热器对软化水进行加热，与此同时也可以使用分级安装。就目前的技术水平来看，真空除氧技术虽然对设备要求较高，但其除氧过程简单有效，除氧效果良好，能够在极大程度上降低金属腐蚀的风险，因此在热能动力设备的运行过程中被广泛运用^[2]。低位真空除氧器结构如图2所示。

图 2 低位真空除氧器结构

2.2.3 解析除氧技术

科技人员一直在探索高效的热能动力设备在运行过程中的除氧方式，近年来解析除氧法逐渐完善，具有了较大的应用范围。解析除氧技术将热能动力设备中应用的水与不含氧气的气体进行接触，通过将水中溶解氧解析到不含氧气体中，将此系统进行循环，让二者不断充分接触，从而达到除氧目的。解析除氧技术的应用设备占地面积较小，因此运行过程中消耗的能源更低，与此同时，在操作过程中不需要对水进行加热，因此能够大大降低能源的消耗。解析除氧技术具有较好的除氧效果，根据测算可知，除氧后的水通常情况下，其中每升水的溶解氧含量会降低至0.05mg。就目前的技术水平来看，解析除氧技术依旧具备较大的进步空间，未来的优化趋势将会重点在于简化操作流程上。

3 结论

综上所述，热能动力设备中的金属防腐蚀措施十分重要，能够从根源保证热能动力设备的运行稳定，相关单位可以通过优化设备工作环境、提高金属本身的抗腐蚀能力以及采用先进的热能动力给水系统除氧技术减少设备中金属腐蚀问题，从多方面因素进行综合考虑，选取合适的手段，以此进行有针对性的预防。

参考文献：

[1] 常坤.新形势下电厂锅炉设备在热能动力工程中的应用[J].中外企业家,2020(01):232.

[2] 陈应堂.火力发电中热能动力装置的维护及检测[J].电子世界,2019(22):198-199.

[3] 李响.新形势下火电厂锅炉设备在热能动力工程中的应用研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(07):147+149.