1、1電廠化學及水處理電廠化學及水處理 華北電力大學能源與動力工程學院華北電力大學能源與動力工程學院劉忠劉忠培訓講座培訓講座 2第第9章章 熱力設備的腐蝕及其防止熱力設備的腐蝕及其防止 1 1 金屬腐蝕的基本理論金屬腐蝕的基本理論 2 2 給水系統金屬的腐蝕給水系統金屬的腐蝕 3 3 汽包爐水汽系統的腐蝕及防止汽包爐水汽系統的腐蝕及防止 4 4 熱力設備的停用保護熱力設備的停用保護3（1 1）金屬腐蝕及其分類）金屬腐蝕及其分類 金屬腐蝕是指金屬腐蝕是指金屬表面與周圍環境發生化學或電金屬表面與周圍環境發生化學或電化學作用而引起金屬破壞或變質的現象。化學作用而引起金屬破壞或變質的現象。 環境一般指材料

2、所處的介質、溫度和壓力等。環境一般指材料所處的介質、溫度和壓力等。 電廠的熱力設備在制造、運輸、安裝、運行和停電廠的熱力設備在制造、運輸、安裝、運行和停運期間，會發生各種形態的腐蝕。運期間，會發生各種形態的腐蝕。 金屬腐蝕按其腐蝕機理的不同可分為化學腐蝕和金屬腐蝕按其腐蝕機理的不同可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。電化學腐蝕兩類。4化學腐蝕化學腐蝕 金屬的表面與其周圍介質直接進行化學反應，在金屬的表面與其周圍介質直接進行化學反應，在不產生電流不產生電流的情況下使金屬遭到破壞的現象稱為的情況下使金屬遭到破壞的現象稱為化學腐蝕。化學腐蝕。 這種腐蝕多發生在非導體中或干燥氣體中。這種腐蝕多發生在非導體

3、中或干燥氣體中。 例如爐管的外表面受高溫爐煙的氧化，在過熱蒸例如爐管的外表面受高溫爐煙的氧化，在過熱蒸汽中形成的汽水腐蝕，不含水的潤滑油對金屬的汽中形成的汽水腐蝕，不含水的潤滑油對金屬的腐蝕等，均屬于化學腐蝕類。腐蝕等，均屬于化學腐蝕類。電化學腐蝕電化學腐蝕 在金屬遭到破壞的過程中，伴有在金屬遭到破壞的過程中，伴有電流產生電流產生的腐蝕的腐蝕稱為電化學腐蝕。稱為電化學腐蝕。 金屬在水溶液中或在潮濕空氣中的腐蝕，屬于電金屬在水溶液中或在潮濕空氣中的腐蝕，屬于電化學腐蝕。化學腐蝕。 如在電廠，原水、補給水、給水、鍋爐水、冷卻如在電廠，原水、補給水、給水、鍋爐水、冷卻水以及與濕蒸汽接觸的設備所遭受的

4、腐蝕等。水以及與濕蒸汽接觸的設備所遭受的腐蝕等。5（2）電極電位）電極電位 將一塊金屬插入電解質溶液中時所構成的體系，稱為電極。將一塊金屬插入電解質溶液中時所構成的體系，稱為電極。電廠中所有與水相接觸的熱力設備均可看作為這樣的電極。電廠中所有與水相接觸的熱力設備均可看作為這樣的電極。 金屬是以金屬晶體的形式存在的，在金屬晶體中，金屬的金屬是以金屬晶體的形式存在的，在金屬晶體中，金屬的原子和金屬的陽離子構成晶體的晶格結點，自由電子在晶原子和金屬的陽離子構成晶體的晶格結點，自由電子在晶格間的孔隙中作無規則運動，通過靜電引力使各晶格結點格間的孔隙中作無規則運動，通過靜電引力使各晶格結點的金屬原子或金

5、屬陽離子緊密聯系起來，也使各晶格結點的金屬原子或金屬陽離子緊密聯系起來，也使各晶格結點在金屬原子和金屬離子之間不斷相互轉化。在金屬原子和金屬離子之間不斷相互轉化。 當金屬與水溶液接觸時，由于極性水分子的水合作用，使當金屬與水溶液接觸時，由于極性水分子的水合作用，使金屬陽離子脫離其表面形成水合離子溶入水溶液中，反應金屬陽離子脫離其表面形成水合離子溶入水溶液中，反應如下：如下： Fe + nH2O = Fe2+nH2O + 2e6 由于金屬陽離子脫離金屬表面，而自由電子仍留在金屬上，由于金屬陽離子脫離金屬表面，而自由電子仍留在金屬上，因此金屬帶負電，水溶液帶正電。因此金屬帶負電，水溶液帶正電。 通

6、過靜電引力，溶液中的過剩陽離子緊緊靠近金屬表面，通過靜電引力，溶液中的過剩陽離子緊緊靠近金屬表面，與金屬上的多余負電荷形成雙電層。與金屬上的多余負電荷形成雙電層。 隨著金屬的不斷溶解，金屬中的負隨著金屬的不斷溶解，金屬中的負電荷越來越多，其對于金屬陽離子電荷越來越多，其對于金屬陽離子的束縛作用越來越強，金屬的溶解的束縛作用越來越強，金屬的溶解速度逐漸降低。速度逐漸降低。 另一方面，水溶液中的金屬陽離子可以擺脫水分子的水合另一方面，水溶液中的金屬陽離子可以擺脫水分子的水合作用而返回到金屬的表面發生沉積，同樣隨著金屬的不斷作用而返回到金屬的表面發生沉積，同樣隨著金屬的不斷溶解，這種沉積的趨勢將越來

7、越強，即金屬離子的沉積速溶解，這種沉積的趨勢將越來越強，即金屬離子的沉積速度逐漸增大。度逐漸增大。 當金屬與溶液之間發生的這種溶解和沉積的速度相等時，當金屬與溶液之間發生的這種溶解和沉積的速度相等時，則電極反應達到動態平衡。此時，雙電層中正負電荷的數則電極反應達到動態平衡。此時，雙電層中正負電荷的數量相對穩定，溶液中的過剩離子數量亦穩定。量相對穩定，溶液中的過剩離子數量亦穩定。7 由于雙電層的形成，金屬和溶液之間就產生了電位差，這由于雙電層的形成，金屬和溶液之間就產生了電位差，這種電位差成為該金屬在此溶液中的電極電位。種電位差成為該金屬在此溶液中的電極電位。 電極電位大小與電極的性質、溶液的濃

8、度和溫度有關。電極電位大小與電極的性質、溶液的濃度和溫度有關。 不同金屬的電極電位不同，同種金屬與不同溶液所形成的不同金屬的電極電位不同，同種金屬與不同溶液所形成的電極電位也不相同。電極電位也不相同。8（）腐蝕電池（）腐蝕電池 當電極過程達到平衡時，金屬與溶液間形成的雙電層處于當電極過程達到平衡時，金屬與溶液間形成的雙電層處于一種動態平衡，它將阻礙金屬繼續溶解。若將金屬上的自一種動態平衡，它將阻礙金屬繼續溶解。若將金屬上的自由電子引出則平衡將被破壞，金屬將繼續溶解。由電子引出則平衡將被破壞，金屬將繼續溶解。 不同電極的電極電位不同，如果將兩個不同電極連接起來，不同電極的電極電位不同，如果將兩個

9、不同電極連接起來，形成閉合回路即組成原電池。如由銅電極與鋅電極組成的形成閉合回路即組成原電池。如由銅電極與鋅電極組成的銅一鋅原電池。銅一鋅原電池。 由于銅電極的電極電位高于鋅電極的電極電位，即銅的溶由于銅電極的電極電位高于鋅電極的電極電位，即銅的溶解能力弱于鋅，故鋅電極上有更多的剩余自由電子，這些解能力弱于鋅，故鋅電極上有更多的剩余自由電子，這些自由電子在兩電極間的電位差的作用下，通過導線到達銅自由電子在兩電極間的電位差的作用下，通過導線到達銅電極，在外電路形成電流。電極，在外電路形成電流。 此時銅電極上的自由電子過剩，溶液中的銅離子沉積到銅此時銅電極上的自由電子過剩，溶液中的銅離子沉積到銅電

10、極板上中和過剩的自由電子，而在鋅電極上，由于自由電極板上中和過剩的自由電子，而在鋅電極上，由于自由電子數量減少，平衡被破壞，鋅將繼續溶解。該過程一直電子數量減少，平衡被破壞，鋅將繼續溶解。該過程一直持續到鋅極板完全溶解為止，這種能將化學能轉變為電能持續到鋅極板完全溶解為止，這種能將化學能轉變為電能的裝置稱為原電池。的裝置稱為原電池。9 金屬各部位形成不同電位的原因很多，如金屬中金屬各部位形成不同電位的原因很多，如金屬中含有雜質又處于介質含有雜質又處于介質(潮濕空氣、水或電解質溶液潮濕空氣、水或電解質溶液)中時，金屬晶粒與晶界之間的能量差別，金屬加中時，金屬晶粒與晶界之間的能量差別，金屬加工時所

11、產生的變形和內應力不同而造成的金屬的工時所產生的變形和內應力不同而造成的金屬的物理不均勻性，金屬所接觸的溶液組成和濃度的物理不均勻性，金屬所接觸的溶液組成和濃度的差異，金屬表面的溫度不同等。差異，金屬表面的溫度不同等。 實際上，腐蝕電池是由于各種原因在金屬的某些實際上，腐蝕電池是由于各種原因在金屬的某些部分形成的許多肉眼看不見的小型微原電池。部分形成的許多肉眼看不見的小型微原電池。 在原電池中，失去電子的金屬電極上發生氧化反在原電池中，失去電子的金屬電極上發生氧化反應，該金屬溶解應，該金屬溶解(即腐蝕即腐蝕)，此電極稱為陽極，此電極稱為陽極(如鋅如鋅電極電極)，另一個得到電子發生還原反應的電極

12、稱為，另一個得到電子發生還原反應的電極稱為陰極陰極(如銅電極如銅電極)。10 金屬的電化學腐蝕是由腐蝕電池作用引起的，其金屬的電化學腐蝕是由腐蝕電池作用引起的，其腐蝕速度決定于此腐蝕電池所產生電流的大小，腐蝕速度決定于此腐蝕電池所產生電流的大小，據此，可估算出腐蝕速度。據此，可估算出腐蝕速度。 在腐蝕電池中，金屬本體就是它的外電路。照此在腐蝕電池中，金屬本體就是它的外電路。照此說來，其電流應該很大，腐蝕速度很快，但是實說來，其電流應該很大，腐蝕速度很快，但是實際上腐蝕速度要遠遠小于估算值。際上腐蝕速度要遠遠小于估算值。 這是因為當電池形成閉合回路后，即使時間很短，這是因為當電池形成閉合回路后，

13、即使時間很短，其兩極的電位差也會比原先的數值小得多。這種其兩極的電位差也會比原先的數值小得多。這種電位差比起始值減小的現象稱為極化。電位差比起始值減小的現象稱為極化。 當電池接通后，陰極電位變低當電池接通后，陰極電位變低( (稱為陰極極化稱為陰極極化) )，陽極電位變高陽極電位變高( (稱為陽極極化稱為陽極極化) )，從而導致陰極和，從而導致陰極和陽極的電位差變小。極化的結果是腐蝕速度大幅陽極的電位差變小。極化的結果是腐蝕速度大幅度降低。度降低。（）極化與去極化（）極化與去極化11 通常，在腐蝕電池中陽極極化的程度不大，只有通常，在腐蝕電池中陽極極化的程度不大，只有當陽極上因氧化產物的積累使金

14、屬表面狀態發生當陽極上因氧化產物的積累使金屬表面狀態發生了變化，產生了所謂鈍態的情況下，才顯示出顯了變化，產生了所謂鈍態的情況下，才顯示出顯著的極化。著的極化。 而在陰極部分，假使接受電子的物質不能迅速地而在陰極部分，假使接受電子的物質不能迅速地擴散，或者陰極反應產物不能很快被排走，則由擴散，或者陰極反應產物不能很快被排走，則由于金屬傳送電子的速度很快，由陽極傳送過來的于金屬傳送電子的速度很快，由陽極傳送過來的電子就會堆積起來，產生陰極極化。電子就會堆積起來，產生陰極極化。 因此，在發生電化學腐蝕的情況下，溶液中必定因此，在發生電化學腐蝕的情況下，溶液中必定有易于接受電子的物質，這些物質在陰極

15、上接受有易于接受電子的物質，這些物質在陰極上接受電子，消除陰極的極化，使腐蝕速度加快。這種電子，消除陰極的極化，使腐蝕速度加快。這種消除或減小電極極化的作用稱為去極化。起去極消除或減小電極極化的作用稱為去極化。起去極化作用的物質稱為去極化劑。化作用的物質稱為去極化劑。12 例如，當水中有溶解氧例如，當水中有溶解氧(O2)時，水中溶解氧將會時，水中溶解氧將會消耗陰極上的自由電子起去極化作用：消耗陰極上的自由電子起去極化作用：O2+2H2O+4e 4OH 這種水中溶解氧充當去極化劑發生的金屬腐蝕過這種水中溶解氧充當去極化劑發生的金屬腐蝕過程稱為吸氧腐蝕（氧的去極化腐蝕）。程稱為吸氧腐蝕（氧的去極化

16、腐蝕）。 當水溶液的當水溶液的pH值較低時，水中值較低時，水中H+濃度大，此時濃度大，此時H+就是去極化劑，它的去極化作用為：就是去極化劑，它的去極化作用為：2H+2e H2 這種氫離子充當去極化劑，發生的金屬腐蝕過程這種氫離子充當去極化劑，發生的金屬腐蝕過程稱為析氫腐蝕（氫的去極化腐蝕）。稱為析氫腐蝕（氫的去極化腐蝕）。13（）金屬的腐蝕速度（）金屬的腐蝕速度 金屬腐蝕的速度是表示單位時間內金屬腐蝕程度的金屬腐蝕的速度是表示單位時間內金屬腐蝕程度的一種方法，通常是用平均腐蝕速度來表示。平均腐一種方法，通常是用平均腐蝕速度來表示。平均腐蝕速度有時簡稱為腐蝕速度。常用的兩種腐蝕速度蝕速度有時簡稱

17、為腐蝕速度。常用的兩種腐蝕速度表示方法為：表示方法為： (1)按質量的減少表示按質量的減少表示。金屬的腐蝕程度可以由樣。金屬的腐蝕程度可以由樣品腐蝕后重量的減少來評定。這種方法常用來比較品腐蝕后重量的減少來評定。這種方法常用來比較各種介質的侵蝕性。各種介質的侵蝕性。 (2)按腐蝕深度表示。按腐蝕深度表示。當兩種金屬的密度不同時，當兩種金屬的密度不同時，按重量計若其腐蝕速度相等，它們的腐蝕深度顯然按重量計若其腐蝕速度相等，它們的腐蝕深度顯然是不等的，密度大的金屬，其腐蝕深度要淺一些。是不等的，密度大的金屬，其腐蝕深度要淺一些。因此，為了表示腐蝕的危害性，用腐蝕深度來評定因此，為了表示腐蝕的危害性

18、，用腐蝕深度來評定腐蝕速度更為適當，通常用毫米年來表示。腐蝕速度更為適當，通常用毫米年來表示。14（）影響電化學腐蝕的因素（）影響電化學腐蝕的因素 影響金屬腐蝕的因素可分為金屬本身的內在因素和周圍介影響金屬腐蝕的因素可分為金屬本身的內在因素和周圍介質的外在因素兩方面。質的外在因素兩方面。 內在因素有金屬的種類、結構，金屬中含有的雜質等。其內在因素有金屬的種類、結構，金屬中含有的雜質等。其中，金屬的種類是一個很重要的因素，不同金屬的耐腐蝕中，金屬的種類是一個很重要的因素，不同金屬的耐腐蝕性能有很大差別。性能有很大差別。 對于某一確定的金屬設備來說，外在因素的影響就成為影對于某一確定的金屬設備來說

19、，外在因素的影響就成為影響該設備金屬腐蝕的主要因素。影響金屬腐蝕的外在因素響該設備金屬腐蝕的主要因素。影響金屬腐蝕的外在因素主要包括水中的溶解氧量、主要包括水中的溶解氧量、pH值、溫度、鹽類的成分和值、溫度、鹽類的成分和含量等。含量等。15第第9章章 熱力設備的腐蝕及其防止熱力設備的腐蝕及其防止 1 1 金屬腐蝕的基本理論金屬腐蝕的基本理論 2 2 給水系統金屬的腐蝕給水系統金屬的腐蝕 3 3 汽包爐水汽系統的腐蝕及防止汽包爐水汽系統的腐蝕及防止 4 4 熱力設備的停用保護熱力設備的停用保護16（）給水系統的腐蝕（）給水系統的腐蝕 鍋爐給水系統包括給水和凝結水管道，給水泵，鍋爐給水系統包括給水

20、和凝結水管道，給水泵，凝結水泵，高、低壓加熱器，省煤器，疏水箱等凝結水泵，高、低壓加熱器，省煤器，疏水箱等設備。在此系統中的水所溶解的氧和二氧化碳是設備。在此系統中的水所溶解的氧和二氧化碳是引起該系統金屬腐蝕的主要原因。引起該系統金屬腐蝕的主要原因。1）溶解氧腐蝕）溶解氧腐蝕 水中的溶解氧對水中的碳鋼的腐蝕具有雙重作用，水中的溶解氧對水中的碳鋼的腐蝕具有雙重作用，它既可以導致鋼鐵腐蝕，又可以使碳鋼發生鈍化。它既可以導致鋼鐵腐蝕，又可以使碳鋼發生鈍化。17 當水中雜質較多（當水中雜質較多（H電導率電導率0.3S/cm）時，溶解）時，溶解氧主要起腐蝕作用，腐蝕速率隨溶解氧濃度的提氧主要起腐蝕作用，

21、腐蝕速率隨溶解氧濃度的提高而增大。因此水質較差時，為控制氧腐蝕，盡高而增大。因此水質較差時，為控制氧腐蝕，盡可能除盡水中的溶解氧。可能除盡水中的溶解氧。 在高純水中（在高純水中（H電導率電導率200，水，水pH=8.711， 有適當有適當的的N2H4過剩量，最好能加催化劑。過剩量，最好能加催化劑。 電廠通常將濃度為電廠通常將濃度為40的工業水合聯氨配成濃度為的工業水合聯氨配成濃度為0.10.2的稀溶液，用活塞泵打入除氧器出口管道中。的稀溶液，用活塞泵打入除氧器出口管道中。為了保證除氧效果，一般維持省煤器進口給水中為了保證除氧效果，一般維持省煤器進口給水中N2H4的量的量在在2050gL。在鍋爐

22、啟動階段，應加大聯氨的加藥量，在鍋爐啟動階段，應加大聯氨的加藥量，控制聯氨的過剩量在控制聯氨的過剩量在100gL。 聯氨的加藥點一般設在除氧器出口的給水母管中，但考慮聯氨的加藥點一般設在除氧器出口的給水母管中，但考慮為延長聯氨與氧的作用時間，并且利用聯氨的還原性，減為延長聯氨與氧的作用時間，并且利用聯氨的還原性，減輕低壓加熱器銅管的腐蝕，可以考慮將聯氨加藥點設置在輕低壓加熱器銅管的腐蝕，可以考慮將聯氨加藥點設置在凝結水泵的出口。凝結水泵的出口。252）給水加氨處理）給水加氨處理 目的是提高給水的目的是提高給水的pH值，防止產生游離值，防止產生游離CO2的酸性腐蝕。的酸性腐蝕。 原理原理 氨氨(

23、NH3)溶于水稱為氨水，呈堿性：溶于水稱為氨水，呈堿性： NH3H2ONH4+OH- 氨水的堿性可中和氨水的堿性可中和CO2與水作用生成的碳酸產生的與水作用生成的碳酸產生的H+： NH3H2O+H2CO3 NH4HCO3+H2O； NH4HCO3+ NH3H2O (NH4)2CO3+H2O 因此，通過加氨處理，可提高給水的因此，通過加氨處理，可提高給水的pH值，防止產生游值，防止產生游離離CO2的酸性腐蝕。的酸性腐蝕。 從銅鐵防腐效果上全面考慮，目前一般將給水的從銅鐵防腐效果上全面考慮，目前一般將給水的pH值調值調節在節在8.59.2范圍內。范圍內。 若單從減緩鋼材腐蝕來說，給水的若單從減緩鋼

24、材腐蝕來說，給水的pH值高于值高于9為好。但在為好。但在熱力系統中，低壓加熱器及疏水冷卻器、凝汽器都使用了熱力系統中，低壓加熱器及疏水冷卻器、凝汽器都使用了銅合金材料，當銅合金材料，當pH值大于值大于9時，銅的腐蝕隨時，銅的腐蝕隨pH值增大而值增大而明顯加快。明顯加快。26加氨的方法加氨的方法 氨處理常用的藥品有液氨和氨水。氨處理常用的藥品有液氨和氨水。 由于氨為揮發性物質，不論在熱力系統的哪一部由于氨為揮發性物質，不論在熱力系統的哪一部位加藥，都可使整個汽水系統中有氨。位加藥，都可使整個汽水系統中有氨。 一般常把氨加在補給水和給水中。一般常把氨加在補給水和給水中。 電廠一般是將濃氨液配成電廠

25、一般是將濃氨液配成15的稀溶液，與的稀溶液，與聯氨用同一加藥泵加入除氧器出口管的給水中。聯氨用同一加藥泵加入除氧器出口管的給水中。也可以設置單獨的加藥泵。也可以設置單獨的加藥泵。27第第9章章 熱力設備的腐蝕及其防止熱力設備的腐蝕及其防止 1 1 金屬腐蝕的基本理論金屬腐蝕的基本理論 2 2 給水系統金屬的腐蝕給水系統金屬的腐蝕 3 3 汽包爐水汽系統的腐蝕及防止汽包爐水汽系統的腐蝕及防止 4 4 熱力設備的停用保護熱力設備的停用保護28 鍋爐運行時，鍋爐內水汽的溫度和壓力較高或很鍋爐運行時，鍋爐內水汽的溫度和壓力較高或很高，爐管管壁溫度很高，設備的各部分的應力很高，爐管管壁溫度很高，設備的各

26、部分的應力很大，而且給水中雜質在鍋爐內發生濃縮和析出，大，而且給水中雜質在鍋爐內發生濃縮和析出，在鍋內常集積有沉淀物，這些因素都會促進腐蝕，在鍋內常集積有沉淀物，這些因素都會促進腐蝕，并使腐蝕問題復雜化。并使腐蝕問題復雜化。 所以，雖然進入鍋爐的水都是經過除氧的，鍋爐所以，雖然進入鍋爐的水都是經過除氧的，鍋爐水的水的pH值也常常比較高，但仍然會發生腐蝕。值也常常比較高，但仍然會發生腐蝕。29（1）沉積物下腐蝕）沉積物下腐蝕 當鍋爐內金屬表面附著有水垢或水渣時，在其下當鍋爐內金屬表面附著有水垢或水渣時，在其下面會發生嚴重的腐蝕，稱為沉積物下腐蝕。這種面會發生嚴重的腐蝕，稱為沉積物下腐蝕。這種腐蝕

27、和鍋爐水的局部濃縮有關，因此也稱為介質腐蝕和鍋爐水的局部濃縮有關，因此也稱為介質濃縮腐蝕。這是目前高壓鍋爐內常見的一種腐蝕，濃縮腐蝕。這是目前高壓鍋爐內常見的一種腐蝕，屬于局部腐蝕。屬于局部腐蝕。腐蝕機理腐蝕機理 在正常運行條件下，鍋爐內金屬表面上常覆蓋著在正常運行條件下，鍋爐內金屬表面上常覆蓋著一層一層Fe3O4膜，這是金屬表面在高溫鍋爐水中形膜，這是金屬表面在高溫鍋爐水中形成的：成的： 3Fe+4H2O Fe3O4+4H230 這樣形成的這樣形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保護性膜是致密的，具有良好的保護性能，鍋爐可以不遭到腐蝕。如果此能，鍋爐可以不遭到腐蝕。如果此Fe3O4膜遭到破

28、膜遭到破壞，金屬表面直接與高溫爐水接觸，易受腐蝕。壞，金屬表面直接與高溫爐水接觸，易受腐蝕。 促使促使Fe3O4膜破壞的一個重要因素，是鍋爐水的膜破壞的一個重要因素，是鍋爐水的pH值不合適。值不合適。 當當pH13時，腐蝕速度也明顯加快。因為保護膜時，腐蝕速度也明顯加快。因為保護膜也被溶解，且鐵與也被溶解，且鐵與NaOH直接反應：直接反應： Fe3O4+4NaOH = 2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O Fe+2NaOH = Na2FeO2+H231 根據鍋爐水中含有的雜質，沉積物下的腐蝕可分為以下兩根據鍋爐水中含有的雜質，沉積物下的腐蝕可分為以下兩種情況：種情況： 酸性腐蝕酸性腐蝕 當

29、凝汽器發生泄漏，而且冷卻水是海水或苦咸水時，冷卻當凝汽器發生泄漏，而且冷卻水是海水或苦咸水時，冷卻水中的水中的MgCl2和和CaCl2進入鍋爐，水解產生鹽酸，其反應進入鍋爐，水解產生鹽酸，其反應式為：式為： MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O Ca(OH)2+2HCl 這兩個反應的生成物這兩個反應的生成物Mg(OH)2和和Ca(OH)2會形成沉積物，會形成沉積物，使沉積物下蒸發濃縮鍋水的使沉積物下蒸發濃縮鍋水的pH值迅速下降，破壞保護膜，值迅速下降，破壞保護膜，發生酸對金屬的腐蝕，稱酸性腐蝕。發生酸對金屬的腐蝕，稱酸性腐蝕。32 堿性腐蝕堿性腐蝕 當補給水中含

30、有碳酸鹽或者凝汽器發生泄漏，碳酸鹽類分當補給水中含有碳酸鹽或者凝汽器發生泄漏，碳酸鹽類分解使鍋爐水中出現游離解使鍋爐水中出現游離NaOH，反應如下：反應如下： NaHCO3 CO2+NaOH Na2CO3+H2O CO2+2NaOH 3Ca(HCO3)2+3Na3PO4 6CO2+Ca3(PO4)2+6NaOH 這樣使沉積物下蒸發濃縮的鍋爐水的這樣使沉積物下蒸發濃縮的鍋爐水的pH值很快升至值很快升至13以以上，破壞保護膜，發生堿對金屬的腐蝕，稱為堿性腐蝕。上，破壞保護膜，發生堿對金屬的腐蝕，稱為堿性腐蝕。33（2）腐蝕類型）腐蝕類型 在沉積物下可能發生酸性或堿性兩種不同類型的在沉積物下可能發生

31、酸性或堿性兩種不同類型的腐蝕。這兩種腐蝕，又根據其損傷情況的不同，腐蝕。這兩種腐蝕，又根據其損傷情況的不同，分為延性腐蝕和脆性腐蝕。分為延性腐蝕和脆性腐蝕。延性腐蝕延性腐蝕 這種腐蝕多發生在多孔沉積物下面，是由于沉積這種腐蝕多發生在多孔沉積物下面，是由于沉積物下的堿性增強而產生的。物下的堿性增強而產生的。 特征是產生凹凸不平的腐蝕坑，坑上覆蓋有腐蝕特征是產生凹凸不平的腐蝕坑，坑上覆蓋有腐蝕產物，坑下金相組織和機械性能都沒有變化。產物，坑下金相組織和機械性能都沒有變化。 當腐蝕坑達到一定的深度以后，管壁變薄，這時當腐蝕坑達到一定的深度以后，管壁變薄，這時便會因過熱而鼓包或爆管。便會因過熱而鼓包或

32、爆管。34脆性腐蝕脆性腐蝕 這種腐蝕多發生在比較致密的沉積物下面，是由這種腐蝕多發生在比較致密的沉積物下面，是由于沉積物下酸性增強而產生的。發生這種腐蝕時，于沉積物下酸性增強而產生的。發生這種腐蝕時，產生的產生的H2使金屬有明顯的脫碳現象，腐蝕部位的使金屬有明顯的脫碳現象，腐蝕部位的金相組織發生了變化，即金相組織發生了變化，即 C+2H2 = CH4 產生的甲烷氣體在沉積物下不易逸出，以致在晶產生的甲烷氣體在沉積物下不易逸出，以致在晶格間形成較大的應力，導致金屬逐漸形成裂紋，格間形成較大的應力，導致金屬逐漸形成裂紋，使金屬變脆。嚴重時，管壁還未變薄就會爆管。使金屬變脆。嚴重時，管壁還未變薄就會

33、爆管。 這種腐蝕是因為腐蝕反應中產生的氫滲入到金屬這種腐蝕是因為腐蝕反應中產生的氫滲入到金屬內部引起的，因此又稱為氫脆。內部引起的，因此又稱為氫脆。35（3 3）防止方法）防止方法 發生沉積物下腐蝕的基本條件是鍋爐爐管上有沉積物和鍋發生沉積物下腐蝕的基本條件是鍋爐爐管上有沉積物和鍋爐水有侵蝕性。因此，要防止沉積物下腐蝕，既要防止鍋爐水有侵蝕性。因此，要防止沉積物下腐蝕，既要防止鍋爐爐管上形成沉積物又要消除鍋爐水的侵蝕性。通常采用爐爐管上形成沉積物又要消除鍋爐水的侵蝕性。通常采用以下措施：以下措施： 1)1)新裝鍋爐投入運行前，應進行化學清洗，鍋爐運行后要新裝鍋爐投入運行前，應進行化學清洗，鍋爐

34、運行后要定期清洗，以除去沉積在金屬管壁上的腐蝕產物。定期清洗，以除去沉積在金屬管壁上的腐蝕產物。 2)2)提高給水水質，防止給水系統腐蝕而使給水中的銅、鐵提高給水水質，防止給水系統腐蝕而使給水中的銅、鐵含量增大。含量增大。 3)3)盡量防止凝汽器泄漏。盡量防止凝汽器泄漏。 4)4)調節鍋爐水水質，消除或減少鍋爐水中的侵蝕性雜質。調節鍋爐水水質，消除或減少鍋爐水中的侵蝕性雜質。 5)5)做好鍋爐的停用保護工作，防止停用腐蝕，以免爐管金做好鍋爐的停用保護工作，防止停用腐蝕，以免爐管金屬表面上附著腐蝕產物，同時，還可避免由于停用腐蝕產屬表面上附著腐蝕產物，同時，還可避免由于停用腐蝕產物而增加運行時鍋

35、爐水的含鐵量。物而增加運行時鍋爐水的含鐵量。36第第9章章 熱力設備的腐蝕及其防止熱力設備的腐蝕及其防止 1 1 金屬腐蝕的基本理論金屬腐蝕的基本理論 2 2 給水系統金屬的腐蝕給水系統金屬的腐蝕 3 3 汽包爐水汽系統的腐蝕及防止汽包爐水汽系統的腐蝕及防止 4 4 熱力設備的停用保護熱力設備的停用保護37（1）熱力設備停用時的腐蝕）熱力設備停用時的腐蝕 熱力設備停用時，如果不采取有效的保護措施，熱力設備停用時，如果不采取有效的保護措施，其水汽系統的金屬內表面會發生嚴重的氧腐蝕，其水汽系統的金屬內表面會發生嚴重的氧腐蝕，這種腐蝕稱為停用腐蝕。這種腐蝕稱為停用腐蝕。 發生這種腐蝕是因為當熱力設備

36、（如鍋爐）停用發生這種腐蝕是因為當熱力設備（如鍋爐）停用后，外界空氣必然會大量進入爐內水汽系統內，后，外界空氣必然會大量進入爐內水汽系統內，此時，鍋爐雖已放水，但在爐管金屬的內表面上此時，鍋爐雖已放水，但在爐管金屬的內表面上往往因受潮而附著一薄層水膜，空氣中的氧便溶往往因受潮而附著一薄層水膜，空氣中的氧便溶解在此水膜中，使水膜中飽含溶解氧，所以很容解在此水膜中，使水膜中飽含溶解氧，所以很容易引起金屬的氧腐蝕。易引起金屬的氧腐蝕。 若停用后未將鍋內的水排放或者有的部位水無法若停用后未將鍋內的水排放或者有的部位水無法放盡，使一些金屬表面仍被水浸潤著，則同樣會放盡，使一些金屬表面仍被水浸潤著，則同樣

37、會因大量空氣中的氧溶解在這些水中，而使金屬遭因大量空氣中的氧溶解在這些水中，而使金屬遭到溶解氧腐蝕。到溶解氧腐蝕。38 停用腐蝕的危害性有兩方面：一方面，在短期內停用腐蝕的危害性有兩方面：一方面，在短期內使停用設備金屬表面遭到大面積腐蝕，而運行鍋使停用設備金屬表面遭到大面積腐蝕，而運行鍋爐一般只在省煤器前部發生氧腐蝕，另一方面，爐一般只在省煤器前部發生氧腐蝕，另一方面，加劇熱力設備運行時的腐蝕。加劇熱力設備運行時的腐蝕。 停爐腐蝕產物在鍋爐運行時大量進入鍋爐水中，停爐腐蝕產物在鍋爐運行時大量進入鍋爐水中，使鍋爐水含鐵量增大，加劇鍋爐爐管中沉積物的使鍋爐水含鐵量增大，加劇鍋爐爐管中沉積物的形成。

38、形成。 停用腐蝕使金屬表面上產生的沉積物及所造成的停用腐蝕使金屬表面上產生的沉積物及所造成的金屬表面粗糙狀態，會成為運行中腐蝕的促進因金屬表面粗糙狀態，會成為運行中腐蝕的促進因素。素。 因此，在鍋爐停用期間，必須對其水汽系統采取因此，在鍋爐停用期間，必須對其水汽系統采取保護措施。保護措施。39（2）鍋爐停用保護的方法）鍋爐停用保護的方法 防止鍋爐水汽系統發生停用腐蝕的方法較多，按防止鍋爐水汽系統發生停用腐蝕的方法較多，按其作用原理可分為以下三類：其作用原理可分為以下三類： 1)阻止空氣進入停用鍋爐的水汽系統內。這類方阻止空氣進入停用鍋爐的水汽系統內。這類方法包括充氮法、保持蒸汽壓力法等。法包括

39、充氮法、保持蒸汽壓力法等。 2)降低熱力設備水汽系統內部的濕度。當停用設降低熱力設備水汽系統內部的濕度。當停用設備內部相對濕度小于備內部相對濕度小于20時，就能避免腐蝕。這時，就能避免腐蝕。這類方法有烘干法、干燥劑法等。類方法有烘干法、干燥劑法等。 3)加緩蝕劑，使金屬表面生成保護膜，如加十八加緩蝕劑，使金屬表面生成保護膜，如加十八烷胺。烷胺。40加加聯氨聯氨氨法氨法 此法是在鍋爐內充滿聯氨此法是在鍋爐內充滿聯氨(N2H4)和氨和氨(NH3)的混合的混合液。利用聯氨的還原性，除掉水中的溶解氧。液。利用聯氨的還原性，除掉水中的溶解氧。 加氨的目的是調節水的加氨的目的是調節水的pH。 聯氨的過剩量

40、應維持在聯氨的過剩量應維持在200mg/L，pH10。 在保護過程中，應定期檢查聯氨濃度和在保護過程中，應定期檢查聯氨濃度和pH值，若值，若不符合要求，應及時采取措施。不符合要求，應及時采取措施。 聯氨法宜用于停用時間較長或備用的鍋爐。使用聯氨法宜用于停用時間較長或備用的鍋爐。使用聯氨保護的鍋爐，在啟動前，應將聯氨和氨水排聯氨保護的鍋爐，在啟動前，應將聯氨和氨水排放干凈，并進行沖洗。放干凈，并進行沖洗。 在鍋爐點火以后，應先向空排汽，當蒸汽中氨含在鍋爐點火以后，應先向空排汽，當蒸汽中氨含量小于量小于2mgkg時才可送汽，以免氨濃度過大腐時才可送汽，以免氨濃度過大腐蝕凝汽器銅管。蝕凝汽器銅管。4

41、1保持給水壓力法保持給水壓力法 是在鍋爐內充滿除氧合格的給水，并用給水泵頂是在鍋爐內充滿除氧合格的給水，并用給水泵頂壓，使鍋爐內水的壓力為壓，使鍋爐內水的壓力為0.51.0MPa，然后將然后將水汽系統所有閥門關閉，以防止空氣滲入鍋爐內水汽系統所有閥門關閉，以防止空氣滲入鍋爐內而達到防腐的目的。而達到防腐的目的。 保護期間應嚴密監督鍋爐內的壓力。如果發現水保護期間應嚴密監督鍋爐內的壓力。如果發現水的壓力下降，應查明原因，再送水頂壓。保護期的壓力下降，應查明原因，再送水頂壓。保護期間應每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超過給間應每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超過給水所允許的標準，應換含氧量合格的給

42、水。水所允許的標準，應換含氧量合格的給水。 此法一般適用于短期停用的鍋爐。冬季采用此法此法一般適用于短期停用的鍋爐。冬季采用此法保護時，應有防凍措施。保護時，應有防凍措施。42 氨液法氨液法 氨液法是基于在含氨量很大的水氨液法是基于在含氨量很大的水(8001000mg/L)中，鋼中，鋼鐵具有不會被氧腐蝕的性能。鐵具有不會被氧腐蝕的性能。 氨液停用保護法，是將凝結水或補給水配制成含氨量為氨液停用保護法，是將凝結水或補給水配制成含氨量為800mg/L以上的稀氨液，用泵打人鍋爐水汽系統內，并使以上的稀氨液，用泵打人鍋爐水汽系統內，并使其在系統內進行循環，直到各采樣點取得樣品的氨液濃度其在系統內進行循

43、環，直到各采樣點取得樣品的氨液濃度趨于相同，然后將鍋爐所有閥門關嚴，以免氨液漏掉。在趨于相同，然后將鍋爐所有閥門關嚴，以免氨液漏掉。在保護期間，每星期應分析氨液濃度一次，若發現氨的劑量保護期間，每星期應分析氨液濃度一次，若發現氨的劑量顯著下降，應尋找原因，采取預防措施并補加新氨液。顯著下降，應尋找原因，采取預防措施并補加新氨液。 鍋爐充氨液前，應將存水放掉，立式過熱器內存水應用氨鍋爐充氨液前，應將存水放掉，立式過熱器內存水應用氨液將積水頂出。因為氨液對銅制件有腐蝕作用，事先應拆液將積水頂出。因為氨液對銅制件有腐蝕作用，事先應拆除或者隔離可能與氨液接觸的銅制件。氨液容易蒸發，故除或者隔離可能與氨

44、液接觸的銅制件。氨液容易蒸發，故水溫不宜過高，系統要求嚴密。水溫不宜過高，系統要求嚴密。 鍋爐啟動前，應將全部氨液排出后再進水，在鍋爐點火并鍋爐啟動前，應將全部氨液排出后再進水，在鍋爐點火并升汽壓后，用蒸汽沖洗過熱器并向空排汽，直到蒸汽中含升汽壓后，用蒸汽沖洗過熱器并向空排汽，直到蒸汽中含氨量小于氨量小于2mg/kg，才可將鍋爐出口蒸汽并入主蒸汽母管或才可將鍋爐出口蒸汽并入主蒸汽母管或向汽輪機送汽。采取這種措施的目的，是為了防止蒸汽含向汽輪機送汽。采取這種措施的目的，是為了防止蒸汽含氨量太高引起銅制件的腐蝕。氨量太高引起銅制件的腐蝕。 氨液法適用于保護長期停用的鍋爐。若冬季鍋爐房氣溫低，氨液法適用于保護長期停用的鍋爐。若冬季鍋爐房氣溫低，有冰凍可能時，采取此法也應有防凍措施。有冰凍可能時，采取此法也應有防凍措施。43烘干法烘干法 適用于從運行轉入檢修的鍋爐的保護。適用于從運行轉入檢修的鍋爐的保護。 鍋爐熄火后，當鍋爐壓力降至一定值，鍋爐水水鍋爐熄火后，當鍋爐壓力降至一定值，鍋爐水水溫大約降至溫大約降至120150時，進行放水。時，進行放水。 放水后，利用爐內余熱或用點火設備在爐內點微放水后，利用爐內余熱或用點火設備在爐內點微火，將鍋內金屬表面烘干，同時輔以負壓系統抽火，將鍋內金屬表面烘干，同時輔以負壓系統抽出濕蒸汽，使鍋爐金屬表面干燥以防止腐蝕。出濕蒸汽，使