论文部分内容阅读
摘 要：针对HG-2994/28.25-YM4型直流锅炉在停运期间外表面长期曝露于大气环境必须进行防腐处理的问题，阐述了影响锅炉腐蚀的原因，并对干风系统保养法的系统结构、工作原理、运行操作和定期要求进行了介绍，对锅炉防腐保养有借鉴意义。
关键词：超临界直流炉；腐蚀；保养
中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0209-02
1 引 言
某电厂一期工程安装1台1050MW超超临界中间再热四缸四排汽凝汽式汽轮机。锅炉为由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的HG-2994/28.25-YM4型直流炉。由于该锅炉有时处于临修或调停备用状态，在停运期间如果没有采用适当的保护措施，设备长期处于腐蚀等级很高大气环境的情况下，易造成设备的腐蚀损坏而影响今后的启动运行。且电厂所在地区地处亚热带，面临南海，气候潮湿、温暖，降水充沛，夏季长、冬季短，呈亚热带海洋性季风气候。根据GB/T19292.1“金属和合金的腐蚀：大气腐蚀性分类”，该地理位置的大气腐蚀等级应为C5级（腐蚀性很高）。因此，对这台超临界锅炉停运期间应该采取适当的防腐措施，即干风保养，保持锅炉在长期停置过程中的汽水设备（省煤器、水冷壁、分离器、过热器、再热器）各金属内表面的干燥，从而减缓锅炉汽水设备金属腐蚀，以延长设备寿命。
2 影响腐蚀的原因
实践证明，锅炉冷备用状态所受到的腐蚀主要是氧化腐蚀。由表1可以清楚得出影响锅炉氧腐蚀的因素及原因。
3 干风防腐保养
锅炉停炉保养的目的主要是为了防止或减轻锅炉受热面管的腐蚀，基本原则如下：不要让空气进入锅炉的汽水系统；停用锅炉汽水系统后，金属表面应保持干燥状态；将金属浸泡在含有除氧剂或其他保护剂的水溶液中。经常用于备用锅炉维护的防腐方法包括湿腐蚀防护，干腐蚀防护和气体腐蚀防护。大容量锅炉通常使用湿式保养法和氮气置换法。湿式保养法比较简单方便，但在冬季必须采用防冻措施；氮气置换法在有冻结危险时，使用较为方便，但需要有操作经验和技术。锅炉采用哪种保养法应根据锅炉停炉时间长短和附属设备情况来决定。现场实践检验表明，锅炉干风保养具有较强的可实施性，操作性，有效性、经济性，充分考虑对设备防锈、防潮、防雨、防盐雾、防尘、防霉、防降绝缘等有较好的防护作用，同时对设备保养过程中对其性能保持和检查。超临界锅炉在停运期间保养宜采用干法保养，这样可以延长锅炉使用寿命。
3.1 干风防腐保养的系统结构
图1为干风保养系统示意图。本系统除湿装置采用杰斯维尔科技有限公司生产的DDC-AC系列低转轮除湿机，共配置三台，每台处理风量4500m3/h，全风压≥10kPa，出口干风湿度≤35%。若单台除湿机处理风量达不到要求时，可增加除湿机的数量，以保障处理风量不小于设计值。设有两条热风闭环循环回路，一条为过热蒸汽系统回路：从末级过热器出口主蒸汽管引入，从省煤器入口给水管道排出，经除湿装置再到末级过热器出口主蒸汽管；另一条为再热蒸汽系统回路：从末级再热器出口水压试验堵阀引入，从低温再热器入口水压试验堵阀排出，经除湿装置再到末级再热器出口水压试验堵阀。
3.2 干风防腐保养的工作原理
系统主要提供的为干风保护即通过保护装置向受保护系统提供足量、相对湿度极底，温度在45～50℃的干风，置换系统内部相对湿度较高的湿空气，控制锅炉汽水系统内部相对湿度在腐蚀控制区（相对湿度低于45%）。干风保护适用于冷炉状态下，锅炉汽水系统内部循环。具体系统的工作原理可从两个方面进行讨论：
冷却除湿原理：这是因为空气在不同的温度下，空气中的水分会随着温度的下降而变小。当空气通过表冷器时，空气被表冷盤管冷却降温，空气随着温度的降低，空气中的水蒸汽逐渐凝结，同时达到饱和状态，当未饱和空气继续降低时，空气中的水蒸汽变成凝结水，空气中的含水量会下降，最终实现了除湿过程。
转轮除湿原理：DDC系列活性钛硅胶转轮是在无机纤维的基材上将钛硅胶以化学反应的方式形成并制成蜂窝状转轮，此转轮具有活性硅胶极强的吸湿能力，其整个表面上有无数网状（约20～30×10-7）孔隙。电机驱动除湿转轮不停旋转，空气通过转轮吸湿区时，空气中的水份被迅速吸附在孔隙中而除湿，除去水分后的干燥空气被鼓风机送入系统内。吸收了水分的转轮旋转到再生区，被从逆方向送入的再生热空气驱除水分，使转轮得到再生继续工作。
3.3 干风防腐保养操作要点及注意事项
干风系统的操作需要按照一定的方式进行，否则不仅会降低保养效果，还会损坏干风系统的设备。根据图1所示，主蒸汽系统单独进行干风时，需要将再热蒸汽系统的各进出口阀门关闭而隔绝再热系统，反之亦然。在启动干风系统前，要保证干风系统的管道畅通，将图中轮转除湿机进出口风门、排水门、再生风机出口风门及蒸汽管道中的进出口门打开，如只启动其中的一台或两台轮转除湿机，那么需要将备用的轮转除湿机进出口门及排水门关闭，防止损坏备用设备。完成除湿机送电正常后，在控制面板上启动除湿机，此时应该注意面板的各项数据参数并记录下来：环境湿度、回风温度和回风湿度正常，设备在制冷状态，报警画面无报警信号显示。设备启动完成后，需要检查排水口处的水封，确保水封没有破坏，否则会使得除湿机性能下降，影响保养效果。在完成除湿任务，系统回风湿度低于25%后，可以停止干风系统的运行。先将压缩机、加热器、送风机停运，再生风机和转轮电机延时运行20min（运行时间主要看风温温度）停运。在再生风机运行期间不能把除湿机控制电源断电，否则有烧坏送风机电机的可能。待再生风机，转轮电机停止运行，把除湿机回风门、除湿机送风门、再生风机出口风门及排水门关闭并进行检查确认系统确已密闭。
3.4 干风系统投运后数据对比
由图2可知，在投运干风系统后，主蒸汽在1h左右就能将管道湿度降低至25%，而再热蒸汽管道在45min后就能达到要求了，这是因为再热蒸汽管道较过热蒸汽管道短，空间较小，所以需要较短时间就能够达到要求。投运干风系统确实能够降低管道的湿度，保养效果较为明显。 4 干风防腐保养系统定期检查要求
（1）干风系统干燥风机在运行中，运行中干燥风机进、出口门在开启状态；干燥风机在备用中，备用风机进、出口门及其转轮除湿机旁路门在关闭状态。
（2）检查运行干燥风机的再生风机运行正常，再生风机出口门在开启状态；备用干燥风机的再生风机出口均保持开启状态。
（3）检查运行干燥风机冷却排水门在开启位置。
（4）检查运行干燥风机回风温度，湿度，再生温度和制冷温度。
（5）检查运行干燥风机出口风压。
（6）检查干风系统出口母管湿度。
（7）检查干风系统中主汽管道出口阀门、再热器管道出口阀门位置正常（正常时干风系统只通过主蒸汽系统或再热系统，主、再热系统进行定期切换；主蒸汽系统通风时，主汽管道出口阀门开，再热器管道出口阀门关；反之，再热系统通风时，再热器管道出口阀门开，主汽管道出口阀门关）。
（8）检查干风至主、再热系统进风门位置正常（正常时干风系统只通过主蒸汽系统或再热系统，主、再热系统进行定期切换；主蒸汽系统通风时，主汽管道入口阀门A、B在开启位置，再热器管道入口阀门A、B在关闭位置；反之，再热系统通风时，再热器管道入口阀门A、B在开启位置，主汽管道入口阀门A、B在关闭位置）。
（9）检查干风系统管道及阀门均没有出现漏风及损坏现象。
此外，对干风系统运行的参数也有相关要求和规定：当系统回风湿度达50%投入干风系统，低于25%应停止运行；每天运行2h，运行主、再热系统定期每周切换运行一次。
5 保养成果检验
某电厂通过采用干风防腐法对锅炉进行保养工作，減少了锅炉省煤器、水冷壁、过热器以及再热器的锈蚀。根据《火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则》（DL/T925-2005），锅炉停炉后可维持停用3个月，采用此方法后锅炉可不按锅炉厂要求进行充气加缓蚀剂保护，减少了现场操作量，避免了采用缓蚀剂后锅炉内部铁锈的脱落。
6 结束语
通过对HG-2994/28.25-YM4型直流锅炉采用干风防腐法保养进行分析，可以得出锅炉在停运期间必须选择合理的保养方法进行保养，以减少锅炉金属的腐蚀，维持锅炉环境的PH值和溶解氧的浓度在一定范围内使之达到锅炉水质标准的要求，确保锅炉设备安全稳定高效运行。
参考文献
[1]吉宪磊.锅炉低温腐蚀与治理[J].西北电力技术，2004（03）.
[2]顾俊杰.热水锅炉的氧腐蚀与防止措施[J].科技风，2008（17）.
[3]戚连义，崔红军.锅炉的氧腐蚀与解决方法研究[J].化学工程与装备，2011（05）.
收稿日期：2018-5-20
关键词：超临界直流炉；腐蚀；保养
中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0209-02
1 引 言
某电厂一期工程安装1台1050MW超超临界中间再热四缸四排汽凝汽式汽轮机。锅炉为由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的HG-2994/28.25-YM4型直流炉。由于该锅炉有时处于临修或调停备用状态，在停运期间如果没有采用适当的保护措施，设备长期处于腐蚀等级很高大气环境的情况下，易造成设备的腐蚀损坏而影响今后的启动运行。且电厂所在地区地处亚热带，面临南海，气候潮湿、温暖，降水充沛，夏季长、冬季短，呈亚热带海洋性季风气候。根据GB/T19292.1“金属和合金的腐蚀：大气腐蚀性分类”，该地理位置的大气腐蚀等级应为C5级（腐蚀性很高）。因此，对这台超临界锅炉停运期间应该采取适当的防腐措施，即干风保养，保持锅炉在长期停置过程中的汽水设备（省煤器、水冷壁、分离器、过热器、再热器）各金属内表面的干燥，从而减缓锅炉汽水设备金属腐蚀，以延长设备寿命。
2 影响腐蚀的原因
实践证明，锅炉冷备用状态所受到的腐蚀主要是氧化腐蚀。由表1可以清楚得出影响锅炉氧腐蚀的因素及原因。
3 干风防腐保养
锅炉停炉保养的目的主要是为了防止或减轻锅炉受热面管的腐蚀，基本原则如下：不要让空气进入锅炉的汽水系统；停用锅炉汽水系统后，金属表面应保持干燥状态；将金属浸泡在含有除氧剂或其他保护剂的水溶液中。经常用于备用锅炉维护的防腐方法包括湿腐蚀防护，干腐蚀防护和气体腐蚀防护。大容量锅炉通常使用湿式保养法和氮气置换法。湿式保养法比较简单方便，但在冬季必须采用防冻措施；氮气置换法在有冻结危险时，使用较为方便，但需要有操作经验和技术。锅炉采用哪种保养法应根据锅炉停炉时间长短和附属设备情况来决定。现场实践检验表明，锅炉干风保养具有较强的可实施性，操作性，有效性、经济性，充分考虑对设备防锈、防潮、防雨、防盐雾、防尘、防霉、防降绝缘等有较好的防护作用，同时对设备保养过程中对其性能保持和检查。超临界锅炉在停运期间保养宜采用干法保养，这样可以延长锅炉使用寿命。
3.1 干风防腐保养的系统结构
图1为干风保养系统示意图。本系统除湿装置采用杰斯维尔科技有限公司生产的DDC-AC系列低转轮除湿机，共配置三台，每台处理风量4500m3/h，全风压≥10kPa，出口干风湿度≤35%。若单台除湿机处理风量达不到要求时，可增加除湿机的数量，以保障处理风量不小于设计值。设有两条热风闭环循环回路，一条为过热蒸汽系统回路：从末级过热器出口主蒸汽管引入，从省煤器入口给水管道排出，经除湿装置再到末级过热器出口主蒸汽管；另一条为再热蒸汽系统回路：从末级再热器出口水压试验堵阀引入，从低温再热器入口水压试验堵阀排出，经除湿装置再到末级再热器出口水压试验堵阀。
3.2 干风防腐保养的工作原理
系统主要提供的为干风保护即通过保护装置向受保护系统提供足量、相对湿度极底，温度在45～50℃的干风，置换系统内部相对湿度较高的湿空气，控制锅炉汽水系统内部相对湿度在腐蚀控制区（相对湿度低于45%）。干风保护适用于冷炉状态下，锅炉汽水系统内部循环。具体系统的工作原理可从两个方面进行讨论：
冷却除湿原理：这是因为空气在不同的温度下，空气中的水分会随着温度的下降而变小。当空气通过表冷器时，空气被表冷盤管冷却降温，空气随着温度的降低，空气中的水蒸汽逐渐凝结，同时达到饱和状态，当未饱和空气继续降低时，空气中的水蒸汽变成凝结水，空气中的含水量会下降，最终实现了除湿过程。
转轮除湿原理：DDC系列活性钛硅胶转轮是在无机纤维的基材上将钛硅胶以化学反应的方式形成并制成蜂窝状转轮，此转轮具有活性硅胶极强的吸湿能力，其整个表面上有无数网状（约20～30×10-7）孔隙。电机驱动除湿转轮不停旋转，空气通过转轮吸湿区时，空气中的水份被迅速吸附在孔隙中而除湿，除去水分后的干燥空气被鼓风机送入系统内。吸收了水分的转轮旋转到再生区，被从逆方向送入的再生热空气驱除水分，使转轮得到再生继续工作。
3.3 干风防腐保养操作要点及注意事项
干风系统的操作需要按照一定的方式进行，否则不仅会降低保养效果，还会损坏干风系统的设备。根据图1所示，主蒸汽系统单独进行干风时，需要将再热蒸汽系统的各进出口阀门关闭而隔绝再热系统，反之亦然。在启动干风系统前，要保证干风系统的管道畅通，将图中轮转除湿机进出口风门、排水门、再生风机出口风门及蒸汽管道中的进出口门打开，如只启动其中的一台或两台轮转除湿机，那么需要将备用的轮转除湿机进出口门及排水门关闭，防止损坏备用设备。完成除湿机送电正常后，在控制面板上启动除湿机，此时应该注意面板的各项数据参数并记录下来：环境湿度、回风温度和回风湿度正常，设备在制冷状态，报警画面无报警信号显示。设备启动完成后，需要检查排水口处的水封，确保水封没有破坏，否则会使得除湿机性能下降，影响保养效果。在完成除湿任务，系统回风湿度低于25%后，可以停止干风系统的运行。先将压缩机、加热器、送风机停运，再生风机和转轮电机延时运行20min（运行时间主要看风温温度）停运。在再生风机运行期间不能把除湿机控制电源断电，否则有烧坏送风机电机的可能。待再生风机，转轮电机停止运行，把除湿机回风门、除湿机送风门、再生风机出口风门及排水门关闭并进行检查确认系统确已密闭。
3.4 干风系统投运后数据对比
由图2可知，在投运干风系统后，主蒸汽在1h左右就能将管道湿度降低至25%，而再热蒸汽管道在45min后就能达到要求了，这是因为再热蒸汽管道较过热蒸汽管道短，空间较小，所以需要较短时间就能够达到要求。投运干风系统确实能够降低管道的湿度，保养效果较为明显。 4 干风防腐保养系统定期检查要求
（1）干风系统干燥风机在运行中，运行中干燥风机进、出口门在开启状态；干燥风机在备用中，备用风机进、出口门及其转轮除湿机旁路门在关闭状态。
（2）检查运行干燥风机的再生风机运行正常，再生风机出口门在开启状态；备用干燥风机的再生风机出口均保持开启状态。
（3）检查运行干燥风机冷却排水门在开启位置。
（4）检查运行干燥风机回风温度，湿度，再生温度和制冷温度。
（5）检查运行干燥风机出口风压。
（6）检查干风系统出口母管湿度。
（7）检查干风系统中主汽管道出口阀门、再热器管道出口阀门位置正常（正常时干风系统只通过主蒸汽系统或再热系统，主、再热系统进行定期切换；主蒸汽系统通风时，主汽管道出口阀门开，再热器管道出口阀门关；反之，再热系统通风时，再热器管道出口阀门开，主汽管道出口阀门关）。
（8）检查干风至主、再热系统进风门位置正常（正常时干风系统只通过主蒸汽系统或再热系统，主、再热系统进行定期切换；主蒸汽系统通风时，主汽管道入口阀门A、B在开启位置，再热器管道入口阀门A、B在关闭位置；反之，再热系统通风时，再热器管道入口阀门A、B在开启位置，主汽管道入口阀门A、B在关闭位置）。
（9）检查干风系统管道及阀门均没有出现漏风及损坏现象。
此外，对干风系统运行的参数也有相关要求和规定：当系统回风湿度达50%投入干风系统，低于25%应停止运行；每天运行2h，运行主、再热系统定期每周切换运行一次。
5 保养成果检验
某电厂通过采用干风防腐法对锅炉进行保养工作，減少了锅炉省煤器、水冷壁、过热器以及再热器的锈蚀。根据《火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则》（DL/T925-2005），锅炉停炉后可维持停用3个月，采用此方法后锅炉可不按锅炉厂要求进行充气加缓蚀剂保护，减少了现场操作量，避免了采用缓蚀剂后锅炉内部铁锈的脱落。
6 结束语
通过对HG-2994/28.25-YM4型直流锅炉采用干风防腐法保养进行分析，可以得出锅炉在停运期间必须选择合理的保养方法进行保养，以减少锅炉金属的腐蚀，维持锅炉环境的PH值和溶解氧的浓度在一定范围内使之达到锅炉水质标准的要求，确保锅炉设备安全稳定高效运行。
参考文献
[1]吉宪磊.锅炉低温腐蚀与治理[J].西北电力技术，2004（03）.
[2]顾俊杰.热水锅炉的氧腐蚀与防止措施[J].科技风，2008（17）.
[3]戚连义，崔红军.锅炉的氧腐蚀与解决方法研究[J].化学工程与装备，2011（05）.
收稿日期：2018-5-20