關于電廠化學水處理設備的腐蝕問題與防腐方法

劉斌

摘 要：在火電生產過程中會形成具有腐蝕性的化學水，并對化學水處理設備產生腐蝕效應。無論化學水處理設備的腐蝕問題，還是防腐方法與措施的應用，都是火電生產中無法回避的問題，因此本文對相關內容進行了分析。

關鍵詞：火電廠；化學水處理設備；腐蝕；防腐

火力發電廠以水為介質傳遞能量來發電，又以水為冷卻介質交換熱量，因而水是火電廠最重要的媒介。水在火電廠生產運行過程中形成具有腐蝕性特點的化學水，并腐蝕與水接觸的設備。腐蝕會縮短設備使用壽命，金屬溶入水后增加雜質含量，加重熱力設備結垢程度，降低傳熱效率，并加快鍋爐設備的腐蝕速度，甚至引起爆管的嚴重事故[1]。可見，化學水處理設備的腐蝕問題絕非小事，因此本文對其腐蝕問題與防腐方法進行了分析。

一、電廠化學水處理設備的腐蝕問題

1.化學水處理設備常見腐蝕問題

電廠化學水處理設備常見腐蝕問題包括酸堿中和池及溝道、循環水加酸系統、水處理管道與地溝、除碳器本體及風道等部位。酸堿中和池一般在工程竣工2～3年后發現防腐蝕層損壞現象，因為滲漏廢液造成了地面沉陷。電廠循環水一般采用阻垢劑加濃硫酸處理，濃酸儲罐襯膠脫落造成閥門、管道堵塞，加酸設備不均勻沉降也會導致輸送酸的管道拉裂滲漏。再生陽床高位酸槽襯膠層腐蝕，槽內出現白色油狀漂浮物；低位酸池內壁腐蝕，池內酸量減少[2]。在電廠化學水處理設施中，直埋管道主要采用石油瀝青防腐，防腐層損壞就發生管道腐蝕。水處理地溝表面防腐層損壞也較常見。化學水處理設施中的除碳器本體與風道連接處出現滲漏，一般是除碳器內壁已蝕穿。

2.化學水處理設備腐蝕原因分析

電廠化學水處理設備出現腐蝕主要是三方面的原因：一是水處理設備運行過程中，對介質濃度、溫度、流速等工藝參數控制不嚴格，就容易腐蝕設備。例如酸堿中和反應，酸堿用量與pH值變化是非線性關系，酸堿用量輕微偏差就會造成pH值偏離規定的范圍，再加上攪拌不均勻問題，使中和后的液體有較強的腐蝕性。再如再生陽床高位酸槽襯膠層腐蝕的主要原因是鹽酸質量不符合要求，鹽酸中的鹵代烴溶蝕了橡膠。二是化學水處理設備的防腐設計缺陷。一般防腐設計比較重視材質選擇、工藝設計、強度設計和防腐方法的應用，容易忽視設備運行環境、溫度、應力腐蝕、耐腐蝕疲勞、縫腐蝕等方面，結果防腐效果達不到預期。例如將精處理酸堿中和池設在汽機車間內，并且各種輔機基礎又全都布置在一起，酸堿中和池引起的腐蝕塌陷必然危及其他重要設備。三是不按要求施工，甚至偷工減料，造成防腐工程質量低劣。酸堿中和池采用天然塊材防腐，應該在混凝土基層與塊材之間、塊材接縫之間施工樹脂層，但一些施工單位直接敷設石材，又不留灰縫，最后在塊材表面接縫上用樹脂膠泥勾一下縫了事。因為樹脂流動性很差，石材之間的縫隙內填塞不了多少樹脂，當塊材接縫上面的樹脂損壞后，酸堿廢水侵入混凝土基層，致使混凝土層被腐蝕穿孔，造成地基沉陷。再如《電力建設施工及驗收規范第4部分：電廠化學》（DL/T5190.4-2004）9.2.1-c規定，濃硫酸儲罐管道上的法蘭、閥門不允許使用橡膠墊，但有些電廠為了提高濃酸儲罐的耐腐蝕性，在罐內加襯橡膠層，結果橡膠墊層受到濃酸腐蝕而脫落，堵塞了管道和閥門。

二、電廠化學水處理設備防腐方法與措施

1.合理設計化學水處理設備設施

目前，針對化學水處理設備的設計有些部分缺乏明確的說明，所以在工程建設初期就應對這些內容加以明確。例如不能將酸堿中和池等腐蝕性設備布置在車間內或與重要輔機基礎靠在一起，以免腐蝕性設備造成的地面塌陷等問題累及輔機設備。這些腐蝕性設備應露天布置。另外，腐蝕性設備的池體、溝道盡量不要加蓋或完全封閉，若加蓋最好采用柵格式蓋板，這樣在發生腐蝕現象時可以及早發現和處理。而規范中有規定的部分，應當在設計中嚴格遵守，例如《發電廠化學設計規范》（DL5068-2014）規定硫酸計量應采用計量泵系統，有些沒有配置計量泵，靠硫酸位差加注，并以閥門控制加酸量，如果閥門出現故障，又未安裝pH值報警裝置，循環水就會酸化，并腐蝕凝汽器管道，所以計量泵系統是不能隨便取消的。

2.嚴格按規范施工化學水處理設備防腐層

化學水處理設備的施工必須嚴格按照規范的要求執行。例如酸堿中和池以天然塊材為防腐材料時，必須嚴格按照《建筑防腐蝕工程施工規范》（GB50212-2014）第8.4.2條和表8.4.5的規定，對于厚度≤30mm的石材應采用揉擠法施工，樹脂膠泥結合層厚度控制住4～8mm，擠縫時灰縫寬度控制在3～6mm，灌縫或嵌縫時灰縫寬度控制在8～12mm；對于厚度>30mm的石材應采用坐漿法或灌注法施工，樹脂砂漿結合層厚度控制住8～15mm，灌縫或嵌縫時的灰縫寬度控制在8～15mm。建設單位和工程監理必須關注這些細節，防止施工單位偷工減料。如果出現地面塌陷問題，要對酸堿中和池修復時，必須打開被破壞的防腐蝕層，全面檢查地基土層是否已滲入腐蝕性液體，如果已被腐蝕性液體浸泡，則必須排干腐蝕性液體，再徹底修復混凝土基層和防腐層。

3.加強化學水處理設備的運行管理

在化學水處理設備運行過程中必須嚴格控制工藝參數，進廠材料要加強檢測，防止不符合要求的材料應用到生產上。例如再生陽性床運行過程中要加強對所用鹽酸質量的控制，應增加化學耗氧量（COD）的監測，避免使用含鹵代烴的鹽酸。另外，出于安全考慮，在對鹽酸儲罐或濃硫酸儲罐進行維護檢修時，必須排盡因金屬被酸腐蝕而產生并積存的氫氣，曾有電廠檢修儲酸罐時動火割除生銹的螺栓發生爆炸事故。

三、結語

就電廠化學水處理設備來說，相對于運行工藝的重視，腐蝕與防腐問題往往容易被忽視，等到出現比較嚴重的問題時才想起需要加強防腐工作，這樣不僅造成工作的被動，防腐處理也經常變成權宜之計，實際上化學水處理設備的防腐涉及設計、施工、運行的各個階段，必須做好全過程的管理。

參考文獻：

[1]田剛強.火電廠化學水處理設施防腐蝕工藝探究[J].化學管理，2013（7）：196-197.

[2]解蛟.電廠化學水處理設備設施腐蝕問題及處理方法[J].黑龍江科技信息，2014，26（4）：50，292.

（作者單位：廣東粵電云河發電有限公司）