Ăn mòn kim loại nồi hơi nước nóng. Công nghệ nước ngoài
Ăn mòn tích cực nhất ống màn hình biểu hiện ở những nơi tập trung nhiều tạp chất làm mát. Điều này bao gồm các khu vực của ống sàng có tải nhiệt cao, nơi xảy ra sự bốc hơi sâu của nước lò hơi (đặc biệt nếu có cặn xốp có độ dẫn nhiệt thấp trên bề mặt bay hơi). Do đó, liên quan đến việc ngăn ngừa hư hỏng các ống sàng do ăn mòn kim loại bên trong, cần phải tính đến phương pháp tiếp cận tích hợp, tức là. tác động lên cả tính chất hóa học của nước và điều kiện đốt cháy.
Thiệt hại đối với đường ống sàng chủ yếu có tính chất hỗn hợp, chúng có thể được chia thành hai nhóm:
1) Hư hỏng có dấu hiệu thép quá nóng (biến dạng và mỏng thành ống tại điểm phá hủy; sự hiện diện của các hạt than chì, v.v.).
2) Các vết nứt giòn không có dấu hiệu đặc trưng của kim loại quá nóng.
Trên bề mặt bên trong của nhiều đường ống có các cặn lắng đáng kể có tính chất hai lớp: lớp trên bám dính yếu, lớp dưới giống vảy, bám chặt vào kim loại. Độ dày của lớp vảy dưới cùng là 0,4-0,75 mm. Trong vùng thiệt hại, lớp vảy ở bề mặt bên trong bị phá hủy. Gần những nơi bị phá hủy và ở một khoảng cách nào đó với chúng, bề mặt bên trong của đường ống bị ảnh hưởng bởi các vết ăn mòn và các hư hỏng vi mô giòn.
Hình dáng chung của hư hỏng cho thấy tính chất nhiệt của sự phá hủy. Những thay đổi về cấu trúc ở mặt trước của ống - hình cầu hóa sâu và phân hủy đá trân châu, hình thành than chì (chuyển carbon thành than chì 45-85%) - cho thấy sự dư thừa không chỉ Nhiệt độ hoạt động màn chắn, nhưng cũng cho phép đối với thép là 20.500°C. Sự có mặt của FeO cũng khẳng định cấp độ cao nhiệt độ kim loại trong quá trình hoạt động (trên 845 OK - tức là 572 oC).
Thiệt hại giòn do hydro gây ra thường xảy ra ở những khu vực có dòng nhiệt cao, dưới lớp cặn dày và ống nghiêng hoặc nằm ngang, cũng như ở khu vực truyền nhiệt gần vòng đệm mối hàn hoặc các thiết bị khác cản trở sự chuyển động tự do của dòng chảy. .Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng thiệt hại do hydro gây ra xảy ra trong các nồi hơi hoạt động ở áp suất dưới 1000 psi. inch (6,9 MPa).
Thiệt hại do hydro gây ra thường dẫn đến vết rách dày. Các cơ chế khác góp phần hình thành các vết rách có cạnh dày là nứt ăn mòn do ứng suất, mỏi do ăn mòn, đứt do ứng suất và (trong một số trường hợp hiếm gặp) quá nhiệt. Có thể khó phân biệt trực quan thiệt hại do hydro gây ra với các loại hư hỏng khác, nhưng một số tính năng có thể hữu ích.
Ví dụ, hư hỏng do hydro hầu như luôn liên quan đến việc kim loại bị rỗ (xem các biện pháp phòng ngừa ở Chương 4 và 6). Các loại hư hỏng khác (ngoại trừ hiện tượng mỏi do ăn mòn, thường bắt đầu ở các bồn rửa riêng lẻ) thường không liên quan đến hiện tượng ăn mòn nghiêm trọng.
Sự cố đường ống do hydro làm hỏng kim loại thường biểu hiện dưới dạng hình thành một “cửa sổ” hình chữ nhật trên thành ống, điều này không điển hình cho các loại hư hỏng khác.
Để đánh giá khả năng hư hỏng của ống sàng, cần lưu ý rằng hàm lượng khí hydro luyện kim (ban đầu) trong thép loại ngọc trai (kể cả Điều 20) không vượt quá 0,5-1 cm3/100g. Khi hàm lượng hydro cao hơn 4-5 cm3/100g, tính chất cơ học của thép suy giảm đáng kể. Trong trường hợp này, người ta phải tập trung chủ yếu vào hàm lượng hydro dư cục bộ, vì trong trường hợp ống sàng bị nứt giòn, sự suy giảm mạnh về tính chất của kim loại chỉ được quan sát thấy trong một vùng hẹp dọc theo mặt cắt ngang của ống. với cấu trúc luôn thỏa mãn và tính chất cơ học kim loại liền kề ở khoảng cách chỉ 0,2-2mm.
Giá trị thu được của nồng độ hydro trung bình ở rìa phá hủy cao hơn 5-10 lần so với hàm lượng ban đầu ở trạm 20, điều này không thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hư hỏng của đường ống.
Các kết quả được trình bày chỉ ra rằng độ giòn do hydro hóa ra là yếu tố quyết định đến khả năng hư hỏng của ống sàng của nồi hơi KrCHPP.
Cần nghiên cứu thêm yếu tố nào có ảnh hưởng quyết định đến quá trình này: a) chu trình nhiệt do mất ổn định chế độ sôi bình thường ở những vùng có dòng nhiệt tăng lên khi có cặn trên bề mặt bay hơi, và kết quả là, làm hỏng màng oxit bảo vệ bao phủ nó; b) sự hiện diện trong môi trường làm việc của các tạp chất ăn mòn tập trung ở các chất cặn gần bề mặt bay hơi; c) hoạt động kết hợp của các yếu tố “a” và “b”.
Đặc biệt quan trọng là câu hỏi về vai trò của chế độ đốt cháy. Bản chất của các đường cong cho thấy sự tích tụ hydro trong một số trường hợp gần bề mặt ngoài của ống sàng. Điều này có thể thực hiện được chủ yếu nếu có một lớp sunfua dày đặc trên bề mặt quy định, lớp này phần lớn không thấm đối với hydro khuếch tán từ bên trong ra bề mặt bên ngoài. Sự hình thành sunfua là do: hàm lượng lưu huỳnh cao trong nhiên liệu đốt cháy; ném một ngọn đuốc lên các tấm màn hình. Một lý do khác dẫn đến quá trình hydro hóa kim loại ở bề mặt bên ngoài là xảy ra quá trình ăn mòn khi kim loại tiếp xúc với khí thải. Như phân tích cặn lắng bên ngoài đường ống nồi hơi cho thấy, cả hai lý do trên thường xảy ra.
Vai trò của chế độ đốt còn được thể hiện ở sự ăn mòn các ống sàng dưới tác động của nước sạch, hiện tượng này thường thấy nhất ở các máy tạo hơi nước áp suất cao. Các điểm ăn mòn thường nằm ở vùng có tải nhiệt cục bộ tối đa và chỉ trên bề mặt được làm nóng của đường ống. Hiện tượng này dẫn đến hình thành các vết lõm hình tròn hoặc hình elip có đường kính lớn hơn 1 cm.
Quá nhiệt của kim loại xảy ra thường xuyên nhất khi có cặn lắng do lượng nhiệt nhận được sẽ gần như giống nhau đối với cả ống sạch và ống chứa cặn; nhiệt độ của ống sẽ khác nhau.
Hiện tượng ăn mòn trong nồi hơi thường xuất hiện nhất trên bề mặt chịu ứng suất nhiệt bên trong và tương đối ít xuất hiện trên bề mặt bên ngoài.
Trong trường hợp sau, sự phá hủy kim loại xảy ra - trong hầu hết các trường hợp - do tác động kết hợp giữa ăn mòn và xói mòn, đôi khi có ý nghĩa chủ yếu.
Dấu hiệu bên ngoài của sự phá hủy do xói mòn là bề mặt kim loại sạch sẽ. Khi tiếp xúc với sự ăn mòn, các sản phẩm ăn mòn thường tồn tại trên bề mặt của nó.
Nội bộ (trong môi trường nước) quá trình ăn mòn và cáu cặn có thể làm trầm trọng thêm sự ăn mòn bên ngoài (trong môi trường khí) do khả năng chịu nhiệt của lớp cặn và cặn ăn mòn, và do đó, làm tăng nhiệt độ trên bề mặt kim loại.
Sự ăn mòn kim loại bên ngoài (từ phía lò hơi) phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, nhưng trước hết là vào loại và thành phần của nhiên liệu bị đốt cháy.
Ăn mòn nồi hơi đốt dầu
Dầu nhiên liệu chứa các hợp chất hữu cơ của vanadi và natri. Nếu cặn nóng chảy của xỉ chứa hợp chất vanadi (V) tích tụ trên thành ống đối diện với lò, khi có một lượng lớn không khí và/hoặc nhiệt độ bề mặt kim loại ở mức 520-880 oC, các phản ứng sau sẽ xảy ra:
4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3 (1)
V2O3 + O2 = V2O5 (2)
Fe2O3 + V2O5 = 2FeVO4 (3)
7Fe + 8FeVO4 = 5Fe3O4 + 4V2O3 (4)
(Hợp chất natri) + O2 = Na2O (5)
Một cơ chế ăn mòn khác liên quan đến vanadi (hỗn hợp eutectic lỏng) cũng có thể xảy ra:
2Na2O. V2O4. 5V2O5 + O2 = 2Na2O. 6V2O5 (6)
Na2O. 6V2O5 + M = Na2O. V2O4. 5V2O5 + MO (7)
(M - kim loại)
Các hợp chất vanadi và natri bị oxy hóa thành V2O5 và Na2O trong quá trình đốt cháy nhiên liệu. Trong các cặn bám dính trên bề mặt kim loại, Na2O là chất kết dính. Chất lỏng hình thành do phản ứng (1)-(7) làm nóng chảy màng bảo vệ magnetite (Fe3O4), dẫn đến quá trình oxy hóa kim loại dưới lớp cặn (nhiệt độ nóng chảy của lớp cặn (xỉ) - 590-880 oC).
Kết quả của những quá trình này, các bức tường của ống lưới đối diện với hộp cứu hỏa trở nên mỏng hơn một cách đồng đều.
Sự gia tăng nhiệt độ kim loại, tại đó các hợp chất vanadi trở thành chất lỏng, được thúc đẩy bởi sự lắng đọng cặn bên trong đường ống. Và do đó, khi đạt đến nhiệt độ giới hạn của kim loại, hiện tượng vỡ đường ống sẽ xảy ra - hậu quả của tác động kết hợp của cặn lắng bên trong và bên ngoài.
Các bộ phận buộc chặt của màn chắn ống, cũng như các phần nhô ra của các mối hàn của đường ống, cũng bị ăn mòn - nhiệt độ tăng trên bề mặt của chúng tăng nhanh: chúng không được làm mát bằng hỗn hợp hơi nước, giống như đường ống.
Dầu nhiên liệu có thể chứa lưu huỳnh (2,0-3,5%) ở dạng hợp chất hữu cơ, lưu huỳnh nguyên tố, natri sunfat (Na2SO4) xâm nhập vào dầu từ nước vỉa. Trên bề mặt kim loại trong những điều kiện như vậy, sự ăn mòn vanadi đi kèm với sự ăn mòn sunfua-oxit. Tác dụng tổng hợp của chúng rõ rệt nhất khi có 87% V2O5 và 13% Na2SO4 trong trầm tích, tương ứng với hàm lượng vanadi và natri trong dầu nhiên liệu theo tỷ lệ 13/1.
Vào mùa đông, khi đun nóng dầu nhiên liệu bằng hơi nước trong các thùng chứa (để dễ thoát nước), nước với lượng 0,5-5,0% sẽ lọt vào thêm. Hậu quả: lượng cặn bám trên bề mặt nhiệt độ thấp của nồi hơi tăng lên, và rõ ràng là sự ăn mòn của đường dầu nhiên liệu và thùng dầu nhiên liệu tăng lên.
Ngoài sơ đồ phá hủy các ống sàng lò hơi được mô tả ở trên, ăn mòn bộ quá nhiệt hơi nước, ống dây hoa, cụm lò hơi, bộ tiết kiệm còn có một số đặc thù do vận tốc khí tăng - ở một số phần -, đặc biệt là những phần chứa các hạt dầu nhiên liệu chưa cháy hết và các hạt tẩy tế bào chết. hạt xỉ.
Nhận dạng ăn mòn
Bề mặt bên ngoài của các đường ống được bao phủ bởi một lớp cặn màu xám và xám đen dày đặc giống như men. Ở phía đối diện với hộp cứu hỏa, đường ống bị mỏng đi: các khu vực bằng phẳng và các vết nứt nông dưới dạng “điểm” có thể nhìn thấy rõ nếu bề mặt được làm sạch cặn và màng oxit.
Nếu đường ống vô tình bị phá hủy, có thể nhìn thấy một vết nứt hẹp dọc.
Ăn mòn nồi hơi than nghiền
Trong sự ăn mòn do hoạt động của các sản phẩm đốt than, lưu huỳnh và các hợp chất của nó có tầm quan trọng quyết định. Ngoài ra, quá trình ăn mòn còn bị ảnh hưởng bởi clorua (chủ yếu là NaCl) và các hợp chất kim loại kiềm. Ăn mòn dễ xảy ra nhất khi than chứa hơn 3,5% lưu huỳnh và 0,25% clo.
Tro bay chứa hợp chất kiềm và oxit lưu huỳnh được lắng đọng trên bề mặt kim loại ở nhiệt độ 560-730 oC. Trong trường hợp này, do các phản ứng xảy ra, các sunfat kiềm được hình thành, ví dụ K3Fe(SO4)3 và Na3Fe(SO4)3. Xỉ nóng chảy này lần lượt phá hủy (làm tan chảy) lớp oxit bảo vệ trên kim loại - magnetit (Fe3O4).
Tốc độ ăn mòn tối đa ở nhiệt độ kim loại 680-730 ° C, khi tăng, tốc độ giảm do sự phân hủy nhiệt của các chất ăn mòn.
Sự ăn mòn lớn nhất xảy ra ở các ống thoát của bộ quá nhiệt, nơi có nhiệt độ hơi cao nhất.
Nhận dạng ăn mòn
Trên đường ống sàng, bạn có thể quan sát các khu vực bằng phẳng ở cả hai bên của đường ống có thể bị ăn mòn. Các khu vực này nằm ở góc 30-45°C với nhau và được bao phủ bởi một lớp trầm tích. Giữa chúng là một khu vực tương đối “sạch” chịu ảnh hưởng “trực diện” của dòng khí.
Trầm tích bao gồm ba lớp: lớp tro bay xốp bên ngoài, lớp trung gian là sunfat kiềm hòa tan trong nước màu trắng và lớp bên trong là oxit sắt đen bóng (Fe3O4) và sunfua (FeS).
Trên các bộ phận có nhiệt độ thấp của nồi hơi - bộ tiết kiệm, bộ sưởi không khí, quạt hút - nhiệt độ kim loại giảm xuống dưới “điểm sương” của axit sulfuric.
Khi đốt nhiên liệu rắn, nhiệt độ khí giảm từ 1650°C trong ngọn đuốc xuống 120°C hoặc thấp hơn trong ống khói.
Do chất khí nguội đi, axit sunfuric được hình thành ở pha hơi và khi tiếp xúc với bề mặt kim loại lạnh hơn, hơi sẽ ngưng tụ thành axit sunfuric lỏng. Điểm sương của axit sulfuric là 115-170 ° C (có thể nhiều hơn - nó phụ thuộc vào hàm lượng hơi nước và oxit lưu huỳnh (SO3) trong dòng khí).
Quá trình được mô tả bằng các phản ứng:
S + O2 = SO2 (8)
SO3 + H2O = H2SO4 (9)
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 (10)
Với sự có mặt của sắt và oxit vanadi, quá trình oxy hóa xúc tác SO3 có thể xảy ra:
2SO2 + O2 = 2SO3 (11)
Trong một số trường hợp, sự ăn mòn axit sulfuric khi đốt than ít nghiêm trọng hơn so với khi đốt than nâu, đá phiến, than bùn và thậm chí cả khí tự nhiên - do chúng thoát ra hơi nước tương đối nhiều hơn.
Nhận dạng ăn mòn
Kiểu ăn mòn này gây ra sự phá hủy đồng đều của kim loại. Thông thường, bề mặt thô ráp, có một lớp rỉ sét nhẹ và tương tự như bề mặt không bị ăn mòn. Khi tiếp xúc kéo dài, kim loại có thể bị bao phủ bởi các chất ăn mòn, phải được loại bỏ cẩn thận trong quá trình kiểm tra.
Ăn mòn trong thời gian ngừng hoạt động
Kiểu ăn mòn này xảy ra trên bộ tiết kiệm và ở những khu vực của lò hơi nơi bề mặt bên ngoài được phủ các hợp chất lưu huỳnh. Khi lò hơi nguội đi, nhiệt độ kim loại giảm xuống dưới “điểm sương” và như mô tả ở trên, nếu có cặn lưu huỳnh thì axit sulfuric sẽ được hình thành. Một hợp chất trung gian có thể là axit sunfuric (H2SO3), nhưng nó rất không ổn định và ngay lập tức chuyển thành axit sunfuric.
Nhận dạng ăn mòn
Bề mặt kim loại thường được phủ một lớp sơn phủ. Nếu loại bỏ chúng, bạn sẽ tìm thấy những khu vực bị phá hủy kim loại, nơi có cặn lưu huỳnh và những khu vực kim loại không bị ăn mòn. Hình thức này giúp phân biệt sự ăn mòn trên nồi hơi đã dừng với sự ăn mòn được mô tả ở trên của kim loại bộ tiết kiệm và các bộ phận “lạnh” khác của nồi hơi đang chạy.
Khi rửa nồi hơi, hiện tượng ăn mòn phân bố ít nhiều đều trên bề mặt kim loại do sự ăn mòn của cặn lưu huỳnh và bề mặt không đủ khô. Nếu không được làm sạch đầy đủ, sự ăn mòn sẽ tập trung ở những nơi có hợp chất lưu huỳnh.
Xói mòn kim loại
Trong những điều kiện nhất định, các hệ thống nồi hơi khác nhau có thể bị ăn mòn kim loại, cả từ bên trong và bên ngoài kim loại được nung nóng, và ở đó dòng chảy hỗn loạn xảy ra ở tốc độ cao.
Chỉ có xói mòn tuabin được thảo luận dưới đây.
Tua bin có thể bị xói mòn do tác động từ các hạt rắn và các giọt ngưng tụ hơi nước. Các hạt rắn (oxit) bong ra khỏi bề mặt bên trong của bộ quá nhiệt và đường dẫn hơi, đặc biệt là trong điều kiện chuyển tiếp nhiệt.
Các giọt nước ngưng tụ chủ yếu phá hủy bề mặt của các cánh ở giai đoạn cuối của tuabin và đường ống thoát nước. Tác động ăn mòn của nước ngưng tụ hơi nước có thể xảy ra nếu nước ngưng tụ có tính “axit” - độ pH dưới 5 đơn vị. Ăn mòn cũng nguy hiểm khi có hơi clorua (lên tới 12% khối lượng cặn) và xút trong giọt nước.
Nhận dạng xói mòn
Sự phá hủy kim loại do tác động của giọt nước ngưng tụ có thể nhận thấy rõ nhất ở mép trước của các cánh tuabin. Các cạnh được bao phủ bởi các răng ngang mỏng và các rãnh (rãnh); có thể có các hình nón nghiêng hướng về phía va chạm. Có những phần nhô ra ở các cạnh trước của lưỡi dao và hầu như không có ở mặt sau của chúng.
Thiệt hại do các hạt rắn gây ra có dạng vết rách, vết lõm nhỏ và vết khía trên các cạnh đầu của lưỡi dao. Không có rãnh hoặc hình nón nghiêng.
Hệ thống hơi sắt-nước không ổn định về mặt nhiệt động. Sự tương tác của các chất này có thể xảy ra cùng với sự hình thành magnetite Fe 3 O 4 hoặc wustite FeO:
|
| |
;Phân tích các phản ứng (2.1) – (2.3) cho thấy sự phân hủy đặc biệt của hơi nước khi tương tác với kim loại tạo thành hydro phân tử, đây không phải là hậu quả của sự phân ly nhiệt thực tế của hơi nước. Từ các phương trình (2.1) – (2.3) suy ra rằng trong quá trình ăn mòn thép trong hơi quá nhiệt không có oxy, chỉ có Fe 3 O 4 hoặc FeO có thể hình thành trên bề mặt.
Nếu có oxy trong hơi quá nhiệt (ví dụ, trong điều kiện nước trung tính, với lượng oxy đưa vào nước ngưng), hematit Fe 2 O 3 có thể hình thành trong vùng quá nhiệt do quá trình oxy hóa thêm của magnetit.
Người ta tin rằng ăn mòn trong hơi nước, bắt đầu ở nhiệt độ 570°C, là ăn mòn hóa học. Hiện tại, nhiệt độ quá nhiệt tối đa cho tất cả các nồi hơi đã giảm xuống còn 545°C, và do đó, ăn mòn điện hóa xảy ra ở các bộ quá nhiệt. Phần đầu ra của bộ siêu nhiệt sơ cấp được làm bằng thép không gỉ austenit chống ăn mòn, phần đầu ra của bộ siêu nhiệt trung gian, có cùng nhiệt độ quá nhiệt cuối cùng (545 ° C), được làm bằng thép peclit. Do đó, hiện tượng ăn mòn thiết bị hâm nóng thường rất nghiêm trọng.
Do tác động của hơi nước lên bề mặt sạch ban đầu của thép, nó dần dần cái gọi là lớp địa hình được hình thành, bám chặt vào kim loại và do đó bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn. Theo thời gian, lớp thứ hai được gọi là epitactic phát triển trên lớp này. Cả hai lớp này cho nhiệt độ hơi nước lên tới 545 ° C đều là từ tính, nhưng cấu trúc của chúng không giống nhau - lớp epitactic có dạng hạt thô và không bảo vệ chống ăn mòn.
Tốc độ phân hủy hơi nước
mgN 2 /(cm 2 h)
Cơm. 2.1. Sự phụ thuộc của tốc độ phân hủy của hơi quá nhiệt
nhiệt độ trên tường
Không thể tác động đến sự ăn mòn của các bề mặt quá nóng bằng các phương pháp chế độ nước. Do đó, nhiệm vụ chính của chế độ hóa học nước của các bộ quá nhiệt là theo dõi một cách có hệ thống trạng thái kim loại của các bộ quá nhiệt để ngăn chặn sự phá hủy lớp địa cực. Điều này có thể xảy ra do sự xâm nhập vào bộ quá nhiệt và sự lắng đọng của các tạp chất riêng lẻ, đặc biệt là muối, có thể xảy ra, chẳng hạn như do mức độ trong trống của nồi hơi áp suất cao tăng mạnh. Các cặn muối liên quan trong bộ quá nhiệt có thể dẫn đến cả sự gia tăng nhiệt độ thành và sự phá hủy màng địa cực oxit bảo vệ, có thể được đánh giá bằng tốc độ phân hủy hơi nước tăng mạnh (Hình 2.1).
3.3. Ăn mòn đường dẫn nước cấp và đường ngưng tụ
Một phần đáng kể thiệt hại do ăn mòn đối với thiết bị của nhà máy nhiệt điện xảy ra trong đường dẫn nước cấp, nơi kim loại ở trong điều kiện khắc nghiệt nhất, nguyên nhân là do tính ăn mòn mạnh của nước đã qua xử lý hóa học, nước ngưng tụ, sản phẩm chưng cất và hỗn hợp của chúng tiếp xúc với nhau. với nó. Tại các nhà máy điện tua bin hơi nước, nguồn ô nhiễm chính của nước cấp với các hợp chất đồng là sự ăn mòn amoniac của bình ngưng tua bin và lò sưởi tái sinh áp suất thấp, hệ thống đường ống được làm bằng đồng thau.
Đường dẫn nước cấp của nhà máy điện tua bin hơi nước có thể được chia thành hai phần chính: trước và sau thiết bị khử khí nhiệt, và các điều kiện dòng chảy trong Tốc độ ăn mòn của chúng rất khác nhau. Các bộ phận của phần đầu tiên của đường dẫn nước cấp, nằm trước bộ khử khí, bao gồm đường ống, bể chứa, máy bơm ngưng tụ, đường ống ngưng tụ và các thiết bị khác. Một đặc điểm đặc trưng của sự ăn mòn phần này của đường dinh dưỡng là không có khả năng làm cạn kiệt các tác nhân gây hại, tức là axit cacbonic và oxy có trong nước. Do sự cung cấp và di chuyển liên tục của các phần nước mới dọc theo tuyến đường, lượng nước mất mát của chúng liên tục được bổ sung. Việc loại bỏ liên tục một phần sản phẩm phản ứng của sắt bằng nước và sự xâm nhập của các phần mới của các chất ăn mòn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ăn mòn mạnh.
Nguồn oxy trong nước ngưng của tuabin là lực hút không khí ở phần đuôi của tuabin và trong các vòng đệm của bơm ngưng tụ. Đun nóng nước chứa O 2 và CO 2 trong các lò sưởi bề mặt nằm ở phần đầu tiên của đường cung cấp, lên tới 60–80 °C và cao hơn dẫn đến hư hỏng ăn mòn nghiêm trọng đối với ống đồng. Loại thứ hai trở nên giòn và thường là đồng thau, sau vài tháng hoạt động, có cấu trúc xốp do ăn mòn chọn lọc rõ rệt.
Các bộ phận của phần thứ hai của đường dẫn nước cấp - từ bộ khử khí đến bộ tạo hơi nước - bao gồm máy bơm và đường ống cấp liệu, bộ gia nhiệt tái sinh và bộ tiết kiệm. Nhiệt độ nước trong phần này là kết quả của quá trình đun nóng nước tuần tự trong các thiết bị gia nhiệt tái tạo và thiết bị tiết kiệm nước, đạt đến nhiệt độ của nước lò hơi. Nguyên nhân ăn mòn các thiết bị liên quan đến phần này của đường dẫn chủ yếu là do tác động lên kim loại của carbon dioxide tự do hòa tan trong nước cấp, nguồn gốc của nó là nước đã qua xử lý hóa học bổ sung. Khi nồng độ ion hydro tăng (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
Với sự hiện diện của các thiết bị làm bằng đồng thau (lò sưởi áp suất thấp, bình ngưng), quá trình làm giàu nước bằng hợp chất đồng thông qua đường dẫn hơi nước ngưng tụ xảy ra với sự có mặt của oxy và amoniac tự do. Sự tăng độ hòa tan của oxit đồng ngậm nước xảy ra do sự hình thành phức hợp đồng-amoni, ví dụ Cu(NH 3) 4 (OH) 2. Những sản phẩm này ăn mòn ống sưởi bằng đồng thau áp lực thấp bắt đầu phân hủy theo từng đoạn trong đường dẫn của thiết bị gia nhiệt cao áp tái sinh (HPR) với sự hình thành các oxit đồng ít tan, lắng đọng một phần trên bề mặt ống HPR. d. Lắng đọng dạng đồng trên ống p.v. v.v... góp phần làm cho chúng bị ăn mòn trong quá trình vận hành và đỗ thiết bị trong thời gian dài mà không được bảo quản.
Nếu quá trình khử khí nhiệt của nước cấp không đủ sâu thì hiện tượng ăn mòn rỗ được quan sát chủ yếu ở các phần đầu vào của bộ tiết kiệm, nơi oxy được giải phóng do nhiệt độ của nước cấp tăng đáng kể, cũng như ở các phần ứ đọng của nước cấp. đường thức ăn.
Các thiết bị sử dụng nhiệt của thiết bị tiêu thụ hơi nước và đường ống dẫn nước ngưng sản xuất trở lại nhà máy nhiệt điện có thể bị ăn mòn dưới tác động của oxy và axit cacbonic trong đó. Sự xuất hiện của oxy được giải thích là do chất ngưng tụ tiếp xúc với không khí trong các bể hở (có mạch thu gom nước ngưng hở) và rò rỉ qua các rò rỉ trong thiết bị.
Các biện pháp chính để ngăn chặn sự ăn mòn của thiết bị nằm ở phần đầu tiên của đường dẫn nước cấp (từ nhà máy xử lý nước đến thiết bị khử khí nhiệt) là:
1) việc sử dụng lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn trên bề mặt của thiết bị xử lý nước và bể chứa, được rửa bằng dung dịch thuốc thử axit hoặc nước ăn mòn sử dụng cao su, nhựa epoxy, vecni gốc perchlorovinyl, nayrite lỏng và silicone;
2) việc sử dụng các ống và phụ kiện chịu axit làm bằng vật liệu polyme (polyethylene, polyisobutylene, polypropylene, v.v.) hoặc các ống và phụ kiện bằng thép được lót bên trong bằng lớp phủ bảo vệ được áp dụng bằng cách phun lửa;
3) việc sử dụng ống trao đổi nhiệt làm bằng kim loại chống ăn mòn (đồng đỏ, thép không gỉ);
4) loại bỏ carbon dioxide tự do khỏi nước đã qua xử lý hóa học bổ sung;
5) loại bỏ liên tục các khí không ngưng tụ (oxy và axit cacbonic) khỏi buồng hơi của máy sưởi tái tạo áp suất thấp, bộ làm mát và máy nước nóng mạng và loại bỏ nhanh chóng chất ngưng tụ hình thành trong chúng;
6) niêm phong cẩn thận các vòng đệm của máy bơm ngưng tụ, phụ kiện và các kết nối mặt bích của đường ống cung cấp trong chân không;
7) đảm bảo đủ độ kín của bình ngưng tuabin ở phía nước và không khí làm mát và giám sát lực hút không khí bằng cách sử dụng máy đo oxy ghi lại;
8) trang bị bình ngưng các thiết bị khử khí đặc biệt để loại bỏ oxy khỏi nước ngưng.
Để chống ăn mòn thành công các thiết bị và đường ống nằm ở phần thứ hai của đường dẫn nước cấp (từ thiết bị khử khí nhiệt đến thiết bị tạo hơi nước), các biện pháp sau được áp dụng:
1) trang bị cho các nhà máy nhiệt điện các thiết bị khử khí nhiệt tạo ra nước đã khử khí có hàm lượng oxy và carbon dioxide dư trong bất kỳ điều kiện vận hành nào không vượt quá tiêu chuẩn cho phép;
2) loại bỏ tối đa khí không ngưng tụ khỏi buồng hơi của lò sưởi tái sinh áp suất cao;
3) việc sử dụng kim loại chống ăn mòn để sản xuất các bộ phận của máy bơm cấp liệu tiếp xúc với nước;
4) bảo vệ chống ăn mòn các bể chứa thức ăn và thoát nước bằng cách phủ các lớp phủ phi kim loại có khả năng chịu nhiệt độ lên tới 80–100 ° C, ví dụ như asbovinyl (hỗn hợp vecni ethinol với amiăng) hoặc vật liệu sơn và vecni dựa trên nhựa epoxy;
5) lựa chọn kim loại kết cấu chống ăn mòn phù hợp để sản xuất đường ống cho lò sưởi tái sinh áp suất cao;
6) xử lý liên tục nước cấp bằng thuốc thử kiềm để duy trì giá trị pH tối ưu nhất định của nước cấp, tại đó sự ăn mòn carbon dioxide bị ức chế và đảm bảo đủ độ bền của màng bảo vệ;
7) xử lý liên tục nước cấp bằng hydrazine để liên kết lượng oxy dư sau thiết bị khử khí nhiệt và tạo ra tác dụng ức chế sự chuyển đổi của các hợp chất sắt từ bề mặt thiết bị sang nước cấp;
8) bịt kín các bể chứa nước cấp bằng cách tổ chức một hệ thống được gọi là khép kín để ngăn oxy đi vào bộ tiết kiệm máy tạo hơi nước cùng với nước cấp;
9) thực hiện bảo tồn đáng tin cậy các thiết bị của đường dẫn nước cấp trong thời gian dự trữ ngừng hoạt động.
Một phương pháp hiệu quả để giảm nồng độ các sản phẩm ăn mòn trong nước ngưng do người tiêu dùng hơi nước quay trở lại nhà máy nhiệt điện là đưa các amin tạo màng - octadecylamine hoặc các chất thay thế của nó - vào hơi tuabin đã chọn gửi đến người tiêu dùng. Ở nồng độ của các chất này trong hơi nước bằng 2–3 mg/dm 3 , có thể giảm hàm lượng oxit sắt trong nước ngưng sản xuất từ 10–15 lần. Định lượng nhũ tương nước của polyamines bằng bơm định lượng không phụ thuộc vào nồng độ axit cacbonic trong nước ngưng, vì tác dụng của chúng không liên quan đến đặc tính trung hòa mà dựa trên khả năng của các amin này tạo thành không hòa tan và không có nước -màng ướt trên bề mặt thép, đồng thau và các kim loại khác.
Ăn mòn thép ở Nồi hơi, xảy ra dưới tác dụng của hơi nước, chủ yếu xảy ra phản ứng sau:
3Fe + 4H20 = Fe2O3 + 4H2
Chúng ta có thể giả định rằng bề mặt bên trong của nồi hơi đại diện cho một màng mỏng oxit sắt từ tính. Trong quá trình vận hành lò hơi, màng oxit liên tục bị phá hủy và hình thành trở lại, đồng thời hydro được giải phóng. Vì màng bề mặt của oxit sắt từ tính là lớp bảo vệ chính cho thép nên nó phải được duy trì ở trạng thái ít thấm nước nhất.
Đối với nồi hơi, phụ kiện, đường ống dẫn nước và hơi nước, chủ yếu sử dụng thép carbon đơn giản hoặc thép hợp kim thấp. Môi trường ăn mòn trong mọi trường hợp là nước hoặc hơi nước có độ tinh khiết khác nhau.
Nhiệt độ mà quá trình ăn mòn có thể xảy ra dao động từ nhiệt độ phòng nơi đặt nồi hơi không hoạt động cho đến điểm sôi của dung dịch bão hòa khi nồi hơi đang hoạt động, đôi khi lên tới 700°. Dung dịch có thể có nhiệt độ cao hơn đáng kể so với nhiệt độ tới hạn của nước tinh khiết (374°). Tuy nhiên, nồng độ muối cao trong nồi hơi là rất hiếm.
Cơ chế mà các nguyên nhân vật lý và hóa học có thể dẫn đến hỏng màng trong nồi hơi về cơ bản khác với cơ chế được nghiên cứu ở phần tiếp theo. nhiệt độ thấp trên các thiết bị ít quan trọng hơn. Sự khác biệt là tốc độ ăn mòn trong nồi hơi lớn hơn nhiều do nhiệt độ và áp suất cao. Tốc độ truyền nhiệt cao từ thành nồi hơi ra môi trường, đạt 15 cal/cm2giây, cũng làm tăng sự ăn mòn.
ĂN MÒN NỒI
Hình dạng của các vết ăn mòn và sự phân bố của chúng trên bề mặt kim loại có thể rất khác nhau. Các hố ăn mòn đôi khi hình thành bên trong các hố hiện có và thường gần nhau đến mức bề mặt trở nên cực kỳ không bằng phẳng.Nhận biết ăn mòn rỗ
Việc xác định nguyên nhân hình thành các hư hỏng do ăn mòn thuộc một loại nhất định thường rất khó khăn, vì nhiều nguyên nhân có thể tác động đồng thời; Ngoài ra, một số thay đổi xảy ra khi lò hơi nguội đi ở nhiệt độ cao và khi xả nước đôi khi che lấp những hiện tượng xảy ra trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, kinh nghiệm giúp ích rất nhiều trong việc nhận biết sự ăn mòn rỗ trong nồi hơi. Ví dụ, người ta quan sát thấy rằng sự hiện diện của oxit sắt từ tính màu đen trong vỏ ăn mòn hoặc trên bề mặt của củ cho thấy một quá trình hoạt động đang diễn ra trong lò hơi. Những quan sát như vậy thường được sử dụng để kiểm tra các biện pháp được thực hiện để bảo vệ chống ăn mòn.
Không nên trộn lẫn oxit sắt hình thành ở những khu vực bị ăn mòn tích cực với oxit sắt từ tính màu đen, đôi khi tồn tại dưới dạng huyền phù trong nước lò hơi. Cần phải nhớ rằng tổng lượng oxit sắt từ tính phân tán mịn cũng như lượng hydro giải phóng trong lò hơi đều không thể dùng làm chỉ số đáng tin cậy về mức độ và mức độ ăn mòn xảy ra. Sắt hydrat đi vào lò hơi từ các nguồn bên ngoài, chẳng hạn như bể ngưng tụ hoặc đường ống cấp cho lò hơi, có thể giải thích phần nào sự hiện diện của cả oxit sắt và hydro trong lò hơi. Sắt hydroxit được cung cấp cùng với nước cấp phản ứng trong nồi hơi bằng phản ứng.
3Fe(OH)2 = Fe3O4 + 2H2O + H2.
Những lý do ảnh hưởng đến sự phát triển của ăn mòn rỗ
Tạp chất lạ và căng thẳng. Các tạp chất phi kim loại trong thép, cũng như ứng suất, có thể tạo ra các vùng anốt trên bề mặt kim loại. Thông thường, các hố ăn mòn có nhiều kích cỡ khác nhau và nằm rải rác ngẫu nhiên trên bề mặt. Khi có ứng suất, vị trí của vỏ tuân theo hướng của ứng suất tác dụng. Các ví dụ điển hình bao gồm các ống vây có vết nứt, cũng như các khu vực loe của ống nồi hơi.
Oxy hòa tan.
Có thể tác nhân kích hoạt ăn mòn rỗ mạnh nhất là oxy hòa tan trong nước. Ở mọi nhiệt độ, ngay cả trong dung dịch kiềm, oxy đóng vai trò là chất khử cực tích cực. Ngoài ra, các yếu tố nồng độ oxy có thể dễ dàng xảy ra trong nồi hơi, đặc biệt là dưới cặn hoặc ô nhiễm, nơi tạo ra các khu vực ứ đọng. Biện pháp thông thường để chống lại loại ăn mòn này là khử khí.
Anhydrit cacbonic hòa tan.
Vì dung dịch anhydrit cacbonic có phản ứng hơi axit nên nó làm tăng tốc độ ăn mòn trong nồi hơi. Nước nồi hơi có tính kiềm làm giảm tính ăn mòn của anhydrit cacbonic hòa tan, nhưng lợi ích thu được không mở rộng đến các bề mặt được cấp hơi nước hoặc đường ngưng tụ. Việc loại bỏ cacbonic anhydrit cùng với oxy hòa tan bằng phương pháp khử khí cơ học là phổ biến.
Gần đây, người ta đã cố gắng sử dụng cyclohexylamine để loại bỏ sự ăn mòn trong đường ống hơi và nước ngưng tụ. hệ thông sưởi âm.
Cặn bám trên thành nồi hơi.
Rất thường xuyên, các hố ăn mòn có thể được tìm thấy dọc theo bề mặt bên ngoài (hoặc dưới bề mặt) của cặn lắng như cặn nhà máy, bùn nồi hơi, cặn nồi hơi, sản phẩm ăn mòn và màng dầu. Một khi đã bắt đầu, hiện tượng ăn mòn rỗ sẽ tiếp tục phát triển trừ khi các sản phẩm ăn mòn được loại bỏ. Kiểu ăn mòn cục bộ này được tăng cường do tính chất catốt (so với thép nồi hơi) của cặn lắng hoặc do sự cạn kiệt oxy dưới lớp cặn lắng.
Đồng trong nước nồi hơi.
Xem xét số lượng lớn hợp kim đồng được sử dụng cho các thiết bị phụ trợ (tụ điện, máy bơm, v.v.), không có gì đáng ngạc nhiên khi trong hầu hết các trường hợp, cặn nồi hơi đều chứa đồng. Nó thường tồn tại ở trạng thái kim loại, đôi khi ở dạng oxit. Lượng đồng trong các mỏ thay đổi từ phần trăm đến đồng gần như nguyên chất.
Câu hỏi về tầm quan trọng của cặn đồng trong ăn mòn nồi hơi không thể được giải quyết. Một số người cho rằng đồng chỉ hiện diện trong quá trình ăn mòn và không ảnh hưởng gì đến nó; ngược lại, những người khác tin rằng đồng, là cực âm so với thép, có thể góp phần gây ra hiện tượng ăn mòn rỗ. Không có quan điểm nào trong số này được xác nhận bằng các thí nghiệm trực tiếp.
Trong nhiều trường hợp, quan sát thấy rất ít (hoặc thậm chí không có) sự ăn mòn mặc dù cặn lắng khắp lò hơi có chứa một lượng đáng kể kim loại đồng. Cũng có bằng chứng cho thấy khi đồng tiếp xúc với thép có hàm lượng carbon thấp trong nước nồi hơi kiềm ở nhiệt độ cao, đồng bị phá hủy nhanh hơn thép. Các vòng đồng, đầu uốn của ống loe, đinh tán đồng và màn chắn của các thiết bị phụ trợ mà nước lò hơi đi qua gần như bị phá hủy hoàn toàn ngay cả ở nhiệt độ tương đối thấp. Theo quan điểm này, người ta tin rằng kim loại đồng không làm tăng sự ăn mòn của thép nồi hơi. Đồng lắng đọng có thể được coi đơn giản là sản phẩm cuối cùng của quá trình khử oxit đồng bằng hydro tại thời điểm hình thành.
Ngược lại, vết rỗ ăn mòn rất mạnh của kim loại nồi hơi thường được quan sát thấy ở khu vực lân cận các mỏ đặc biệt giàu đồng. Những quan sát này đưa đến gợi ý rằng đồng, vì nó là cực âm của thép, thúc đẩy sự ăn mòn rỗ.
Bề mặt nồi hơi hiếm khi lộ ra sắt kim loại. Thông thường nó có lớp bảo vệ, bao gồm chủ yếu là oxit sắt. Có thể là nơi các vết nứt hình thành trong lớp này, một bề mặt tiếp xúc với anốt của đồng sẽ lộ ra. Ở những nơi như vậy, sự hình thành các hố ăn mòn tăng lên. Điều này cũng có thể giải thích, trong một số trường hợp, sự ăn mòn tăng tốc ở những nơi đã hình thành lớp vỏ, cũng như sự ăn mòn rỗ nghiêm trọng, đôi khi được quan sát thấy sau khi làm sạch nồi hơi bằng cách sử dụng axit.
Bảo dưỡng nồi hơi nhàn rỗi không đúng cách.
Một trong những điều nhất lý do phổ biến Sự hình thành vỏ ăn mòn là do nồi hơi không được chăm sóc đúng cách. Nồi hơi không hoạt động phải được giữ khô hoàn toàn hoặc đổ đầy nước được xử lý sao cho không bị ăn mòn.
Nước còn lại trên bề mặt bên trong của nồi hơi không hoạt động sẽ hòa tan oxy từ không khí, dẫn đến hình thành các lớp vỏ, sau này sẽ trở thành trung tâm xung quanh mà quá trình ăn mòn sẽ phát triển.
Các hướng dẫn chung để bảo vệ nồi hơi không hoạt động khỏi bị ăn mòn như sau:
1) xả nước từ nồi hơi vẫn còn nóng (khoảng 90°); thổi lò hơi bằng không khí cho đến khi khô hoàn toàn và giữ khô;
2) đổ đầy nước kiềm vào nồi hơi (pH = 11), chứa lượng ion SO3 dư thừa (khoảng 0,01%) và bảo quản dưới lớp đệm kín bằng nước hoặc hơi nước;
3) đổ đầy nồi hơi bằng dung dịch kiềm chứa muối axit cromic (0,02-0,03% CrO4").
Khi vệ sinh nồi hơi bằng hóa chất, lớp oxit sắt bảo vệ sẽ bị bong ra nhiều nơi. Sau đó, những nơi này có thể không được phủ một lớp liên tục mới hình thành và các lớp vỏ sẽ xuất hiện trên chúng, ngay cả khi không có đồng. Vì vậy, ngay sau khi làm sạch bằng hóa chất, nên làm mới lớp oxit sắt bằng cách xử lý bằng dung dịch kiềm sôi (tương tự như đối với các nồi hơi mới đi vào hoạt động).
Ăn mòn các bộ tiết kiệm
Các quy định chung về ăn mòn nồi hơi được áp dụng như nhau cho các bộ tiết kiệm. Tuy nhiên, bộ tiết kiệm, làm nóng nước cấp và đặt ở phía trước lò hơi, đặc biệt nhạy cảm với việc hình thành các hố ăn mòn. Nó đại diện cho bề mặt nhiệt độ cao đầu tiên chịu tác động phá hủy của oxy hòa tan trong nước cấp. Ngoài ra, nước đi qua bộ tiết kiệm thường có giá trị pH thấp và không chứa chất làm chậm hóa học.
Cuộc chiến chống ăn mòn của các bộ tiết kiệm bao gồm việc khử khí trong nước và bổ sung chất kiềm và chất làm chậm hóa học.
Đôi khi nước nồi hơi được xử lý bằng cách cho một phần nước đi qua bộ tiết kiệm. Trong trường hợp này, nên tránh cặn bùn trong bộ tiết kiệm. Ảnh hưởng của việc tuần hoàn nước lò hơi đến chất lượng hơi nước cũng phải được tính đến.
XỬ LÝ NƯỚC LÒ HƠI
Khi xử lý nước lò hơi để chống ăn mòn, nhiệm vụ chính là hình thành và duy trì lớp màng bảo vệ trên bề mặt kim loại. Sự kết hợp của các chất được thêm vào nước phụ thuộc vào điều kiện vận hành, đặc biệt là áp suất, nhiệt độ, sức căng nhiệt và chất lượng nước cấp. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, phải tuân thủ ba quy tắc: nước nồi hơi phải có tính kiềm, không được chứa oxy hòa tan và không được gây ô nhiễm bề mặt gia nhiệt.Caustic soda bảo vệ tốt nhất ở pH = 11-12. Trong thực tế, với thành phần phức tạp của nước lò hơi kết quả tốt nhấtđạt được ở pH = 11. Đối với nồi hơi hoạt động ở áp suất dưới 17,5 kg/cm2, pH thường được duy trì trong khoảng từ 11,0 đến 11,5. Đối với áp suất cao hơn, do có khả năng phá hủy kim loại do tuần hoàn không đúng cách và tăng nồng độ cục bộ của dung dịch kiềm nên độ pH thường được lấy là 10,5 - 11,0.
Để loại bỏ lượng oxy dư, các chất khử hóa học được sử dụng rộng rãi: muối của axit sunfuric, hydroxit sắt và các chất khử hữu cơ. Các hợp chất sắt có khả năng loại bỏ oxy rất tốt nhưng tạo thành bùn có tác dụng không mong muốn đối với quá trình truyền nhiệt. Các chất khử hữu cơ, do chúng không ổn định ở nhiệt độ cao, thường không được khuyến khích sử dụng cho nồi hơi hoạt động ở áp suất trên 35 kg/cm2. Có bằng chứng về sự phân hủy muối axit sulfuric ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng ở nồng độ nhỏ trong nồi hơi hoạt động dưới áp suất lên tới 98 kg/cm2 đã được áp dụng rộng rãi. Nhiều hệ thống lắp đặt áp suất cao hoạt động mà không cần khử khí hóa học.
Chi phí của thiết bị đặc biệt để khử khí, mặc dù có những lợi ích chắc chắn, nhưng không phải lúc nào cũng hợp lý đối với các cơ sở lắp đặt nhỏ hoạt động ở áp suất tương đối thấp. Ở áp suất dưới 14 kg/cm2, việc khử khí một phần trong bộ gia nhiệt nước cấp có thể đưa hàm lượng oxy hòa tan lên khoảng 0,00007%. Việc bổ sung chất khử hóa học cho kết quả tốt, đặc biệt khi độ pH của nước trên 11 và chất kết dính oxy được thêm vào trước khi nước vào lò hơi, đảm bảo oxy được hấp thụ bên ngoài lò hơi.
ĂN MÒN TRONG NƯỚC LÒ HƠI ĐẶC
Nồng độ xút thấp (khoảng 0,01%) giúp duy trì lớp oxit trên thép ở trạng thái bảo vệ chống ăn mòn một cách đáng tin cậy. Sự gia tăng nồng độ cục bộ gây ra sự ăn mòn nghiêm trọng.Các khu vực trên bề mặt lò hơi nơi nồng độ kiềm đạt đến giá trị nguy hiểm thường có đặc điểm là cung cấp nhiệt quá mức so với nước tuần hoàn. Các vùng giàu kiềm gần bề mặt kim loại có thể xuất hiện ở những vị trí khác nhau trong nồi hơi. Rỗ ăn mòn xảy ra ở dạng sọc hoặc vùng kéo dài, đôi khi nhẵn và đôi khi chứa đầy oxit từ cứng và dày đặc.
Các ống đặt nằm ngang hoặc hơi nghiêng và tiếp xúc với bức xạ cường độ cao từ trên cao bị ăn mòn bên trong, dọc theo dàn máy phía trên. Các trường hợp tương tự cũng được quan sát thấy ở các nồi hơi công suất cao và cũng được tái hiện trong các thí nghiệm được thiết kế đặc biệt.
Các ống trong đó sự tuần hoàn nước không đồng đều hoặc bị gián đoạn do tải nồi hơi nặng có thể bị phá hủy dọc theo máy phát điện phía dưới. Đôi khi sự ăn mòn rõ rệt hơn dọc theo mực nước thay đổi trên các bề mặt bên. Người ta thường có thể quan sát thấy sự tích tụ dồi dào của oxit sắt từ tính – đôi khi lỏng lẻo, đôi khi tạo thành khối dày đặc.
Thép quá nóng thường làm tăng sự phá hủy. Điều này có thể xảy ra do sự hình thành một lớp hơi nước ở phía trên ống nghiêng. Sự hình thành áo hơi cũng có thể xảy ra trong các ống thẳng đứng với nguồn cung cấp nhiệt tăng lên, được biểu thị bằng phép đo nhiệt độ ở nhiều vị trí khác nhau trong ống trong quá trình vận hành lò hơi. Dữ liệu điển hình thu được từ các phép đo này được trình bày trong Hình 2. 7. Các vùng quá nhiệt hạn chế trong các ống thẳng đứng có nhiệt độ bình thường trên và dưới “điểm nóng” có thể là kết quả của sự sôi màng nước.
Mỗi khi bong bóng hơi hình thành trên bề mặt ống nồi hơi, nhiệt độ của kim loại bên dưới sẽ tăng lên.
Sự gia tăng nồng độ kiềm trong nước sẽ xảy ra ở bề mặt tiếp xúc: bọt hơi - nước - bề mặt gia nhiệt. Trong bộ lễ phục. người ta đã chứng minh rằng ngay cả khi nhiệt độ của màng nước tiếp xúc với kim loại và bong bóng hơi giãn nở tăng nhẹ cũng dẫn đến nồng độ xút, được đo bằng phần trăm chứ không phải phần triệu. Màng nước được làm giàu bằng chất kiềm, được hình thành do sự xuất hiện của từng bong bóng hơi, ảnh hưởng đến một khu vực nhỏ của kim loại và trong thời gian rất ngắn. Tuy nhiên, tổng tác dụng của hơi nước lên bề mặt gia nhiệt có thể được so sánh với hoạt động liên tục của dung dịch kiềm đậm đặc, mặc dù thực tế là tổng khối lượng nước chỉ chứa một phần triệu xút. Một số nỗ lực đã được thực hiện để tìm giải pháp cho vấn đề liên quan đến sự gia tăng cục bộ nồng độ xút trên bề mặt sưởi ấm. Vì vậy, người ta đề xuất thêm muối trung tính (ví dụ, clorua kim loại) vào nước ở nồng độ cao hơn natri hydroxit. Tuy nhiên, tốt nhất là loại bỏ hoàn toàn việc bổ sung xút và đảm bảo giá trị pH cần thiết bằng cách đưa vào muối thủy phân của axit photphoric. Mối quan hệ giữa độ pH của dung dịch và nồng độ muối natri photpho được thể hiện trong hình 2. Mặc dù thực tế là nước chứa muối natri photpho có giá trị cao pH, nó có thể bay hơi mà không làm tăng đáng kể nồng độ của các ion hydroxyl.
Tuy nhiên, cần nhớ rằng việc loại bỏ tác dụng của xút chỉ có nghĩa là đã loại bỏ một yếu tố làm tăng tốc độ ăn mòn. Nếu áo hơi hình thành trong các ống thì mặc dù nước không chứa kiềm nhưng vẫn có thể xảy ra hiện tượng ăn mòn, mặc dù ở mức độ thấp hơn so với khi có xút. Giải pháp cho vấn đề này cũng nên được tìm kiếm bằng cách thay đổi thiết kế, đồng thời tính đến xu hướng tăng liên tục cường độ năng lượng của các bề mặt gia nhiệt, do đó chắc chắn sẽ làm tăng sự ăn mòn. Nếu nhiệt độ của lớp nước mỏng trực tiếp trên bề mặt gia nhiệt của ống vượt quá nhiệt độ trung bình của nước trong bình ít nhất một lượng nhỏ thì nồng độ xút trong lớp đó có thể tăng tương đối mạnh. Đường cong gần đúng thể hiện các điều kiện cân bằng trong dung dịch chỉ chứa natri hydroxit. Ở một mức độ nào đó, dữ liệu chính xác phụ thuộc vào áp suất trong lò hơi.
THÉP KHÔNG GIÒN KIỀM
Độ giòn của kiềm có thể được định nghĩa là sự xuất hiện của các vết nứt ở khu vực các đường nối đinh tán hoặc các mối nối khác, nơi dung dịch kiềm đậm đặc có thể tích tụ và nơi có ứng suất cơ học cao.Thiệt hại nghiêm trọng nhất hầu như luôn xảy ra ở khu vực các đường nối đinh tán. Đôi khi chúng khiến nồi hơi phát nổ; Thông thường, cần phải tiến hành sửa chữa tốn kém ngay cả trên những nồi hơi tương đối mới. Một người Mỹ Đường sắt Trong một năm, 40 nồi hơi đầu máy bị nứt, cần sửa chữa với chi phí khoảng 60.000 USD. Sự xuất hiện của độ giòn cũng được quan sát thấy trên các ống ở những vị trí loe, trên các mối nối, ống góp và ở những nơi nối ren.
Ứng suất cần thiết để gây ra hiện tượng giòn do kiềm
Thực tế cho thấy khả năng gãy giòn của thép nồi hơi thông thường là thấp nếu ứng suất không vượt quá giới hạn chảy. Ứng suất được tạo ra bởi áp suất hơi nước hoặc tải trọng phân bố đều từ trọng lượng của chính kết cấu không thể dẫn đến hình thành các vết nứt. Tuy nhiên, ứng suất sinh ra do lăn Vật liệu tấm dùng để sản xuất nồi hơi, biến dạng trong quá trình tán đinh hoặc bất kỳ quá trình gia công nguội nào liên quan đến biến dạng vĩnh viễn đều có thể gây ra sự hình thành các vết nứt.
Sự hiện diện của ứng suất tác dụng từ bên ngoài là không cần thiết cho sự hình thành các vết nứt. Mẫu thép lò hơi trước đây được giữ dưới ứng suất uốn không đổi và sau đó được thả ra có thể bị nứt trong dung dịch kiềm có nồng độ bằng với nồng độ kiềm tăng lên trong nước lò hơi.
Nồng độ kiềm
Nồng độ bình thường của kiềm trong trống nồi hơi không thể gây ra vết nứt vì nó không vượt quá 0,1% NaOH và nồng độ thấp nhất mà tại đó độ giòn của kiềm được quan sát là cao hơn khoảng 100 lần so với bình thường.
Nồng độ cao như vậy có thể là do nước thấm cực kỳ chậm qua đường nối đinh tán hoặc một số khe hở khác. Điều này giải thích sự xuất hiện của muối cứng ở bên ngoài hầu hết các mối nối đinh tán trong nồi hơi. Rò rỉ nguy hiểm nhất là rò rỉ khó phát hiện, nó để lại cặn vật liệu rắn bên trong mối nối đinh tán, nơi có ứng suất dư cao. Tác động kết hợp của ứng suất và dung dịch đậm đặc có thể gây ra sự xuất hiện các vết nứt do kiềm.
Thiết bị phát hiện độ giòn kiềm
Một thiết bị đặc biệt để theo dõi thành phần của nước tái tạo quá trình bay hơi nước với nồng độ kiềm ngày càng tăng trên mẫu thép chịu ứng suất trong cùng điều kiện xảy ra ở khu vực đường nối đinh tán. Sự nứt của mẫu đối chứng cho thấy rằng nước nồi hơi có thành phần này có khả năng gây ra hiện tượng giòn do kiềm. Vì vậy, trong trường hợp này, việc xử lý nước là cần thiết để loại bỏ các đặc tính nguy hiểm của nó. Tuy nhiên, vết nứt của mẫu đối chứng không có nghĩa là vết nứt đã xuất hiện hoặc sẽ xuất hiện trong nồi hơi. Trong các đường nối đinh tán hoặc các mối nối khác không nhất thiết phải có cả rò rỉ (hấp hơi), ứng suất và tăng nồng độ kiềm, như trong mẫu đối chứng.
Thiết bị điều khiển được lắp đặt trực tiếp trên nồi hơi và cho phép bạn đánh giá chất lượng nước nồi hơi.
Thử nghiệm kéo dài 30 ngày trở lên với dòng nước tuần hoàn liên tục qua thiết bị điều khiển.
Nhận biết vết nứt giòn do kiềm
Các vết nứt giòn do kiềm trong thép nồi hơi thông thường có bản chất khác với các vết nứt do mỏi hoặc ứng suất cao. Điều này được minh họa trong hình. I9, cho thấy bản chất liên hạt của các vết nứt như vậy, tạo thành một mạng lưới mịn. Có thể so sánh sự khác biệt giữa các vết nứt có độ giòn kiềm giữa các hạt và các vết nứt nội hạt do mỏi do ăn mòn.
Trong thép hợp kim (ví dụ, niken hoặc silicon-mangan), được sử dụng cho nồi hơi đầu máy, các vết nứt cũng được sắp xếp theo dạng lưới, nhưng không phải lúc nào cũng xuyên qua giữa các tinh thể, như trong trường hợp thép nồi hơi thông thường.
Lý thuyết độ giòn của kiềm
Các nguyên tử trong mạng tinh thể của kim loại nằm ở ranh giới của tinh thể chịu ảnh hưởng đối xứng ít hơn từ các nước lân cận so với các nguyên tử ở phần còn lại của khối hạt. Vì thế họ rời đi dễ dàng hơn mạng tinh thể. Người ta có thể nghĩ rằng với việc lựa chọn cẩn thận một môi trường khắc nghiệt sẽ có thể đạt được sự loại bỏ có chọn lọc các nguyên tử khỏi ranh giới tinh thể. Thật vậy, thí nghiệm cho thấy trong môi trường axit, trung tính (dùng yếu dòng điện, tạo điều kiện thuận lợi cho sự ăn mòn) và dung dịch kiềm đậm đặc có thể xảy ra hiện tượng nứt giữa các hạt. Nếu dung dịch gây ăn mòn nói chung được thay đổi bằng cách thêm một số chất tạo thành màng bảo vệ trên bề mặt tinh thể thì sự ăn mòn tập trung ở ranh giới giữa các tinh thể.
Giải pháp tích cực trong trường hợp này là dung dịch xút. Muối natri silica có thể bảo vệ bề mặt của tinh thể mà không ảnh hưởng đến ranh giới giữa chúng. Kết quả của hành động bảo vệ và tích cực kết hợp phụ thuộc vào nhiều trường hợp: nồng độ, nhiệt độ, trạng thái căng thẳng của kim loại và thành phần của dung dịch.
Ngoài ra còn có lý thuyết keo về độ giòn của kiềm và lý thuyết về tác dụng của hydro hòa tan trong thép.
Các cách để chống lại hiện tượng giòn kiềm
Một cách để chống lại độ giòn của kiềm là thay thế việc tán đinh nồi hơi bằng phương pháp hàn, giúp loại bỏ khả năng rò rỉ. Độ giòn cũng có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng thép có khả năng chống ăn mòn giữa các hạt hoặc bằng cách xử lý hóa học nước lò hơi. Trong các nồi hơi có đinh tán hiện đang được sử dụng, phương pháp thứ hai là phương pháp duy nhất được chấp nhận.
Các thử nghiệm sơ bộ sử dụng mẫu đối chứng thể hiện cách tốt nhất xác định hiệu quả của một số chất phụ gia bảo vệ nước. Muối natri sunfua không ngăn ngừa nứt. Muối natri nitơ được sử dụng thành công để bảo vệ chống nứt ở áp suất lên tới 52,5 kg/cm2. Dung dịch muối natri nitơ đậm đặc sôi ở áp suất khí quyển có thể gây ra các vết nứt do ăn mòn ứng suất ở thép nhẹ.
Hiện nay, muối natri nitơ được sử dụng rộng rãi trong các nồi hơi cố định. Nồng độ muối nitơ natri tương ứng với 20-30% nồng độ kiềm.
ĂN MÒN MÁY NÓNG HƠI
Sự ăn mòn bề mặt bên trong của ống bộ quá nhiệt chủ yếu xảy ra do sự tương tác giữa kim loại và hơi nước ở nhiệt độ cao và ở mức độ thấp hơn là do hơi nước cuốn theo muối nước lò hơi. Trong trường hợp thứ hai, màng dung dịch có nồng độ xút cao có thể hình thành trên thành kim loại, ăn mòn trực tiếp thép hoặc tạo ra cặn lắng thiêu kết trên thành ống, có thể dẫn đến hình thành các vết nổ. Trong các nồi hơi không hoạt động và trong trường hợp ngưng tụ hơi nước trong các bộ quá nhiệt tương đối lạnh, hiện tượng ăn mòn rỗ có thể phát triển dưới tác động của oxy và anhydrit cacbonic.Hydro là thước đo tốc độ ăn mòn
Nhiệt độ hơi nước trong nồi hơi hiện đại đạt đến nhiệt độ được sử dụng trong sản xuất hydro công nghiệp bằng phản ứng trực tiếp giữa hơi nước và sắt.
Tốc độ ăn mòn của ống làm bằng thép cacbon và thép hợp kim dưới tác dụng của hơi nước, ở nhiệt độ lên tới 650°, có thể được đánh giá bằng lượng hydro giải phóng. Sự tiến hóa hydro đôi khi được sử dụng như một thước đo sự ăn mòn nói chung.
Gần đây, ba loại thiết bị thu nhỏ để loại bỏ khí và không khí đã được sử dụng trong các nhà máy điện ở Hoa Kỳ. Chúng đảm bảo loại bỏ hoàn toàn khí và nước ngưng đã khử khí thích hợp để xác định lượng muối bị hơi nước mang đi từ lò hơi. Có thể thu được giá trị gần đúng về độ ăn mòn tổng cộng của bộ quá nhiệt trong quá trình vận hành lò hơi bằng cách xác định sự chênh lệch nồng độ hydro trong các mẫu hơi được lấy trước và sau khi nó đi qua bộ quá nhiệt.
Ăn mòn do tạp chất trong hơi nước
Hơi bão hòa đi vào bộ quá nhiệt mang theo một lượng nhỏ khí và muối từ nước lò hơi nhưng có thể đo được. Các loại khí thường gặp nhất là oxy, amoniac và carbon dioxide. Khi hơi nước đi qua bộ quá nhiệt, không quan sát thấy sự thay đổi đáng kể về nồng độ của các khí này. Chỉ có sự ăn mòn nhỏ của bộ siêu nhiệt kim loại có thể là do hoạt động của các khí này. Người ta vẫn chưa chứng minh được rằng muối hòa tan trong nước, khô hoặc lắng đọng trên các bộ phận quá nhiệt có thể góp phần gây ăn mòn. Tuy nhiên, xút, là thành phần chính của muối được nước nồi hơi mang đi, có thể góp phần ăn mòn ống rất nóng, đặc biệt nếu chất kiềm bám vào thành kim loại.
Việc tăng độ tinh khiết của hơi bão hòa đạt được bằng cách loại bỏ triệt để khí khỏi nước cấp. Có thể giảm lượng muối mang đi do hơi nước bằng cách làm sạch kỹ lưỡng bộ thu phía trên bằng cách sử dụng máy tách cơ khí, rửa bằng hơi nước bão hòa bằng nước cấp hoặc xử lý nước bằng hóa chất thích hợp.
Việc xác định nồng độ và bản chất của các khí bị cuốn theo hơi bão hòa được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị và phân tích hóa học nêu trên. Thật thuận tiện để xác định nồng độ muối trong hơi bão hòa bằng cách đo độ dẫn điện của nước hoặc sự bay hơi của một lượng lớn nước ngưng.
Một phương pháp cải tiến để đo độ dẫn điện được đề xuất và đưa ra những hiệu chỉnh thích hợp đối với một số khí hòa tan. Chất ngưng tụ trong các thiết bị khử khí thu nhỏ nêu trên cũng có thể được sử dụng để đo độ dẫn điện.
Khi lò hơi không hoạt động, bộ quá nhiệt là một tủ lạnh trong đó tích tụ hơi nước; Trong trường hợp này, có thể xảy ra hiện tượng rỗ dưới nước bình thường nếu hơi nước chứa oxy hoặc carbon dioxide.
Các bài viết phổ biến
BỘ NĂNG LƯỢNG VÀ ĐIỆN LỰC LIÊN XÔ
TỔNG CỤC KHOA HỌC KỸ THUẬT NĂNG LƯỢNG VÀ ĐIỆN LỰC
HƯỚNG DẪN PHƯƠNG PHÁP
BẰNG CẢNH BÁO
NHIỆT ĐỘ THẤP
ĂN MÒN BỀ MẶT
NHIỆT VÀ DÒNG KHÍ CỦA LÒ HƠI
RD 34.26.105-84
SOYUZTEKHENERGO
Mátxcơva 1986
ĐƯỢC PHÁT TRIỂN theo Huân chương Cờ đỏ toàn Liên minh hai lần của Viện nghiên cứu Kỹ thuật Nhiệt Lao động được đặt theo tên của F.E. Dzerzhinsky
NGƯỜI BIỂU TƯỢNG R.A. PETROSYAN, I.I. NADIROV
Được Tổng cục Kỹ thuật Vận hành Hệ thống Điện PHÊ DUYỆT ngày 22 tháng 4 năm 1984.
Phó cảnh sát trưởng D.Ya. SHAMARAKOV
|
HƯỚNG DẪN PHƯƠNG PHÁP PHÒNG CHỐNG ĂN MÒN BỀ MẶT Sưởi Ở NHIỆT THẤP VÀ DÒNG KHÍ CỦA LÒ HƠI |
RD 34.26.105-84 |
Đã đặt ngày hết hạn
từ ngày 01/07/85
cho đến ngày 01/07/2005
Hướng dẫn này áp dụng cho các bề mặt gia nhiệt ở nhiệt độ thấp của nồi hơi và nồi hơi nước nóng (bộ tiết kiệm, thiết bị bay hơi khí, thiết bị làm nóng không khí các loại, v.v.), cũng như đường dẫn khí phía sau thiết bị làm nóng không khí (ống dẫn khí, bộ thu tro, khói ống xả, ống khói) và thiết lập các phương pháp bảo vệ bề mặt nóng lên khỏi bị ăn mòn ở nhiệt độ thấp.
Hướng dẫn này dành cho các nhà máy nhiệt điện vận hành bằng nhiên liệu lưu huỳnh và các tổ chức thiết kế thiết bị nồi hơi.
1. Ăn mòn ở nhiệt độ thấp là sự ăn mòn các bề mặt gia nhiệt đuôi, ống dẫn khí và ống khói của nồi hơi dưới tác động của sự ngưng tụ trên chúng khí thải hơi axit sunfuric.
2. Sự ngưng tụ hơi axit sunfuric, hàm lượng thể tích của nó trong khí thải khi đốt nhiên liệu lưu huỳnh chỉ bằng vài phần nghìn phần trăm, xảy ra ở nhiệt độ cao hơn đáng kể (50 - 100 °C) so với nhiệt độ ngưng tụ của hơi nước.
4. Để ngăn chặn sự ăn mòn của các bề mặt gia nhiệt trong quá trình vận hành, nhiệt độ của các bức tường của chúng phải vượt quá nhiệt độ điểm sương của khí thải ở tất cả các tải của lò hơi.
Đối với các bề mặt gia nhiệt được làm mát bằng môi trường có hệ số truyền nhiệt cao (bộ tiết kiệm, thiết bị bay hơi khí, v.v.), nhiệt độ của môi trường ở đầu vào của chúng phải vượt quá nhiệt độ điểm sương khoảng 10 ° C.
5. Đối với bề mặt gia nhiệt của nồi hơi nước nóng khi vận hành bằng dầu nhiên liệu lưu huỳnh, không thể thực hiện được các điều kiện để loại bỏ hoàn toàn sự ăn mòn ở nhiệt độ thấp. Để giảm thiểu, cần đảm bảo nhiệt độ nước đầu vào lò hơi ở mức 105 - 110°C. Khi sử dụng nồi hơi làm nóng nước làm nồi hơi cao điểm, chế độ này có thể được đảm bảo khi sử dụng đầy đủ các máy nước nóng mạng. Khi sử dụng nồi hơi nước nóng ở chế độ chính, có thể tăng nhiệt độ của nước vào nồi hơi bằng cách tuần hoàn nước nóng.
Trong các hệ thống lắp đặt sử dụng sơ đồ kết nối nồi hơi nước nóng với mạng lưới sưởi ấm thông qua bộ trao đổi nhiệt nước, các điều kiện để giảm sự ăn mòn ở nhiệt độ thấp của bề mặt gia nhiệt được đảm bảo đầy đủ.
6. Đối với thiết bị làm nóng không khí của nồi hơi, đảm bảo loại trừ hoàn toàn ăn mòn ở nhiệt độ thấp khi nhiệt độ thiết kế của thành của phần lạnh nhất vượt quá nhiệt độ điểm sương ở tất cả các tải nồi hơi từ 5 - 10 °C (giá trị tối thiểu đề cập đến tải tối thiểu).
7. Việc tính toán nhiệt độ thành của máy sưởi không khí dạng ống (TVP) và tái sinh (RVP) được thực hiện theo khuyến nghị của “Tính toán nhiệt của các bộ nồi hơi. Phương pháp quy chuẩn" (Moscow: Energy, 1973).
8. Khi sử dụng các khối lạnh có thể thay thế hoặc các khối làm từ ống có lớp phủ chống axit (tráng men, v.v.), cũng như các khối làm từ vật liệu chống ăn mòn, như hành trình (không khí) đầu tiên trong máy sưởi không khí dạng ống, những điều sau đây được kiểm tra các điều kiện loại trừ hoàn toàn các khối kim loại bị ăn mòn ở nhiệt độ thấp (bằng không khí) của bộ sưởi không khí. Trong trường hợp này, việc lựa chọn nhiệt độ thành của các khối kim loại lạnh, có thể thay thế cũng như các khối chống ăn mòn, phải loại trừ sự nhiễm bẩn nghiêm trọng của đường ống, do đó nhiệt độ thành tối thiểu của chúng khi đốt dầu nhiên liệu lưu huỳnh phải dưới điểm sương. của khí thải không quá 30 - 40 ° C. Khi đốt nhiên liệu lưu huỳnh rắn, nhiệt độ tối thiểu của thành ống để tránh ô nhiễm nặng phải lấy ít nhất là 80°C.
9. Trong RVP, trong điều kiện loại trừ hoàn toàn sự ăn mòn ở nhiệt độ thấp, phần nóng của chúng được tính toán. Phần lạnh của RVP có khả năng chống ăn mòn (tráng men, gốm, thép hợp kim thấp, v.v.) hoặc có thể thay thế từ các tấm kim loại phẳng dày 1,0 - 1,2 mm, làm bằng thép cacbon thấp. Các điều kiện để ngăn chặn sự nhiễm bẩn nghiêm trọng của bao bì được đáp ứng khi đáp ứng các yêu cầu của các đoạn trong tài liệu này.
10. Bao bì tráng men được làm từ các tấm kim loại có độ dày 0,6 mm. Tuổi thọ của bao bì tráng men được sản xuất theo TU 34-38-10336-89 là 4 năm.
Ống sứ, khối gốm hoặc đĩa sứ có phần nhô ra có thể được sử dụng làm vật liệu đóng gói bằng gốm.
Xét đến việc giảm tiêu hao dầu nhiên liệu của các nhà máy nhiệt điện, nên sử dụng gioăng làm bằng thép hợp kim thấp 10KhNDP hoặc 10KhSND cho phần lạnh của RVP, khả năng chống ăn mòn của phần này cao gấp 2 - 2,5 lần so với phần lạnh của RVP. -thép carbon.
11. Để bảo vệ máy sưởi không khí khỏi bị ăn mòn ở nhiệt độ thấp trong giai đoạn khởi động, cần thực hiện các biện pháp nêu trong “Hướng dẫn thiết kế và vận hành máy sưởi năng lượng có vây dây” (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1981).
Việc đánh lửa nồi hơi sử dụng dầu nhiên liệu lưu huỳnh phải được thực hiện khi hệ thống sưởi ấm không khí đã được bật trước đó. Nhiệt độ không khí ở phía trước bộ sưởi không khí trong giai đoạn đầu đốt, theo quy định, phải là 90°C.
11a. Để bảo vệ các thiết bị sưởi không khí khỏi bị ăn mòn ở nhiệt độ thấp (“ở chế độ chờ”) khi dừng lò hơi, mức độ này xấp xỉ gấp đôi tốc độ ăn mòn trong quá trình vận hành, trước khi dừng lò hơi, các thiết bị sưởi không khí phải được làm sạch hoàn toàn cặn bám bên ngoài. Trong trường hợp này, trước khi dừng lò hơi, nên duy trì nhiệt độ không khí ở đầu vào của bộ làm nóng không khí ở mức giá trị của nó ở tải định mức của lò hơi.
Việc làm sạch TVP được thực hiện bằng cách phun với mật độ thức ăn ít nhất là 0,4 kg/m.s (mục của tài liệu này).
Đối với nhiên liệu rắn, có tính đến nguy cơ ăn mòn đáng kể của bộ thu tro, nên chọn nhiệt độ của khí thải cao hơn điểm sương của khí thải từ 15 - 20°C.
Đối với dầu nhiên liệu lưu huỳnh, nhiệt độ của khí thải phải vượt quá nhiệt độ điểm sương ở tải danh định của nồi hơi khoảng 10°C.
Tùy thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh trong dầu nhiên liệu, cần lấy giá trị tính toán của nhiệt độ khí thải ở tải danh định của nồi hơi, được chỉ ra dưới đây:
Nhiệt độ khí thải, °С...... 140 150 160 165
Khi đốt dầu nhiên liệu lưu huỳnh với lượng không khí dư cực thấp (α ≤ 1,02), nhiệt độ của khí thải có thể được hạ xuống thấp hơn, có tính đến kết quả đo điểm sương. Trung bình, sự chuyển đổi từ không khí dư nhỏ sang cực nhỏ làm giảm nhiệt độ điểm sương khoảng 15 - 20°C.
Để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy ống khói và ngăn ngừa mất độ ẩm, các bức tường của nó không chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của khí thải mà còn bởi tốc độ dòng chảy của chúng. Vận hành đường ống trong điều kiện tải thấp hơn đáng kể so với thiết kế sẽ làm tăng khả năng ăn mòn ở nhiệt độ thấp.
Khi đốt khí tự nhiên, nhiệt độ khí thải được khuyến nghị ít nhất là 80 ° C.
13. Khi giảm tải lò hơi trong khoảng 100 - 50% so với danh nghĩa, cần cố gắng ổn định nhiệt độ khí thải, không để nhiệt độ giảm quá 10°C so với danh nghĩa.
Cách tiết kiệm nhất để ổn định nhiệt độ khí thải là tăng nhiệt độ làm nóng sơ bộ không khí trong bộ gia nhiệt không khí khi tải giảm.
Các giá trị tối thiểu cho phép của nhiệt độ làm nóng sơ bộ không khí trước RAH được áp dụng theo khoản 4.3.28 của “Quy tắc vận hành kỹ thuật của các nhà máy và mạng lưới điện” (M.: Energoatomizdat, 1989).
Trong trường hợp nhiệt độ tối ưu Không thể cung cấp khí thải do bề mặt gia nhiệt của RAH không đủ, nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ không khí phải được áp dụng tại đó nhiệt độ của khí thải sẽ không vượt quá các giá trị được đưa ra trong đoạn của Hướng dẫn này.
16. Do thiếu lớp phủ chống axit đáng tin cậy để bảo vệ ống khói kim loại khỏi bị ăn mòn ở nhiệt độ thấp, hoạt động đáng tin cậy của chúng có thể được đảm bảo bằng cách cách nhiệt cẩn thận, đảm bảo chênh lệch nhiệt độ giữa khí thải và tường không quá 5 ° C .
Các vật liệu và kết cấu cách điện hiện đang sử dụng không đủ tin cậy để vận hành lâu dài, do đó cần phải định kỳ, ít nhất mỗi năm một lần, theo dõi tình trạng của chúng và nếu cần, tiến hành sửa chữa, phục hồi.
17. Khi sử dụng các lớp phủ khác nhau trên cơ sở thử nghiệm để bảo vệ các ống dẫn khí khỏi bị ăn mòn ở nhiệt độ thấp, cần lưu ý rằng lớp phủ này phải cung cấp khả năng chịu nhiệt và độ kín khí ở nhiệt độ vượt quá nhiệt độ của khí thải ít nhất 10 ° C , khả năng chống lại nồng độ axit sunfuric lần lượt là 50 - 80% trong phạm vi nhiệt độ, 60 - 150 ° C và khả năng sửa chữa và phục hồi chúng.
18. Đối với các bề mặt có nhiệt độ thấp, các bộ phận kết cấu của RVP và ống dẫn khí của nồi hơi, nên sử dụng thép hợp kim thấp 10KhNDP và 10KhSND, có khả năng chống ăn mòn cao gấp 2 - 2,5 lần so với thép cacbon.
Chỉ những loại thép hợp kim cao rất khan hiếm và đắt tiền mới có khả năng chống ăn mòn tuyệt đối (ví dụ thép EI943, chứa tới 25% crom và tới 30% niken).
Ứng dụng
1. Về mặt lý thuyết, nhiệt độ điểm sương của khí thải có hàm lượng axit sunfuric và hơi nước nhất định có thể được định nghĩa là nhiệt độ sôi của dung dịch axit sunfuric có nồng độ mà tại đó tồn tại cùng hàm lượng hơi nước và axit sunfuric. phía trên giải pháp.
Giá trị đo được của nhiệt độ điểm sương, tùy thuộc vào kỹ thuật đo, có thể không trùng với giá trị lý thuyết. Trong các khuyến nghị này về nhiệt độ điểm sương của khí thải tr Giả sử nhiệt độ bề mặt của một cảm biến thủy tinh tiêu chuẩn với các điện cực bạch kim dài 7 mm được hàn ở khoảng cách 7 mm với nhau, tại đó điện trở của màng sương giữa các điện cực ở trạng thái ổn định là 107 Ohms. Mạch đo điện cực sử dụng dòng điện xoay chiều điện áp thấp (6 - 12 V).
2. Khi đốt dầu nhiên liệu chứa lưu huỳnh với lượng không khí dư từ 3 - 5%, nhiệt độ điểm sương của khí thải phụ thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu Sp(cơm.).
Khi đốt dầu nhiên liệu lưu huỳnh với lượng không khí dư cực thấp (α ≤ 1,02), nhiệt độ điểm sương của khí thải phải được lấy dựa trên kết quả đo đặc biệt. Các điều kiện để chuyển nồi hơi sang chế độ có α ≤ 1,02 được quy định trong “Hướng dẫn chuyển nồi hơi hoạt động bằng nhiên liệu lưu huỳnh sang chế độ đốt với lượng khí dư cực thấp” (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).
3. Khi đốt nhiên liệu rắn lưu huỳnh ở trạng thái bụi, nhiệt độ điểm sương của khí thải tp có thể được tính toán dựa trên hàm lượng lưu huỳnh và tro trong nhiên liệu đã cho Sppr, Arpr và nhiệt độ ngưng tụ hơi nước tcon theo công thức
Ở đâu dì- Tỷ lệ tro trong chất mang sang (thường lấy bằng 0,85).
Cơm. 1. Sự phụ thuộc của nhiệt độ điểm sương của khí thải vào hàm lượng lưu huỳnh trong dầu đốt
Giá trị của số hạng đầu tiên của công thức này tại dì= 0,85 có thể được xác định từ Hình 2. .
Cơm. 2. Chênh lệch nhiệt độ giữa điểm sương của khí thải và sự ngưng tụ hơi nước trong đó, tùy thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh đã cho ( Sppr) và tro ( Arpr) trong nhiên liệu
4. Khi đốt nhiên liệu dạng khí lưu huỳnh, điểm sương của khí thải có thể được xác định từ hình 2. với điều kiện là hàm lượng lưu huỳnh trong khí được tính toán như đã cho, tức là tính theo phần trăm trọng lượng trên 4186,8 kJ/kg (1000 kcal/kg) nhiệt trị của khí.
Đối với nhiên liệu khí, hàm lượng lưu huỳnh đã cho tính theo phần trăm khối lượng có thể được xác định theo công thức
Ở đâu tôi- số lượng nguyên tử lưu huỳnh trong phân tử của thành phần chứa lưu huỳnh;
q- phần trăm thể tích của lưu huỳnh (thành phần chứa lưu huỳnh);
Qн- nhiệt cháy của khí tính bằng kJ/m3 (kcal/Nm3);
VỚI- hệ số bằng 4,187, nếu Qнđược biểu thị bằng kJ/m3 và 1,0 nếu tính bằng kcal/m3.
5. Tốc độ ăn mòn của lớp kim loại có thể thay thế được của máy sưởi không khí khi đốt dầu nhiên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ của kim loại và mức độ ăn mòn của khí thải.
Khi đốt dầu nhiên liệu lưu huỳnh với lượng không khí dư từ 3 - 5% và thổi hơi nước lên bề mặt, tốc độ ăn mòn (trên cả hai mặt tính bằng mm/năm) của lớp đệm RVP có thể được ước tính gần đúng từ dữ liệu trong Bảng. .
Bảng 1
|
Tốc độ ăn mòn (mm/năm) ở nhiệt độ tường, ºС |
||||||||
|
0,5Trên 2 0,20 |
||||||||
|
St. 0,11 đến 0,4 bao gồm. |
||||||||
|
St. 0,41 đến 1,0 bao gồm. |
||||||||
6. Đối với than có hàm lượng canxi oxit trong tro cao, nhiệt độ điểm sương thấp hơn nhiệt độ tính toán theo các đoạn của Hướng dẫn này. Đối với những loại nhiên liệu như vậy, nên sử dụng kết quả đo trực tiếp.
