【導(dǎo)讀】機(jī)；在汽輪機(jī)中，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能抓變成電能。加熱器進(jìn)一步加熱后送回鍋爐，完成循環(huán)。化處理方法的不同，可分為軟化水、蒸餾水、除鹽水等。熱力系統(tǒng)中水的品質(zhì)，是影響發(fā)電廠熱力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素之一?；幚淼奶烊凰性S多雜質(zhì)，這種水如進(jìn)入水汽循環(huán)系統(tǒng)，將會造成嚴(yán)重危害。熱力系統(tǒng)中有良好的水質(zhì)，必須對水進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋幚砗蛧?yán)格的監(jiān)督水汽質(zhì)量。溶液中被分散的物質(zhì)叫溶質(zhì)，用以分散溶質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑，發(fā)生這種分散的現(xiàn)象叫做溶解。溶質(zhì)的含量叫做質(zhì)量分?jǐn)?shù)［無量綱］，如以百分?jǐn)?shù)表示則稱為百分含量。1）溶液中組成某難溶電解質(zhì)的離子濃度的乘積等于其溶度積時(shí)，此溶液叫做飽和溶液。多原因，其中主要是電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子間存在靜電作用力。的CaCO3成分溶解了；反之，如PH降低或堿度減小，則表示水中CO2小于平衡值，

　　

【正文】 作用稱為去極化，起去極化作用的物質(zhì)稱為去極化劑。 10. 保護(hù)膜：在金屬表面起抑制腐蝕作用的膜。它必須具有下列性質(zhì)才能起到保護(hù)作用：必須是致密的，沒有微孔，腐蝕介質(zhì)不能 透過；能將整個(gè)金屬表面全部完整的遮蓋??；不易從金屬上脫落。 11. 腐蝕程度的表示方法： a) 按重量減少： g / m2 h b) 按腐蝕深度 : mm / a 12. 影響金屬腐蝕的內(nèi)在因素： a) 金屬的種類、結(jié)構(gòu) b) 金屬中含有雜質(zhì)的種類、數(shù)量 c) 金屬內(nèi)部的應(yīng)力 13. 影響金屬腐蝕的外在因素： a) 水的溶解氧量 b) 水的 pH值 c) 溫度 d) 鹽類的含量和成分 e) 水的流速 f) 振動(dòng) g) 壓力 h) 細(xì)菌 14. 防止金屬電化學(xué)腐蝕的方法： a) 選用合適的金屬材料 b) 對于金屬接觸的介質(zhì)進(jìn)行處理 第二節(jié) 給水系統(tǒng)金屬的腐蝕 給水中含有的氧和二氧化碳，常常是引起給水系統(tǒng)中金屬腐蝕的主要因素 1. 溶解氧腐蝕 1） 原理 ：鐵受水中溶解氧的腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕，鐵和氧形成兩個(gè)電極，組成腐蝕電池： 鐵是陽極，遭到腐蝕： Fe = Fe2+ + 2e 氧是陽極，進(jìn)行還原： O2 + 2H2O + 4e = 4OH— 2） 腐蝕特征：表面形成許多小型鼓包，直徑字 1mm 至 20mm、 30mm 不等，稱為潰瘍腐蝕，鼓包表面的顏色有黃褐色到磚紅色不等，次層是黑色粉末狀物，當(dāng)將這些腐蝕產(chǎn)物全部清除后，會出現(xiàn)腐蝕造成的陷坑。 3） 腐蝕部位：通常最易發(fā)生的部位是給水管道和省煤器，在各給水組成部分中，補(bǔ)給水的輸送管道以及疏水的儲存設(shè)備和輸送管道都會發(fā)生嚴(yán)重的氧腐 蝕。 2. 游離二氧化碳的腐蝕 1） 原理：當(dāng)水中有游離二氧化碳存在時(shí)，水呈酸性： CO2 + H2O = H+ + HCO3— 由于水中 H＋ 的量增多，就會產(chǎn)生氫去極化腐蝕： 陽極反應(yīng)，鐵遭到腐蝕： Fe = Fe2+ + 2e 陰極反應(yīng)： 2H＋ + 2e = H2 2） 腐蝕特征：腐蝕部位金屬均勻變薄。 3） 腐蝕部位：熱力系統(tǒng)中最易發(fā)生的部位是凝結(jié)水系統(tǒng)。 3. 同時(shí)有溶解氧和游離二氧化碳的腐蝕 1） 水系統(tǒng)中如果同時(shí)存在氧和游離二氧化碳，那么鋼的腐蝕更加嚴(yán)重。這是因?yàn)檠醯碾姌O電位高，易形成陰極，侵蝕性強(qiáng)；而二氧化碳使水呈微酸性，破壞 保護(hù)膜。 這種腐蝕的特征是金屬表面沒有腐蝕產(chǎn)物，而是隨著氧含量的多少，呈現(xiàn)或大或小的潰瘍狀態(tài)，且腐蝕速度很快。 第三節(jié) 給水系統(tǒng)金屬腐蝕的防止 1. 給水熱力除氧 給水除氧的方法，在高壓以上的機(jī)組中，與同時(shí)采用熱力除氧和化學(xué)除氧兩種方法。熱力法可以將給水中絕大部分溶解氧除掉，化學(xué)法可以除熱力法所難以完全除盡的殘留溶解氧。 1. 除氧器的運(yùn)行要點(diǎn)： （ 1） 水應(yīng)加熱至沸點(diǎn)。 （ 2） 解吸出來的氣體應(yīng)能通暢的排走。 （ 3） 送入的不給水量應(yīng)穩(wěn)定。 （ 4） 并列運(yùn)行的各臺除氧器負(fù)荷應(yīng)均勻。 2. 除氧器調(diào)整試驗(yàn)通常所要求取的運(yùn)行條件有： （ 1） 除氧器內(nèi)的溫度和壓力。 （ 2） 負(fù)荷。 （ 3） 進(jìn)水溫度 （ 4） 排氣量。 （ 5） 補(bǔ)給水率。 2. 給水化學(xué)除氧 用來進(jìn)行給水化學(xué)除氧的藥品，必須具備能迅速地和氧完全反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物和藥品本身對鍋爐的運(yùn)行無害等條件。對高壓及更高參數(shù)的鍋爐進(jìn)行化學(xué)除氧所常用的藥品為聯(lián)氨。近年來還有采用催化聯(lián)氨和有機(jī)除氧劑的，對中低壓鍋爐也有用亞硫酸鈉的。 1. 聯(lián)氨 聯(lián)氨是一種還原劑，特別是在堿性水溶液中，它是一種和強(qiáng)的還原劑。它可以將水中的溶解氧還原，如下式： N2H4＋ O2 N2＋ 2H2O 反應(yīng)產(chǎn)物 N2 和 H2O對熱力系統(tǒng)的運(yùn)行沒有任何害處，用聯(lián)氨除去給水中溶解氧就 是利用它的這種性質(zhì)。在高溫（ t＞ 200℃）水中 N2H4可以將 Fe2O3還原成 Fe3O4以致 Fe，反應(yīng)式： 6 Fe2O3＋ N2H4 4 Fe3O4 ＋ N2＋ 2H2O 2 Fe3O4 ＋ N2H4 6 FeO＋ N2＋ 2H2O 2 FeO ＋ N2H4 2Fe＋ N2＋ 2H2O N2H4 還能將 CuO 還原成 Cu2O 或 Cu，反應(yīng)式如下： 4CuO＋ N2H4 2Cu2O＋ N2＋ 2H2O 2Cu2O＋ N2H4 4Cu＋ N2＋ 2H2O 聯(lián)氨的這些性質(zhì)可以用來防止鍋內(nèi)結(jié)鐵垢和銅垢。 2. 聯(lián)氨除氧的條件 （ 1） 必須使水有足夠的溫度，超過 150℃。 （ 2） 必須使水維持一定的 pH 值， 9－ 11。 （ 3） 必須使水中聯(lián)氨有足夠的過剩量。 如在 300℃和 pH 值約為 9 時(shí)， N2H4 完全溶解需要 10 分鐘，而它和氧的反映在幾秒鐘內(nèi)便可完成。所以，實(shí)際上是剩余的 N2H4 在進(jìn)入鍋爐內(nèi)部以后，在溫度超過 300℃的條件下，才發(fā)生迅速的分解。 3. 注意事項(xiàng) 聯(lián)氨具有揮發(fā)性、有毒、易燃燒，所以在保存、輸送和化驗(yàn)等方面，應(yīng)特別注意。 （ 1） 保存。聯(lián)氨保存在露天倉庫或可燃物倉庫中，不允許有明火。 （ 2） 輸送。工作人 員應(yīng)配備膠皮手套和護(hù)目鏡等防護(hù)用品，操作地點(diǎn)應(yīng)有良好的通風(fēng)和水源。 （ 3） 化驗(yàn)。對聯(lián)氨進(jìn)行化驗(yàn)時(shí)，不允許用嘴吸移液管來吸取含有聯(lián)氨的溶液。｀ 3. 給水 pH 值的調(diào)節(jié) 為了防止給水對金屬的侵蝕性，除了消除其含鹽量外，還必須調(diào)節(jié)水的 pH值。因?yàn)殡S著水的 pH 值增大，鋼鐵的腐蝕明顯減少。調(diào)節(jié)給水 pH 值的方法是在給水中加氨或胺。 1. 給水氨處理 在相同的溫度下，因?yàn)?NH3的分配系數(shù)比 CO2小，所以當(dāng)水蒸汽冷凝成凝結(jié)水時(shí) ,最初形成的凝結(jié)水中 NH3 和 CO2的比值要比蒸汽中的大。同理，當(dāng)水蒸發(fā)成蒸氣時(shí)，在最初形成的蒸汽中 NH3 和 CO2的比值要比在水中的小。這樣，當(dāng)采用氨處理給水時(shí)，在熱力系統(tǒng)各部位中 NH3 和 CO2的分布就大不相同，其分布情況比較復(fù)雜，難以精確估算，大致情況如下： （ 1） 在熱力除氧器中，被除去的 NH3 量和 CO2量的比值，必進(jìn)水中 NH3 量和 CO2量的比值小，也就是說，出水的 pH 值比進(jìn)水的高。 （ 2） 在凝汽器中，凝結(jié)水的 pH 值要比過熱蒸汽的高，因?yàn)槌闅獬樽叩?CO2比 NH3多。 （ 3） 在射汽式抽氣器中，蒸汽凝結(jié)水的 NH3 量和 CO2 量要比汽輪機(jī)凝結(jié)水的低，因?yàn)槌闅馄鲀?nèi)的蒸汽中 NH3 量與 CO2量的比值要比汽輪機(jī)凝結(jié)水的小。 （ 4） 在加熱器中，因?yàn)?疏水中 NH3，蒸汽中 CO2含量多，故汽項(xiàng) pH 值和疏水的 pH值都與進(jìn)汽的不一樣，汽相的 pH 值比進(jìn)汽的低，疏水的 pH 值比進(jìn)汽的高。 2. 注意事項(xiàng)。加氨處理常使人擔(dān)心的問題時(shí)會不會引起黃銅的腐蝕？因?yàn)楫?dāng)水中有氨存在時(shí)，它可以和銅、鋅形成銅氨、鋅氨絡(luò)離子，這樣會使原來不溶于水的氫氧化銅保護(hù)膜轉(zhuǎn)換化成易溶于水的絡(luò)離子，破壞了它們的保護(hù)作用就可能是黃銅遭受腐蝕。實(shí)踐證明，當(dāng)水中除了有氨以外，還含有氧化性物質(zhì)時(shí)，卻有可能發(fā)生這種腐蝕。 4. 給水氧化性水化學(xué)工況 在通常的條件下，水中的氧是一種對鋼鐵有腐蝕性的物質(zhì)。但是研究證明，當(dāng) 水中電解質(zhì)濃度非常小，一至水的電導(dǎo)率低于 ，水中溶解氧就不再對鋼鐵具有腐蝕性，相反，溶解氧能夠促使鋼鐵表面形成保護(hù)膜，從而抑制腐蝕。 氧化性水工況的給水處理方法，并不是著眼于消除水中溶解氧與使水呈堿性，而是在水質(zhì)極純且呈中性或弱堿性的條件下，向水中加入適量的氣態(tài)氧或過氧化氫，從而使鋼鐵表面生成保護(hù)膜，以防止給水系統(tǒng)的腐蝕。 第九章 汽包鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢及其防止 第一節(jié) 水汽系統(tǒng)的腐蝕及其防止 一、 氧腐蝕 1. 除氧器運(yùn)行不正常 2. 鍋爐在基建和停用期間無防護(hù) 二、 沉積物下腐蝕 1. 原理 在正常的運(yùn)行條件下 ，鍋爐內(nèi)金屬表面上覆蓋著一層 Fe3O4膜，這是金屬表面在高溫下形成的，這樣的膜是致密的，具有良好的保護(hù)性能，鍋爐可以不遭到腐蝕。促使膜破壞的一個(gè)最重要因素，使?fàn)t水的 pH 值不合適。當(dāng) pH 值為 10～ 12 使腐蝕的速度最小， pH 值過高過低都會使腐蝕速度加快。在低 pH 值（ pH＜ 8下，腐蝕加快的原因是Ｈ＋起了去極化作用，而且此時(shí)腐蝕產(chǎn)物都是可溶的，不易形成保護(hù)膜。在高（ pH＞ 13）下，腐蝕加快的原因是金屬表面的 Fe3O4保護(hù)膜溶于溶液中而遭到破壞，所以隨著 pH 值的增高，腐蝕速度迅速增大。 沉積物下腐蝕可以分為以下兩種情 況： （ 1） 酸性腐蝕。由于陰極反應(yīng)發(fā)生在沉積物下，生成的Ｈ 2 受到沉積物的阻礙不能很快擴(kuò)散到汽水混合物區(qū)域，因此促使金屬管壁和沉積物之間積累其多量氫。這些氫有一部分可能擴(kuò)散到金屬內(nèi)部，和碳鋼中的碳化鐵發(fā)生反應(yīng)因而造成碳鋼脫碳，進(jìn)行組織受到破壞。并且反應(yīng)產(chǎn)物ＣＨ 4會在金屬內(nèi)部產(chǎn)生壓力，使金屬組織逐漸產(chǎn)生裂紋。 （ 2） 堿腐蝕。如鍋爐水中有游離ＮａＯＨ，那么在沉積物下會因爐水濃縮形成很高濃度的ＯＨ — ，發(fā)生堿腐蝕。 2. 腐蝕類型 （ 1） 延性腐蝕。這種腐蝕常發(fā)生在多孔沉積物下面，是由于沉積物下面的堿性增強(qiáng)而產(chǎn)生的。腐蝕特征是腐蝕坑凹凸不平， 坑上覆蓋有腐蝕產(chǎn)物，坑下金屬的金相組織和機(jī)械性能都沒有變化，金屬仍保留它的延性，所以稱為延性腐蝕。當(dāng)腐蝕坑達(dá)到一定的深度后，管壁變薄，這是便會因?yàn)檫^熱而鼓包或爆管。 （ 2） 脆性腐蝕。這種腐蝕常發(fā)生在多孔沉積物下面，是由于沉積物下面的酸性增強(qiáng)而產(chǎn)生的。發(fā)生這種腐蝕特征時(shí)，腐蝕部位的金相組織發(fā)生了變化，有明顯的脫碳現(xiàn)象，生成細(xì)小的裂紋，使金屬變脆。嚴(yán)重時(shí)管壁未變薄，就會爆管。這種腐蝕是由于腐蝕反應(yīng)中產(chǎn)生的氫深入到金屬內(nèi)部引起的，因此又稱氫脆。 3. 引起沉積物下腐蝕的運(yùn)行條件 （ 1） 結(jié)垢物質(zhì)帶入爐內(nèi) （ 2） 凝汽器泄漏 （ 3） 補(bǔ)給水水質(zhì)不良。 4. 防止 （ 1） 新裝鍋爐投運(yùn)前，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗； （ 2） 提高給水水質(zhì)，防止給水系統(tǒng)腐蝕而使給水的銅鐵含量增大； （ 3） 盡量防止凝汽器泄漏； （ 4） 調(diào)節(jié)鍋爐爐水水質(zhì)； （ 5） 做好鍋爐的停用保護(hù)工作，防止停用腐蝕。 三、 水蒸汽腐蝕 當(dāng)過熱蒸汽溫度高達(dá) 4500Ｃ時(shí)，它就要和碳鋼發(fā)生反應(yīng)；在 450－之間時(shí)，他們的反應(yīng)生成物為 Fe3O4 當(dāng)溫度達(dá) 5700Ｃ以上時(shí)反應(yīng)生成物為 Fe2O3這兩種反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)，所引起的腐蝕都是屬于化學(xué)腐蝕。 發(fā)生期水腐蝕的部位： （ 1）汽水停滯部分。（ 2）蒸汽過熱器中。 四、 應(yīng)力腐蝕 當(dāng)金屬除了受某些侵蝕性介質(zhì)的作用外，同時(shí)還哦 受機(jī)械應(yīng)力的作用時(shí)，它會發(fā)生裂紋損壞，這是一種特殊的腐蝕現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕。鍋爐金屬的應(yīng)力腐蝕有應(yīng)力腐蝕疲勞、應(yīng)力腐蝕開裂及苛性脆化等幾種不同類型。 1. 腐蝕疲勞：使金屬在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的一種應(yīng)力腐蝕。 在鍋爐汽包的管道結(jié)合處，會發(fā)生疲勞腐蝕。 2. 應(yīng)力腐蝕開裂：是奧氏體鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)作用下發(fā)生的腐蝕損壞。 3. 苛性脆化：使鍋爐金屬的一種特殊的腐蝕形式，引起這種腐蝕的主要因素是水中的苛性鈉是受腐蝕的金屬發(fā)生脆化，故稱苛性脆化。其必需的三個(gè)條件： （ 1） 爐水中含有一定量的游離堿而具有侵蝕性。 （ 2） 鍋爐是鉚接或脹接 的，而且在這些部位有不嚴(yán)密的地方，因而發(fā)生水質(zhì)局部濃縮的過程； （ 3） 金屬中有很大的應(yīng)力 第二節(jié) 水垢與水渣 郭內(nèi)水質(zhì)不良，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，受熱面與水接觸的管壁上就會生成一些固體附著物，這種現(xiàn)象常稱為結(jié)垢，這些固體附著物叫水垢。在爐水中析出的固體物質(zhì)，有的還會呈懸浮狀態(tài)存在于鍋爐水中，也有沉積在汽包和下聯(lián)箱底部等水流緩慢處，形成沉渣的，這些呈懸浮狀態(tài)和沉渣狀態(tài)的物質(zhì)叫水渣。 一、 水垢的特性 1. 分類：按其化學(xué)成分分成以下幾類：鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢和銅垢等。 2. 物理性質(zhì)：（ 1）堅(jiān)硬度（ 2）孔隙率（ 3）導(dǎo)熱性 3. 危害：鍋 爐爐管結(jié)垢后，往往因傳熱不良導(dǎo)致管壁溫度升高，當(dāng)其溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時(shí)，就會引起鼓包和爆管。 二、 水渣的特性 1. 組成：形成水渣的主要物質(zhì)通常為：碳酸鈣、氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、磷酸鎂、堿式磷酸鈣、蛇紋石、鎂橄欖石以及金屬的腐蝕產(chǎn)物。 2. 分類：按其性質(zhì)的不同，可分為以下兩類： （ 1） 不會粘附在受熱面上的水渣。 （ 2） 易粘附在受熱面上轉(zhuǎn)化成水垢的水渣。 3. 危害：鍋爐水中水渣太多，水影響鍋爐的蒸汽的品質(zhì)，而且還有可能堵塞爐管，威脅鍋爐的安全運(yùn)行，所以應(yīng)采用鍋爐排污的辦法及時(shí)將鍋爐水中的水渣排除掉。 第三節(jié) 水垢的形成及防止 一、 鈣鎂 水垢 ： （ 1） 徹底除掉補(bǔ)給水中的硬度。 （ 2） 保證凝汽器嚴(yán)密。 （ 3） 對給水的組成中有生產(chǎn)返回水的熱電廠，其返回水的硬度不應(yīng)超過允許值。 二、 硅酸鹽水垢 1. 成分：硅酸鹽水垢的化學(xué)成分，絕大部分是鋁、鐵的硅酸化合物。 2. 形成原因：有兩種說法一種認(rèn)為，在水中析出并附坐在受熱面上的一些物質(zhì)，在高熱負(fù)荷的作