发电厂真空除氧器水箱由于停运、启动、负荷波动等原因使水中的氧含量较高腐蚀情况严重对真空除氧器水箱腐蚀防护方面的难点进行了分析并对已有的施工工艺进行了总结采用镍基合金/有机硅封孔复合涂层对真空除氧器水箱内部处理后在设备正常运转三年后检查情况良好估计耐腐蚀时间可达六年以上。

发电厂真空除氧器腐蚀状况

火力发电厂真空除氧器是锅炉热力系统中除去给水中溶解氧、保证给水水质的重要设备真空除氧器由除氧头、真空除氧器水箱两大部分组成为确保除氧效果除氧水箱中安装再沸腾管发电厂真空除氧器设计参数见表1

表l发电厂真空除氧器的设计参数

发电厂近两次真空除氧器的检查情况如下:

    ＃1机组大修时检查真空除氧器水箱底部有少量积水未放尽积水中杂物较多的地方有二次锈产生真空除氧器水箱底部沉积的锈渣较多收集该处的锈渣有22.8k干燥后也有17.2k水侧表面几乎全部呈红褐色为氧化铁腐蚀产物有明显的腐蚀坑深度达0.5-1mm。

    ＃2机组大修时检查真空除氧器水箱底部有少量积水未放尽约2-3cm深积水的金属表面局部有砖红色二次锈产生除氧头内比较潮湿真空除氧器水箱底部沉积的锈渣约2k干燥后也有24.2k水侧表面全部呈红褐色为较厚氧化铁腐蚀产物层所覆盖有粗糙、明显的点状鼓包。

真空除氧器腐蚀原因分析

    真空除氧器的介质为水和蒸汽其材质为20在有氧和水存在的情况下真空除氧器发生腐蚀是在所难免的分析腐蚀原因如下:

停运期间的腐蚀

    机组停运时由于真空除氧器密封不严水箱内的水不能完全放干由于除氧头结构复杂有大量水气凝结成露放水后空气进入真空除氧器真空除氧器金属基体受到溶解氧的腐蚀后生成F3O4、F2O3腐蚀产物。

机组启动初期的腐蚀

机组启动初期由于无法对真空除氧器中的水进行预先加热除氧真空除氧器水中的溶解氧一般在100卜/L以上大量的溶解氧存在水中不但造成真空除氧器腐蚀而且这种高溶氧水进入锅炉系统也造成了省煤器的腐蚀随着真空除氧器的逐渐加热水温升高这种腐蚀还会加剧直到真空除氧器达到正常运行参数使。

给水合格为止机组运行中的腐蚀

    机组正常运行中虽然凝结水的溶解氧浓度较低但仍有5~15卜/L在除氧过程中氧存在一个富集过程使得真空除氧器头部的氧浓度相对较高在高温条件下同样会造成金属的氧腐蚀而除氧水箱内的水在经过热力除氧后溶解氧一般低于2卜/L因而基本不会产生腐蚀。

    另外在不正常情况下如负荷突升、突降引起补给水量和水温变化热力除氧效果变差当水温低于沸点1时出水含氧量增加约0.1m/L这时的腐蚀仍然十分严重。

真空除氧器的腐蚀防护

    为了避免真空除氧器腐蚀带来的问题国外电站常使用不锈钢真空除氧器效果良好我国少数电站也有采用不锈钢真空除氧器的但由于造价高而得不到推广为了保证机组安全经济运行延长真空除氧器使用寿命对真空除氧器内表面进行防腐蚀处理是很有必要的。

真空除氧器防腐蚀处理的难点

    由于真空除氧器水箱运行工况复杂锅炉给水水质要求高对防腐材料提出了更高的要求

    1)防腐层不脱落运行时如果涂层脱落堵塞给泵出口滤网则会导致停机事故。

    2)不溶解锅炉给水采用的是二级除盐水涂料的溶解将恶化给水水质还会造成锅炉水冷壁管的结垢、腐蚀甚至爆管。

    3)耐热、耐水、耐汽性能良好因为真空除氧器水箱运行环境恶劣温度高水箱内部有水有汽且界面处汽水交替。

    4)具备长期稳定的粘接特性与附着能力。

    传统的真空除氧器防腐方法是刷漆但效果很差大多满足不了以上要求常常在一个大修期中所刷涂层斑剥脱落由于涂层的部分脱落发生电化学中的大阴极小阳极的腐蚀更加剧了局部腐蚀的发生。

    近年来一些电厂化学工作者做了大量工作探索出适用的真空除氧器防腐方法目前比较可行的办法是采用耐腐蚀镍基合金/有机硅封孔复合防腐涂装利用热喷涂技术比较有效地解决了真空除氧器防腐的问题。

    耐腐蚀镍基合金层由高合金底层和面层构成有机涂层在封闭热喷涂孔隙的同时能进一步增强金属涂层的耐蚀能力。

真空除氧器的热喷涂施工

    利用大修机会对＃1机组真空除氧器采用热喷涂技术进行了防腐蚀处理现对该工艺进行介绍和总结真空除氧器复合涂层主要施工工艺流程为表面除锈、修磨一表面喷砂粗化一表面除尘、清洁、去油一表面预处理质量检验一热喷涂涂层制备一热喷涂涂层质量检验一涂层孔隙封闭处理一检验、验收。

主要施工工序为

    1)施工准备开始施工前可靠地隔离真空除氧器的汽、水回路用堵板或堵头封堵水箱内相关管口如下水管管口、水位计管口、压力表管管口等以防施工过程中砂粒和金属颗粒落入管口，开启真空除氧器人孔门清理真空除氧器水箱内的积水、锈渣在人孔门安装轴流风机抽出湿空气并保证真空除氧器内部通风干燥在真空除氧器水箱中搭设临时施工脚手架。

    2)除锈、粗化处理由于存在严重的腐蚀水箱表面有大量的锈渣必须对其进行彻底清除为了确保除锈和粗化质量采用自动遥控喷砂机用进口优质钢砂作除锈磨料对金属表面进行彻底除锈和粗化处理处理后金属表面粗糙度达R40-80卜m符合国标B823188Sa3标准完全除去金属表面上的油污、氧化皮、锈蚀产物等一切杂质呈现出均匀一致的金属本色喷砂机应保证有0.5MPa的压力6m3/min的压缩空气才能保证清砂效果由于气源量大一般的移动空压机不能满足要求采用输灰空压机门供气喷砂后用干燥、清洁的压缩空气对喷砂面进行清理不能清除的部位应使用吸尘器或其他方式进行清理喷砂后所暴露的新鲜表面严禁受到外界的污染所以要尽量缩短喷砂后到完成喷涂施工的间隔时间在新鲜表面被氧化之前开始喷涂。

    3)表面脱脂处理在喷涂之前对金属表面用有机溶剂进行脱脂处理以确保金属表面不带任何油污保证涂层与金属基体的结合强度。

    4)电弧喷涂金属涂层用超音速电弧喷涂机对已经处理的真空除氧器水箱喷涂两遍镍基合金喷涂的金属涂层表面均匀没有起皮、鼓泡、裂纹、掉块的现象并保证终金属涂层厚度为200-250m。

    5)有机硅封孔在热喷涂后还要用有机硅对涂层可能存在的孔隙进行封闭处理在金属涂层表面均匀涂刷有机封孔漆两遍漆层均匀平整无流挂下坠现象

    6)养护常温养护3天养护期间保持通风干燥并暂停真空除氧器内部一切其它工作

    ＃1机大修检查真空除氧器水箱壁防腐层完好表面仍为有机硅封孔漆的白色没有发现鼓包和锈迹。