电厂化学水处理设施防腐蚀工艺分析刘晓燕

电厂化学水处理设施防腐蚀工艺分析刘晓燕

中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司内蒙古鄂尔多斯017209

摘要:在电厂化学水处理中,为了更好地确保其处理成效的提升,我们必须切实注重电厂化学水处理设施防腐蚀工作的开展。但是就目前来看,在电厂的诸多电厂化学水处理设施中经常会存在腐蚀的问题,为了加强对其的处理,因此,电厂的相关领导人员及管理层人员要在思想意识上加强对该问题的重视程度,根据自身厂内生产产生的化学水所造成的多方面的腐蚀性危害进行深入地了解和深刻地思考,以求能够找到科学合理的解决方案,达到安全与经济共同实现的目的。

关键词:化学水处理;防腐蚀工艺;问题

引言

能源作为支撑我国经济发展的基础,电力能源对我国的综合国力的提升更是起到了不可磨灭的作用。这个世界是科学技术的世界,分分秒秒都离不开电力的支持。我国以火电厂发电为主要供电模式,因此,火电厂基础设施的建设与维护至关重要。经调查,在火电厂的日常生产过程中,腐蚀因素伴随生产全过程。同时,在进行火电厂化学水处理设施的建设和基础设计时,往往忽略了腐蚀这个重要影响因素的存在,致使我国火电厂化学水处理设施防腐蚀工艺方面存在严重弊端。如何改善现有的“出现问题再处理”规则,对设备腐蚀实现合理、有效、经济地控制是设备设计人员寄到解决的重要问题。

1电厂化学水处理特点

在现代社会背景下,对经济建设过程中产生的各种环境污染必须要加强控制,以可持续发展理念、生态环保理念为基础,对经济活动进行指导,从而实现经济建设与环境保护的双重发展。由于环境危机越来越严峻,环境保护的必要性和重要性都越来越明显,在这种环境下,政府要求企业必须要严格控制工业废水的外排,企业最大限度地循环处理使用和自行进行无害化处理,从而降低污水排放带来的环境压力。电厂生产过程中产生的污水较多,而且随着电厂的生产规模不断扩大,产生的污水越来越多,为了对污水进行控制,防止随意乱排带来的环境污染问题,电厂化学水处理异常重要。当前我国电厂化学水的处理采用的处理系统主要有几个特点:

第一,化学水处理系统要求多样集中,由于电厂生产过程中产生的废水性质各不相同,在进行处理的时候应该要多样化、集中化,针对多种水质进行综合处理。由于每一种水质的处理系统均不相同,但处理过程中不可能针对每种水质设计相应的处理系统,因此电厂的化学水处理系统是多元化、集成化的,能够对多种水质进行综合处理,是一个复杂的综合性系统,在运行过程中需要一个总的控制系统进行集中管理和控制。

第二,加强技术革新,实现化学水处理方法和手段多样化。随着科学技术的不断研究与应用,传统的水处理方式已经不能满足电厂生产过程中的水处理要求,而且传统的处理技术和工艺效率低,处理效果并不是太理想,处理之后的水质直接排放到环境中还是会带来环境污染,因此在当前社会背景下必须要加强对先进的水处理工艺的研究,加强技术革新,从而使得化学水处理方法和手段更加多样化。

第三,坚持“可循环利用和环保”目标。随着环境保护的必要性越来越高,在经济发展过程中必须要加强对环境保护工作的重视,要以可持续发展以及环境保护为经济工作的出发点和落脚点。对于电厂生产而言,化学水处理过程中也要本着环境保护的目标,同时要注意实现循环利用,节约水资源,提高水资源的利用率。

2火电厂化学水处理设备腐蚀

2.1火电厂化学水处理

火力发电厂是依靠水作为传递能量的介质进行发电,也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作的。在进行火电厂的生产过程中,会形成具有腐蚀性特点的化学水,会对化学水处理设施造成很大的腐蚀影响。

2.2火电厂化学水处理腐蚀的危害性

火电厂热力设备大部分都是由金属材料制造而成的,这些金属经常和水接触,若水不良,就会因水质问题而腐蚀。火电厂大部分的水质为不良水,因此对火电厂的给水管道、加热器、锅炉省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器等重要部件造成腐蚀。同时化学设备中的水质主要有化学水质构成,会对化学水处理设施造成严重影响,例如:酸碱输送管道、循环水加酸设备、地下酸碱中和池等。

腐蚀不仅会缩短设备的使用寿命,给公司造成一定的经济损失。另外,金属在遭受腐蚀之后,腐蚀产物转入水中,会不断增加水中的杂质,进而使在高热受热面上的结垢程度加重,加速锅炉炉管的腐蚀。这样的恶性循环,甚至会造成爆管事故。

3化学水处理设施防腐蚀工艺的现状

目前,火电厂化学水处理中防腐蚀问题的产生主要产生在酸碱的中和的过程。酸碱的中和过程会产生许多的废碱、废酸,这些废碱和废酸的存在都将对火电厂中和后的酸碱的含量比例造成影响,进而造成酸碱中和比例严重失调的现象,引发腐蚀性事故。

火电厂化学水处理设备防腐蚀工艺出现的问题主要包括三方面的问题。一,化学水处理各类管道的腐蚀问题。在火电厂的日常生产过程中,防腐管理部门没有对正常运行参数,如流速、温度、介质浓度等生产工艺指标进行严格的控制,进而为设备防腐埋下了隐患。二,管道防腐设计不到位。在进行管道防腐设计时只注重了选材、工艺设计、强度设计、防腐方法的设计,然而忽略了对金属管道的腐蚀环境、温度、应力腐蚀破裂、缝腐蚀和耐腐蚀疲劳的性能的考虑;三,酸碱中和池的腐蚀防护问题。我国的火电厂大部分都是应用酸碱中和池来对火电厂生产过程产生的废碱、废酸液体进行处理的。但是,由于酸碱中和的自身特殊性,中和的酸碱量难以定量控制,掌握不好中和的程度、中和的酸碱量过量以及中和不均匀等都会使得中和后的液体pH值达不到规定的范围,造成腐蚀现象,为泄漏事故埋下隐患。

4酸碱中和池与沟道中块材腐蚀问题及处理

(1)腐蚀形成的机理及其危害性的分析

由于电厂在日常生产运行中形成的废碱液和废酸主要是了利用地下酸碱中和池机械能处理。但是在酸碱进行中和反应时具有较强的非线性特征,在中和过程中,若采取的酸碱溶液由于用量稍有差池,加上搅拌不均,就很可能导致中和之后的溶液在pH值上难以达标,并具有一定的腐蚀性,所以我们必须切实注重对其的防腐蚀工艺问题。在废酸碱排放沟道和中和池均需要强化防腐工作的开展。一般而言,沟道和中和池在运行3年之后,就会形成腐蚀破坏的痕迹,当防腐蚀层被破坏之后,很多渗漏的废液就会对地基带来严重的腐蚀。且经常导致周边地面塌陷时才发现,使得对锅炉补水车间带来巨大的安全隐患。

对于电厂生产中的废弃的酸碱液,一般都采用中和池进行处理,在中和池中可以使得酸碱发生中和反应,从而得到废液处理目的。需要注意的是,在酸碱中和反应过程中具有非线性特性,如果酸液与碱液的用量上出现问题,或者搅拌不均匀都可能会出现中和失败,中和之后的液体PH值不达标,这些液体对酸碱中和池以及沟道都会产生腐蚀。

例如:某电厂在生产过程中突然发现电厂周围的一小块地方出现塌陷,电厂最初以为是建筑地基的自然沉降,并没有加以重视,随着生产不断继续,沉陷逐渐加剧,而且范围不断扩大,该电厂开始找到建筑工程人员进行检查,凿开地基沉降部位,发现有严重的刺激性气味,在地基中有液体,将液体采集送到相关部门进行检测发现,液体的PH值为4.5,偏酸性。电厂再进一步对地基沉降部位对应的生产车间进行检查发现地下埋有管道,连接酸碱中和池,即酸碱中和池中的液体经由管道流出,而酸碱中和池的内部也出现不同程度的腐蚀与损坏,严重的部位其防腐层已经脱落,露出钢筋混凝土。

(2)针对这类腐蚀问题,可以从几个方面着手进行解决:

第一,对块材结合层厚度与勾缝质量进行控制。在酸碱中和池的建设过程中,必须要选择一些耐腐蚀性强的材料,电厂通常选择厚度在30mm以上的花岗岩或者其他石材作为电厂酸碱中和池的主要材料,对这些材料进行铺设的时候,应该要对其施工质量进行控制,一般材料之间的结合厚度要保持在10-15mm之间,灰缝的宽度控制在6-12mm之间,在材料之间可以填充树脂胶泥,起到粘结和防腐、防渗漏的作用。

第二,进行彻底修复。对于酸碱中和池中出现的腐蚀现象,要进行彻底的修复,将已经腐蚀的钢筋混凝土进行彻底清除,首先铲除防腐层,然后凿开钢筋混凝土,对清除的部位进行修复之后再涂抹防腐材料,防止已经存在的腐蚀现象不断扩大。

5循环水加酸系统的腐蚀

(1)材质

由于浓硫酸不易腐蚀普通碳钢材质,因此人们经常用普通碳钢制作浓硫酸贮罐,用铅质材质制作浓硫酸贮罐阀门、法兰等接合面垫片,同时也可用聚四氟乙烯制作垫片,但由于硫酸具有的强氧化性可氧化橡胶,使橡胶结构变形,切忌不能使用橡胶垫片。对于以上问题,大多施工队都会严格遵守,但也有部分电厂为使浓硫酸贮罐具有更强的耐腐性,会在罐内装设一层衬胶层,这样易造成衬胶发生脱落,堵塞贮罐阀门与管道。

(2)安装工艺

实际安装施工工艺的不科学、不合理,也易引发加酸设备泄漏腐蚀现象,在装设好水箱后,应先进行灌水试验,待各项基础沉降都稳定后,再连接相关管道。这主要是由于浓酸输送管道通常较细,若实际沉降不均匀,易把管道拉断,引发硫酸泄漏。同时也应对输送酸液的管道做外部防锈与进行保温处理,最好应把这些管道做成明管,这样在有渗漏时便于及时修理。

(3)加药方式

在给循环水加酸时,宜采用计量泵系统。应用计量泵加药,不但可确保加药浓度与实际加药量,而且还可联锁在线的pH检测表,对循环水具体pH值进行精确控制,这样十分有益于循环水安全运行。国内某电厂就是由于计量系统损坏后,靠酸液自流系统来加酸,具体加酸量靠阀门开度来调节,结构当阀门出现故障后,此系统也没有循环水在线pH报警装置,导致循环水中混入了过量硫酸,加之发现得不及时,造成全厂凝汽器管道腐蚀事故。

6其他容易出现的腐蚀问题

(1)用铁质盖板来充当酸碱平台与水处理车间的沟盖板易形式腐蚀,对此可选用一些挤拉玻璃钢等新型材料,这些材料比钢材更耐腐,且使用寿命更长,可使平台更易维护;

(2)对于酸碱计量间其空气内也会含有大量酸雾,这些酸雾长期密闭在房间内易腐蚀墙壁,对此可通过给室内墙面刷涂防腐蚀涂层的方式,来防止腐蚀。同时房间的窗户与门,其制作材料也应是耐腐蚀材料,此外,计量间内最好不要设置电气盘柜与开关等器件;

(3)贮酸容器,如衬胶罐、钢制贮罐等,在贮藏酸性液体时,都有可能被腐蚀,而当金属被酸腐蚀后会生产氢气,这些氢气时常会在罐体或管道上部密封处积存,若罐体检修人员粗心大意把这点忽略了,在有氢气存留的地方点起明火,这样十分危险,易引发爆炸,类似爆炸实例也曾有发生。

结束语

综上所述,电厂化学水处理设施在最初的设计过程中,人们考虑最多的往往是它的工艺是否完善,投资最小化,时常忽视了其防腐蚀性能。在实际的工业生产活动中,对于设施的防腐蚀工作应该加以高度的重视,做好设施的防护工作。电厂化学水的处理设施非常容易发生腐蚀现象,腐蚀发生的原因和设备各不相同,要想从根本上解决电厂化学水的处理设施腐蚀问题,需要对不同问题进行分析,找到其原因,采用科学合理的防腐蚀处理措施,进而有针对性地解决。相关科研技术人员要注重发展自身的专业能力,相关的单位应加强对内部人员技术的专业性培养和综合素质的整体性提高,努力推动企业的生产水平达到较高的水平。

参考文献:

[1]杨晓雯,高雪.火电厂化学水处理设施防腐蚀方法的研究[J].山东工业技术.2018(06).

[2]陆羽丰.火电厂化学水处理设施防腐蚀方法探究[J].当代化工研究.2018(04).

[3]银国文.电厂化学水处理地沟腐蚀渗漏处理方法[J].绿色环保建材.2017(01).

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