海绵铁催化除氧及脱铁装置的使用不当对锅炉缓蚀的影响

摘 要：阐述了工业锅炉用海绵铁催化除氧设备及脱铁装置使用不当对锅炉及节能带来的影响和消除，从海绵铁的结构、除氧机理及脱铁装置的作用进一步缓蚀作用，使该设备能更好的服务于工业锅炉 。

关 键 词：海绵铁催化除氧；设备；缓蚀； 影响因素；消除

中图分类号：TK 224.9 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）05-0986-02

Influence of Incorrect Use of Sponge Iron Catalytic Deoxidization and Iron Removal Device on the Boiler Corrosion Inhibition

MAO Li-Yan，ZHANG Wen-hua

（Xinjiang Uygur Autonomous Region inspection Institute of Special Equipment， Xinjiang Urumqi 830011，China）

Abstract： Effect of incorrect use of sponge iron catalytic deoxidization and iron removal device on industrial boiler running and energy-saving was discussed as well as its solutions. The corrosion inhibition was further elaborated from the aspects of sponge iron structure and deoxidation mechanism and function of iron removal device， so that the device can better serve the industrial boiler.

Key words： Sponge iron catalytic deoxidization； device； corrosion inhibition； influence factor； removal

金属腐蚀是指金属表面与其周围介质发生化学或电化学作用而遭到破坏的现象；按腐蚀机理分类为电化学腐蚀和化学腐蚀，按腐蚀形态分类为全面腐蚀和局部腐蚀[1]。

锅炉系统中常见的腐蚀形式有氧腐蚀、游离二氧化碳的酸性腐蚀、沉积物下的腐蚀、应力腐蚀、水蒸汽腐蚀等，目前为至，在我乌鲁木齐地区，98%以上的工业锅炉使用单位都采用了以锅外钠离子交换为主，锅内投药为辅的联合水处理方法，设置了锅外钠离子交换防垢和加药防腐设备、采用的水源水基本上都是城市自来水或地下水，热水锅炉大都选择二次网换热供暖，悬浮物较小，使锅炉的沉积物下的腐蚀得到了有效控制；我市热水锅炉的供暖运行大都采取了集中供暖，水处理作业人员四班三运转，锅内加药得到了保证，即锅水的pH值可有效的控制在标准规定范围，消除了游离二氧化碳的酸性腐蚀；在潮湿又有氧气存在的环境下，金属氧腐蚀是绝对存在的，在锅炉使用环节，恰恰就是这样一个环境，GB/T1576《工业锅炉水质》标准明确要求：对蒸发量≥10T/h的蒸汽锅炉、额定热功率≥7.0 MW的承压热水锅炉给水应除氧，小于以上范围的锅炉，若发现锅炉有局部氧腐蚀时，也应采取除氧设施[2]；GB/T12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准对补给水、给水规定了严格的含氧量控制指标，目的就是通过控制溶解氧，使锅炉的氧腐蚀控制在最低界限；工业锅炉使用单位对防止氧腐蚀的措施上选择不一，有用锅炉投药提高锅水pH值在标准范围，使水侧金属形成连续、致密、稳定、有韧性的良好保护膜来达到缓蚀目的[3]；也有用除氧设备去除氧腐蚀的；在新疆，选择除氧设备最多的属海绵铁催化除氧，达98%左右，以下谈谈通过锅炉检验，该除氧设备使用情况的一些看法。

1 海绵铁催化除氧原理及配套脱铁设施

1.1 海棉铁结构及除氧原理

海绵铁催化除氧属常温过滤式化学除氧，海绵铁滤料（又称除氧剂），是采用优质矿粉，选择粒度在200目以下的Fe3O4 粉末粘结在一起，形成粒度为2～5 mm左右的海绵铁催化除氧剂。因其还原过程发生置换反应，形成一定数量的空隙，还有粉末微粒粘结时的空隙，使得除氧剂孔隙高，比表面积大，活性高，极与水中的氧发生反应生成Fe3O4，通过滤式除淀方式进行排除，从而达到除氧目的。[4]海绵铁主要成分是铁，其疏松多孔的内部结构及较大的比表面积，可使水中的氧与铁发生迅速彻底的氧化反应，其反应式为：

3Fe+ 2O2→Fe3O4

2Fe2+ + 2H2O + O2→2Fe（OH）2

4Fe（OH）2+ 2H2O +O2→4Fe（OH）3

反应产物Fe（OH）2、Fe（OH）3为不易溶于水的絮状沉淀，当随着水流经其余的海绵铁颗粒时被拦截下来，只要用一定强度的反洗水流就可以冲洗干净。

1.2 脱铁装置的作用

除氧水中含有一定量的溶解性Fe2+，若不除去，进入锅炉会导致锅炉的电化学腐蚀的发生，所以在海绵铁催化除氧设备尾部增设了脱铁装置，脱铁装置系树脂交换器，内装001×7强酸性苯乙烯阳离子交换树脂，用于交换除氧水中含有的溶解性Fe2+，要定期对脱铁树脂进行再生，使其恢复脱铁树脂的交换能力。

2 影响海绵铁催化除氧及其它缓蚀效果的因素并消除

工业锅炉使用较多的除氧设备应属海绵铁催化除氧，在实际应用中，存在以下问题：

新炉水处理系统检验中，大部分未装脱铁装置；在水（介）质处理定期检验中，即使有脱铁装置，很少进行再生处理，脱铁装置如同过滤器；由此，溶解性的Fe2+长驱直入的进入锅炉给水中，虽减缓了锅炉的氧腐蚀、但引入了锅炉的电化学腐蚀。

海绵铁在使用过程中，形成的Fe（OH）2、Fe（OH）3 絮状沉淀覆盖在具有除氧能力的海绵铁层，应定期用一定强度的反洗水流冲洗干净；但在使用环节，反洗不彻底或不定期反洗促使海绵铁板结，除氧能力严重下降；对已板结的海绵铁使用大量的反洗水冲洗又造成水资源的严重浪费。

海绵铁的消耗量虽少，属消耗品，根据处理水量与水质的不同，一般3～6个月补充一次，不能因此而影响除氧效果。

3 检测方法

溶解氧的分析分法有氧化-还原滴定法、目视比色法、仪器法[5]，前二种分析方法比较烦琐、耗时，比色系列蜡封口时，每周要重新配制，给水处理作业人员带来不便，建议在给水系统上加装经过计量合格的在线氧表，并定期用化学分析方法校核仪表的准确性。

4 结 论

综上所述，海绵铁催化除氧设备的使用不当影响除氧除果，注意以下几点：

首先，海绵铁催化除氧设备在购进安装时，检查脱铁装置是否配置，正确使用和控制脱铁装置出水中全铁含量，防止锅炉发生电化学腐蚀。

其次，对非自动除氧设备，使用单位要按设备说明书的要求制定详细的操作规程，防止浪费水资源、防止海绵铁板结，保证除氧效果。

第三，定时测定除氧水溶解氧指标、定期检查海绵铁的装填量以补充海绵铁。

注意以上几点，才能保障海绵铁催化除氧设备的正常和经济运行。

参考文献：

[1] 周英，赵欣刚.锅炉水处理实用技术[M]. 北京：地震出版社，2002：111-112.

[2] GB/T1576-2008《工业锅炉水质》[S].

[3] 许兴炜.工业锅炉水处理技术[M]. 北京：中国劳动社会保障出版社，2008：319-321.

[4] 郝景泰，于萍等.工业锅炉水处理技术[M]. 北京：气象出版社，2000：147-154.

[5] 李晓光，李春友，等.工锅炉给水处理技术[M]. 大连：大连理工大学出版社，1994：115-120.

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