氧腐蚀对锅炉危害及其防护对策探讨

摘要:锅炉在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用,由于循环水量大,带入流解氧也多,因此,热水锅炉的氧腐蚀尤为突出,分析了氧腐蚀对锅炉产生的危害和氧腐蚀的原理,并提出了防护措施。

关键词:氧腐蚀;锅炉;危害;防护

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)15-0349-01

1 氧腐蚀对锅炉产生的危害

工业锅炉、电厂锅炉和废热锅炉等热力设备的工质是水和汽,锅炉给水系统的腐蚀是锅炉发生事故、造成经济损失的主要原因,腐蚀所引起的设备或部件损坏、检修时间和劳动力、装置停产,甚至发生严重的安全事故所带来的损失是巨大的。给水中的溶解氧通常是造成热力设备腐蚀的主要原因,锅炉给水中溶解氧分别以化学腐蚀、电化学腐蚀、氧差腐蚀等形式对锅炉本体、给水管网及其部位造成不同的腐蚀,非凡是在疏松的污垢下、水渣沉积处、缝隙处及应力不平稳处轻易发生腐蚀,造成溃疡穿孔等,对金属强度损坏十分严重,是影响锅炉安全及寿命的重要因素;它可以导致在运行期间和停用期间的氧腐蚀,为防止和减轻锅炉运行期间的氧腐蚀,必须对锅炉给水进行除氧。

2 氧腐蚀的机理和特征

按机理,腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。一般化学腐蚀无电流产生,而电化学腐蚀伴有电流的产生。对锅炉受压元件来说,水侧以电化学腐蚀为主,火侧(或烟气侧)以化学腐蚀为主。氧腐蚀实际上是一种电化学腐蚀,其机理为:由于锅水是一种有极性的电解质,在水的极性分子的吸引下,钢材表面的一部分铁原子,开始移入炉水而成为带正电的铁离子,而钢材上保留多余的电子带负电荷。若铁离子不断进入锅水,则使钢板(管)上逐渐出现坑洞,产生了腐蚀。锅水中的溶解氧具有去极化作用,会使这一过程加剧。而去极化作用的强弱与含氧量多少有关,也就是说溶解氧的含量多少决定着腐蚀的强弱,且两者成线性正比关系。因此,锅炉水中的溶解氧必须达到国家规定的锅炉水质标准要求,尽可能地降低给水中溶解氧的含量,锅炉压力越高,所需要的规定值越低。

3 氧腐蚀的防护措施

3.1 机械除氧

主要是加装除氧器,使用海绵铁除氧,这是进入20世纪90年代后在钢屑除氧的基础上研制的技术,也采用过滤式,用堆比重比较轻的海棉状还原铁粉为除氧剂,当含氧水通过滤层时发生以下反应:

2Fe+2+2H2O+O2→2Fe(OH)2

Fe(OH)2吸附在海绵铁粒上,但它在含氧水中是不稳定的,它将被氧化成三价铁的化合物:2Fe(OH)2+H2O+1/2O2→2Fe(OH)3。

Fe(OH)3呈现为黄绿色类絮状物,可用反洗方法冲走,在滤层深处,由于水中氧的浓度已经很低,因此必然存在与Fe(OH)2沉淀保持平衡关系的少量的Fe2+,它很容易被Na型树脂吸收,所以出水再经Na型强酸性阳树脂层时便可除去,交换反应为:

Fe2++2NaR→FeR2+2Na+。

这种方法常温下即可除氧,体积小投资小,除氧效果较稳定,因此在很多热水锅炉系统中得到应用,问题是缺少技术的统一性。

3.2 真空除氧

除氧器在低于大气压力下进行工作,利用压力降低水的沸点也除低的特性,水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧,在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势,但大部分热力除氧的缺点仍存在,并且对喷射泵、加压泵等要害设备的要求较高。

3.3 解吸除氧

解吸除氧是将含有溶解氧的水和不含氧的气体强烈混合使水中溶解氧扩散到气体中,从而达到除氧的目的。解吸除氧器在常温下即可安装,不需预热设备,有设备简单、投资少和运行费用低等优点,但是安装条件较严。

3.4 新型除氧剂

从健康和安全考虑,国外开发了一些新型除氧剂。新型除氧剂具有除氧程度高、速度快、低毒或无毒、适用范围广、使用方便、成本适宜等特点。目前国外常用的除氧药剂品种有:羟胺、碳酞肼、对苯二酚、二羟基丙酮、异抗坏血酸、氨基胍化合物等,有些药剂目前已被国内一些厂家使用,效果较为理想。国内对新型除氧剂的研究开发应用日益受到科研单位、生产厂家和使用单位的重视和关注,一些药剂的生产和使用,已与发达国家基本同步。

3.5 其他

为了使锅炉不出现或减轻氧腐蚀,除以上方法外,对低压锅炉来说,主要是从以下几个方面来加以消除和抑制氧腐蚀:

(1)锅炉安装或酸洗后必须进行煮炉,否则就会给氧腐蚀造成可乘之机;

(2)锅炉运行中,要确保炉水的pH值,使之在10-12范围内,同时提高给水的pH值;

(3)锅炉停运期间,锅筒与联箱的水要全部放尽,采用干燥剂,如生石灰置于盘中悬在锅筒内,并注意检查更换,以保证锅筒内壁干燥,同时各个阀门必须关严,以防漏入空气,不给氧腐蚀创造条件;

(4)短期锅炉保养可采用过量的亚硫酸钠溶液注满炉内。

参考文献

[1]王霞,魏红霞.锅炉的氧腐蚀及对策[J].河北化工,2007,(7).

[2]彭湘滨.锅炉氧腐蚀的产生与除氧方法[J].现代农业,2006,(11).

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