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锅炉系统的氧腐蚀

作者 :本站编辑更新时间:2015-1-26

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下反应:2Na2SO3+O2→2Na2SO4,而且Na2SO3价廉无毒无污染,因此一直作为首选除氧剂,但有几个问题需要注意:


温度是影响Na2SO3同氧反应的重要因素,室温下Na2SO3同氧反应的速度较慢,但随着温度升高,反应时间大大缩短。研究证明,温度每升高10℃,反应速度约增加1倍,在100℃以上,反应速度更快。所以在使用Na2SO3时,尽量直接加到热水管道中。


Na2SO3很容易氧化失效,因此使用时最好随用随配,确实需要储存时,采取严格的密封措施。也可同时加入一些水溶性的硝酸盐或硫酸盐,作为催化剂,加快反应速度,但要注意用量的配比。


3.控制锅水的pH值在10~12范围内,从而在金属表面形成一层保护膜,可以避免或减少氧腐蚀的发生。但在实际运行中锅水的pH值有时发生变化,那么当pH值<10时,可以采用向锅内投加一定量的碱性药剂的方法以提高锅水的pH值。对冬季采暖的热水锅炉我公司是投加Na(OH)2和Na3Po4,这样既减少了炉水的硬度,又提高了pH值,而且在运行时监测NaOH浓度,避免造成碱性腐蚀。


4.由于供热面积较大,一些热水锅炉供热采取间供系统,二次网补水基本采用离子交换法进行软化,一般认为这样pH值提高了,水的腐蚀性也降低了。


(二)停运期间的措施


1.锅炉系统的保护,可采用干法,停炉后排干锅水,然后烘干加入干燥剂,具体用量:无水氯化钙(1~2kg/m3)、生石灰(2~3kg/m3)、硅胶(2.7kg/m3)),最后封闭锅炉,并定期检查干燥剂。


2.二次网停运期间的防护比较困难,停热短期可充满水采取湿法保养,但检修、改造期间水必须泄掉,由于供热管网较长,管径由大到小不等,彻底清除积水不现实,所以存在一空白区间容易产生氧腐蚀,这时的防护还需探讨。


以上给出了几种防止氧腐蚀的措施,但也应该根据实际情况选择适宜的方法,比如小型热水锅炉,安装除氧器造价相对较高,可只采用化学除氧,根据给水的溶解氧含量,计算出Na2SO3加入量,使系统中亚硫酸根含量保持在2~7mg/L,同时再加入Na(OH)2和Na3Po4,也能达到防腐效果。另外还要加强管理,降低系统补水量;加强水质的监测,保证加药量控制在合理的范围。


参考文献:


[1]鹿道智.工业锅炉司炉教程[M].2001.


[2]魏刚,熊蓉春.热水锅炉防腐阻垢技术[M].化学工业出版社,2002.


作者简介:申巍,男,天津人,供职于天津市津南区集中供热办公室,研究方向:供热管理。






锅炉系统的氧腐蚀和除氧方法

作者:佚名   发布日期:2007-12-18 23:49:11  (阅787次)

 所属频道:   火力发电    关键词:  腐蚀  除氧  锅炉系统

锅炉系统的氧腐蚀和除氧方法

(感谢xwlchem朋友提供)

1、锅炉系统的腐蚀

锅炉一种产生蒸汽的换热设备。蒸汽锅炉用每小时所产生的额定蒸汽量来表征锅炉容量的大小,单位是t/h;采暖用热水锅炉则用额定产热量来表征容量大小,单位是MW。按锅炉产生的蒸汽压力分为低压锅炉(P≤2.5Mpa,T≤400℃)、中压锅炉(2.5Mpa<P≤6Mpa,400℃<T≤450℃、高压锅炉(6Mpa<P≤14Mpa,460℃<T≤540℃、超高压锅炉(14Mpa<P≤17Mpa,540℃<T≤570℃、亚临界压力锅炉(P17~18Mpa,540℃<T≤570℃、超临界压力锅炉。

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,其来源主要由锅炉给给水或热力管网返回的的热水、凝聚水在循环运行中漏入空气、汽轮机或凝汽器或凝聚水泵的密封不严密等,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。

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。另外,近年来电厂的运行变化及调峰状态情况增加,导致机组不可避免的处于短期、中期或长期停备用状态,在停用过程中,假如不采取任何措施,锅炉等热力设备水汽侧的金属表面由于暴露在含氧量达21的空气中将发生严重腐蚀,这比采取了严格除氧措施的运行阶段的腐蚀严重的多。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,所答应的规定值越低,热力除氧、解吸除氧的深度是有限的,锅炉给水的深度除氧均采用化学除氧或热力除氧基础上辅以化学除氧。

化学除氧是在锅炉给水中加入能与氧反应而减少水中溶解氧的化学除氧剂,使水中溶解氧含量降低的一种处理方法。理想的除氧剂应具备的条件是:首先是与溶解氧的反应速度快;其次是除氧剂本身及反应产物在水汽循环过程中是无害的;三是具有使金属表面钝化的作用;四是对生产人员的健康影响最小;使用时便于操作控制。

2、锅炉水质要求和给水除氧现状

国标GB1576-2001《工业锅炉水质》要求:蒸汽锅炉的给水应采用炉外化学处理,额定蒸发量≤2t/h,且额定蒸汽压力≤1.0Mpa的蒸汽锅炉也可采用炉内加药处理,但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药、排污和清洗工作,当锅炉额定蒸发量≥6t/h时应除氧,额定蒸发量<6t/h的锅炉如发现局部腐蚀时,应采取除氧措施,对于汽轮机用汽的锅炉给水含氧量应≤0.05mg/l。对于额定功率≤2.8MW的热水锅炉可采用炉内加药处理,但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药工作,锅炉额定功率≥4.2MW时,热水锅炉应除氧,额定功率<4.2MW的热水锅炉给水应尽量除氧。

目前我国的工业锅炉(含热水锅炉)中只有50~60有除氧措施,除氧方式主要为热力除氧,其次为化学除氧,还有少部分采用真空除氧、解吸除氧及树脂除氧;因此很大一部分锅炉,非凡是中小型低压锅炉没有除氧设备,能正常运行的除氧设备更是少数,这是因为炉外除氧设备不仅购置费用高、能耗高,而且不好操作,非凡是对于用汽不均衡的单位,这些装置很难使用,从而造成除氧效果不佳,有的成了摆设,长期闲置,使锅炉设备和热力系统的氧腐蚀严重,影响了锅炉的使用寿命和安全运行。因此,锅炉水的除氧势在必行,应引起高度的重视。

3、锅炉腐蚀机理及除氧反应速度

钢铁的腐蚀是一种发生在铁和氢或氧之间的自发的电化学过程.其反应式有:

阳极:Fe→Fe2 十2e-0.409E°(V)

阴极:2H 十e-→H20.000E°(V)

1/2O2十2H 2e-→H2O1.23E°(V)

1/2O2十H2O十2e-→2OH-0.401E°(V)

E°:半电池反应的标准电位,它和自由能的关系为:

ΔGO=-nFE°

上式中n是反应的电子数,F为法拉第常数。

标准电位可以商量一种物质参与电子得失反应的难易程度。E。越大,反应越轻易进行。从反应方程式可看出,氧比氢易还原。当无氧时,铁和氢离子反应生成氢气;当有氧时,它与铁作用很快被还原,其总反应式为:

Fe十1/2O2→Fe(OH)2

保持pH值为碱性和限制氧的浓度能减轻氧对钢铁的侵蚀作用。可通过加入化学药剂和氧反应来除去氧。化学除氧剂比铁更易氧化,和氧发生电化学反应。氧和除氧剂的反应速度,与温度和pH值有关。它们之间的关系可由Arrhcnius方程来说明:

K=A•e(Ea/RT)

式中:

K:反应速度

A:单位容量中分子的碰撞率

Ea:活化能,使反应发生分子需要的最小能量

R:气体常数

T:绝对温度

一般说来,当分子碰撞时,假如能量足以打破相应的键时,分子间就会发生反应,生成新的分子。温度是主要因素,温度较高时,反应速度按指数规律增加,因为热运动的加快使分子间的碰撞机会更多。

PH值也影响分子碰撞频率;溶液中除氧剂的不同离子间的分配是由pH值决定的。在除氧剂能以更活性的形式存在的pH值下,由于浓度的增加,发生碰撞的可能性增加,于是反应速度也增大。

影响反应速度的另一个因素是催化剂。催化剂的定义是:能改变(通常是增加)反应速度,但其本身在反应过程中并不消耗的那种物质。它使Ea减小,也即能减少反应所需的活化能。除氧剂和氧的反应对催化剂是很敏感的。微量的杂质(金属)就能催化反应。但当温度升高时,催化剂的影响就不太重要了。用作除氧剂的某些催化剂有:过镀金属,比如Co2 、Mn2 、Cu2 、苯酚和ClO2。

4、锅炉水除氧方式介绍

⑴热力除氧:

其原理是根据气体溶解定律(亨利定律),任何气体在水中的溶解度与在气水界面上的气体分压力及水温有关,温度越高,水蒸汽的分压越高,而其它气体的分压则越低,当水温升高至沸腾时,其它气体的分压为零,则溶解在水中的其它气体也就等于零。

热力除氧器分为大气式除氧器(其工作压力略高于大气压,约0.118Mpa,水温在104℃左右,主要用于小型电站和工业锅炉中)、中压除氧器(工作压力约0.412Mpa,水温在145℃左右,主要用于一般的火力发电厂和中型热电站)、高压除氧器(工作压力大于0.49Mpa,水温大于158℃,主要用于高参数的火力发电厂)。

热力除氧曾是广泛使用的除氧方式,但目前逐渐受到化学除氧等的有力挑战,非凡是热力除氧在10~35t/h的锅炉和2~6.5t/h的锅炉及其它要求低温…… 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com


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