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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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低压锅炉的氧腐蚀问题和对策

钢材的防腐问题一直受到人们的关注,并不断采取措施减少或者杜绝其发生。就低压工业锅炉的各金属部件来说,由于其使用条件恶劣,腐蚀情况就更为严重,因腐蚀造成的危害也就更大。本文就低压工业锅炉存在普遍且较为严重的氧腐蚀,从理论上对其机理、特征及影响因素和发生过程给予了阐述,并提出了防止的对策。 字串7




以下是几个典型例证:


①某单位的KZL2-7蒸汽锅炉右集箱(φ159×mm)中底部,在停炉检验时发现有一φ120mm的溃疡腐蚀,经铲除腐蚀物,发现剩余壁厚仅0.5mm;


②某单位一台DZL120×104-0.7/95/70热水锅炉刚运行2个采暖期,定期检验时发现,烟管(φ57×3.5mm)溃疡腐蚀深度已达2.5mm~3.0mm;


③某厂生产用锅炉KZL4-13,运行6年,因氧腐蚀问题,锅炉只能降压运行,无法满足要求而报废;


④某厂SZL10-16型改热水锅炉,锅筒内壁大面积溃疡腐蚀,深度达3.0mm,锅内胀接管端溃疡腐蚀,管头剩余厚度仅0.5mm。  字串


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一、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,如图1所示。图1 水中含氧量与腐蚀速度的关系  


二、影响氧腐蚀的主要因素  

   1.水中溶解氧的浓度 我国水质标准GB1576-85中规定,工作压力≤16kg/m2的锅炉,溶解氧的含量必须≤0.1mg/L;工作压力16kg/m2100℃),以避免氧腐蚀。实际上,我国标准中规定的省煤器出水温度已经满足了这一点,需要指出的是,从防止氧腐蚀的角度出发,标准中应取消95℃/70℃参数的热水锅炉。

   2.水流速度 在锅炉设计时应考虑到水流速度对氧腐蚀的影响,从而给定一个最佳值。

   3.运行方面 (1)充分保证除氧器的运行效果,以减少水中溶解氧; (2)对于热水锅炉尽量减少系统泄漏量,从而减少系统的补水量,最好使补水量控制在系统循环水量的0.5%以内; (3)在热水锅炉的循环系统中设置合适有效的放气装置; (4)加强水质处理和化验的监督,定时按要求排污。

4.停炉保养 由于保养不善或不保养,停炉状态下的腐蚀往往比运行状态下更严重。因此,做好停炉保养工作是防止氧腐蚀的有效途径之一。通常短期停炉采用湿保养法,长期停炉采用干保养法。 综上所述,只要充分做好以上几项工作,氧腐蚀问题定能得到抑制或克服 。






浅谈锅炉氧腐蚀原因、除氧方法以及预防措施

摘要:本文主要介绍了影响锅炉氧腐蚀的因素,既而介绍了锅炉除氧的各种行之有效的方法,最后详细探讨了停炉后的各种保养方法。

关键字:锅炉  氧保护   氧腐蚀

1 影响锅炉氧腐蚀的因素

热水锅炉房一般不具备热力、真空等除氧设施,钢屑除氧费用高效果差,也很少采用;锅炉发生氧腐蚀时,其表面形成许多黄褐色小鼓包,其直径约1~20mm不等。鼓包内为黑色粉末状Fe O ,清除后会出现因腐蚀而造成的凹坑。年腐蚀率达015~15mm,甚至更高。影响锅炉氧腐蚀的主要因素有以下几个方面:

1.1溶解氧的浓度

水中的含氧量越高,金属的腐蚀性越严重,而溶解氧的浓度与系统的水温、补水量有直接关系。

金属铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀电池,铁的电极电位总是比氧的电极电位低,在铁氧腐蚀电池中,铁是阳极,遭到腐蚀,氧作为去极化剂发生还原反应,其反应式为:

   阳极:Fe—Fe +2e

   阴极:O +2H 0 +4e—4OH

上述反应所产生的腐蚀为氧去极化腐蚀,铁受到溶解氧腐蚀后产生Fe ,它在水中进行的二次反应为:

Fe +2OH —Fe ( OH)    

4Fe(OH) +2H O+O —4Fe ( OH )

   Fe(OH) +2Fe ( OH) —Fe O +4H O

   其中Fe(OH) 不稳定,易进一步发生反应,最终生成Fe O 。从以上反应式可知,热水锅炉锅水中只要有溶解氧存在,就会造成金属氧化腐蚀,且锅水溶解氧越多,金属铁腐蚀越严重。


1.2PH值

PH值是表示水中氢离子浓度的负对数,故PH值越低;水中氢离子浓度越高,而氢离子是去极化物,会加速金属的腐蚀速度,当水中有溶解氧存在时,PH值增大(PH10~13)腐蚀速度明显下降,这是因为氢氧离子浓度增高,在铁的表面会形成保护膜,使腐蚀速度下降。

1.3温度

一般情况下,温度愈高,各种物质在水中的扩散速度愈快,金属的腐蚀速度也会愈快;但热水采暖多为敞开式系统,温度升高,氧气在水中的溶解度降低,使腐蚀速度明显下降。

1.4水控制补给水量。热系统的小时泄水量一般不大于系统水容量的1%,但一些用户把热水系统的热水用来洗衣服、洗澡等,使热系统补水量大增,由于大量补水不仅带进锅内大量的溶解氧,而且使水处理交换器中未经冲洗的不合格的含氯根很高的水补进系统中,当锅水中有溶解氧存在时,氯化物的存在将大大增加铁的腐蚀速度,这时由于氯离子极易被金属表面的氧化膜吸附,并取代了氧化膜中的氧离子而形成可溶性的氯化物,破坏氧化膜使金属表面继续被腐蚀下去。

1.5炉水流速

锅炉内水的流速对锅炉腐蚀的影响很大,当流速过高时(V>=10m/S)水中各种物质扩散快,会加速腐蚀;炉水流速过低时(V0.2m<=S)水中气体析出,附着在金属壁上,加速金属氧腐蚀,另流速过低,还会造成水中各种杂质在锅炉内发生沉积,炉水含盐量高,加速腐蚀,只有炉水流速达到一定值时,才能使附在金属壁上的气泡形成膜状,多余气泡被水带走,从而大大降低腐蚀速度。


2.除氧方法研究

2.1热力除氧

热力除氧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此气体在气水界面上的分压力成正比,在敞开的除氧器中将水加热到沸点时,此时水界面上的水蒸汽压力和外界压力相等,氧气的分压力趋于零,氧气便从水中析出。

2. 2解析除氧

   解析除氧就是将准备除氧的水与已脱氧的气体强烈混合,则溶解于水中的氧气就大量扩散到气体中,从而达到除氧的目的。

   解析除氧器在常温下即可除氧,不需要预热处理,但设备要安装在高处,所以,安装条件较严。

2.3 真空除氧法

真空除氧的基本原理同热力除氧,是利用压力降低时水的沸点也降低的特性.将真空除氧器内真空度维持在0.097~0.090MPa之间,水加热到32~53℃即可沸腾,水中溶解的气体就解吸出来,达到除氧目的。

该法是一种中温除氧技术,一般在30~60℃温度下进行。可实现水面低温状态下除氧(在60℃或常温),对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉,均可用真空除氧而获得满意的除氧效果.真空除氧能利用低品位余热,可用射流加热器加热软化水;又能分级及低位安装,除氧可靠,运行稳定,操作简单,适用范围广。缺点是设备费用大设备要求高,耗能大,维修量大,真空度下降会影响除氧效果。

真空除氧器具有良好的密封性,除氧水温要求较低。

2.4铁屑除氧

   铁屑除氧即水经过铁屑过滤器,铁屑被氧化,从而将水中的溶解氧除去。

铁屑除氧器设备简单,运行费用低,但更换铁屑和劳动强度也较大,一般用在对给水水质要求不高的小型锅炉房。

2.5氧化还原树脂除氧

   氧化还原树脂除氧是水在流经罐体时,氧化还原树脂与水中的溶解氧反应生成水,树脂失效后再进行再生。

氧化还原树脂除氧可在40~50℃水温下除氧,运行稳定可靠。其存在间题是再生剂毒性较大,因此,在运输、贮存和使用再生剂时需严格按规程要求操作。


3.停炉保养

锅炉在停运期间,如果没有采用适当的保护措施,进入锅炉内的氧气会引起潮湿的金属面产生严重的氧腐蚀。这种停用腐蚀对锅炉所造成的危害往往比在运行中的腐蚀要严重得多。锅炉停运期间的腐蚀,不仅直接引起金属的损坏,而且会成为锅炉运行时造成事故的隐患。因为停用的铁被腐蚀生成高价氧化铁Fe O 和Fe(OH) 成为锅炉运行时氧的代用品,是腐蚀点的阴极去极化剂,铁在此基础上继续发生腐蚀,结果高价氧化铁发生了还原反应,生成低价氧化铁,在锅炉下一次停用时已还原的铁锈由于吸收空气中的氧又重新被氧化成高价氧化铁,并且在铁锈下面由于充氧浓度的不同,产生强烈的浓差腐蚀,使氧化铁大量增加,锅炉再运行时,它们又都参与阴极反应过程。随着锅炉交替地运行和停用,腐蚀过程也随之发生恶性循环。因此,锅炉停运期间如果不采取适当的防腐措施,将会产生严重后果。

停炉保养的方法可分为干法和湿法两大类…… 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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