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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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电厂的生产,而影响锅炉安全运行的一个主要因

素就是氧腐蚀。按锅炉产生的蒸汽压力分为低压

锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临

界压力锅炉、超临界压力锅炉。现代电厂中一般

都采用亚临界压力锅炉,在这个温度、压力下氧

腐蚀对锅炉安全运行的影响就更为突出。

电厂锅炉的工质是水和汽,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、装置停产检修,

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,其来源主要由锅炉补给水或热力管网返回

的热水、凝结水在循环运行中漏入空气、汽轮机

凝汽器铜管泄露或凝结水泵的密封不严密漏入空

气等,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。在疏松的污垢下、水渣

沉积处、缝隙处及应力不平稳处容易发生腐蚀,

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,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得多。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,所需要的规定值越低。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等。

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,与溶解氧的反应速度快;其次,

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;五是使用时便于操作控

制。目前广泛采用的除氧药品是联氨(肼)。

联氨除氧,此法多用作热力除氧后的辅助措

施,以达到彻底清除水中的残留氧,而不增加炉

水的含盐量。联氨与氧反应生成氮和水,有利于

阻碍腐蚀的进一步发展,是防止锅炉腐蚀的一道

重要防线。

联氨与氧反应生成氮和水,且过量的联氨不

产生可溶性固形物,氨可以增加炉水的PH值,

有利于锅炉的保护;联氨具有缓蚀功能,联氨和

铁及铜腐蚀产物反应生成具有钝化保护作用的

Fe3O4和Cu2O层。

联氨与氧及金属氧化物反应的最终产物是水、

氮气,它们不会增加锅炉水中的溶解固形物量。

联氨的分解产物是挥发性气体———氨气和氮气,

对锅炉运行也没有不良影响。

联氨在除氧效率上不如亚硫酸钠,在水温低

时除氧速度慢,只能在较高的温度下才能有效地

与氧反应达到除氧目的;分解温度很高,在

316℃(9•8MPa)仍有联氨进入蒸汽,其毒性使

蒸汽不能直接用于生活;联氨是一种毒性较强的

物质,操作时联氨容易溅到眼睛、皮肤或衣服上,

极易被吸入,给操作人员的身心带来严重危害;

而且挥发性强、易燃、易爆,当空气中蒸汽的浓

度达到4•7%时,遇火要发生爆燃,给运输、贮

存和使用带来了麻烦。虽然如此,但是对于高温、

高压的亚临界压力锅炉在开发和应用新型的锅炉

水除氧剂之前,许多电厂还是采用联氨除氧。

热力除氧,其原理是气体溶解定律(亨利定

律):任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的

气体分压力及水温有关,温度越高,水蒸气的分

压越高,其他气体的分压则越低,当水温升高至

沸腾时,其他气体的分压为零,则溶解在水中的

其他气体也就等于零。

热力除氧一般有大气式热力除氧和喷射式热

力除氧。其原理是将锅炉给水加热至沸点,使氧

的溶解度减小,水中氧不断逸出,再将水面上产

生的氧气连同水蒸汽一道排除,还能除掉水中各

种气体(包括游离态CO2, N2),如用铵钠离子

交换法处理过的水,加热后氧也能除去。除氧后

的水不会增加含盐量,也不会增加其他气体溶解

量,操作控制相对容易,而且运行稳定、可靠,

是目前应用最多的一种除氧方法。

为了保证热力除氧器具有可靠的效果,在设

计和运行中应满足下列条件:一,增加水与蒸汽

的接触面积,水流分配要均匀;二,保证氧气在

水中的溶解压力与水面上它的分压力之间有压力

差;三,保证使水被加热到除氧器工作压力下的

沸腾温度,一般采用104℃。

热力除氧技术是一种普遍采用的成熟技术,

但在实际应用中还存在着一些问题:首先经热力

除氧以后的软水水温较高,容易达到锅炉给水泵

的汽化温度,致使给水在输送过程中容易被汽化;

而且当热负荷变动频繁,治理跟不上,除氧水温

<104℃时,使除氧效果不好。其次,这种除氧方

法要求设备高位布置,增加了基建投资,设计、

安装、操作都不方便。为了防止给水泵中软化水

轻易汽化,这种除氧方法一般要求除氧器高位配

置,在使用过程中会产生很大的噪音和震动,带

来不便。第三,使得锅炉房自耗汽量增大,减少

了有效外供汽。第四,对于小型快装锅炉和要求

低温除氧的场合,热力除氧有一定的局限性,对

于纯热水锅炉房也不能采用。

对于采取热力除氧的锅炉,在装新锅炉时,

将大气热力除气器装在地面,而将除氧后的高温

软化水输送管道经过软水箱,使其与软水箱中的

水进行热交换,而后流至锅炉给水泵,经省煤器

进入锅炉。这样改进,首先可以减少锅炉房的振

动和噪音,改善了锅炉房的工作环境,还降低了

锅炉房的工程造价。其次,通过在软水箱中的热

交换,软水箱中的水温提高了,热量没有浪费,

同时也相当于除氧器进水温度,缩短了除氧器将

进水加热到饱和温度的时间,有利于达到预期的

除氧效果。(下转第58页) (上接第60页)

另外,真空除氧也是一种常用的中温除氧技

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,

均可用真空除氧技术满足除氧效果。相对于热力

除氧技术来说,它的加热条件有所改善,锅炉房

自耗汽量减少,但热力除氧的大部分缺点仍存在,

并且真空除氧的高位布置,对运行治理射水泵、

加压泵等要害设备的要求比热力除氧更高。低位

布置也需要一定的高度差,而且对射水泵、加压

泵等要害设备的运行治理要求也很高。另外还增

加了换热设备和循环水箱。

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。我国大力开

展节能工作以来,工业锅炉房用此法除氧日渐增

多。

从上面几种除氧方法可以看到,锅炉的氧腐

蚀问题主要就是除氧的问题,无论一个热电厂采

用哪几种方法,它在理论上都是能够满足安全运

行的要求的,但实际上大部分电厂都存在着除氧

不彻底的问题,由此引发了一系列的安全隐患。

对此,我们可以针对不同的除氧方法进行有效的

人为预控,把好除氧流程的每一个关口,有效地

预防锅炉氧腐蚀,提高电厂效率。

(责任编辑:郝存义)


锅炉氧腐蚀的产生与除氧方法

彭湘滨

现代农业

2006-11-01

锅炉是生产蒸汽和换热设备。锅炉的工质是水和蒸汽,

锅炉腐蚀是发生事故、引起设备损坏的主要原因。给水中的

溶解氧通常是造成设备腐蚀的主要原因。给水中溶解氧主要

来源是给水或凝结水循环运行中溶入的氧气,它可以导致运

行和停炉期间的氧腐蚀。为防止或减轻运行期间的氧腐蚀,

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