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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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度也增大;另一方面,若为敞开系统,

水温增高时氧的溶解量减少,降低氧腐蚀速度。在

运行中的工业锅炉,由于省煤器的温度较高,氧腐蚀

程度还是比较严重,一般省煤器中段和出口段的水

温比进口段高,但水中氧含量则比进口段低,所以省

煤器的中段和出口段的氧腐蚀反比进口段低。

2. 2. 4 水中离子的影响

不同离子对腐蚀速度的影响不同。在一定条件

下,有些离子可起钝化作用,减缓腐蚀;有的离子则

起活化作用,加快腐蚀。一般Cl-、SO42-起加速作

用,而OH-只要浓度不是过大,一般有利于金属表

面氧化膜的形成。

2. 3 防止

为了防止或减轻锅炉运行期间的氧腐蚀,主要

的措施就是使给水的含氧量降到尽可能低的水平。

给水除氧的方法有:

2. 3. 1 热力除氧

其原理是利用亨利定律,在敞开的锅炉中将水

加热到沸点,使氧及其他气体如CO2在气相中的平

衡分压为零,这样使水中氧及CO2等气体解析出

来,以达到除去氧及CO2的目的,另外还能除去一

部分重碳酸盐。用于热力除氧的设备是热力除氧

器。按加热水的方式不同,可分为两大类:一类是混

合式除氧器;另一类是过热式除氧器。按运行时的

工作压力不同,可分为真空式、大气式和高压式;按

除氧器的结构型式可分为:淋水盘式、喷雾式和喷雾

填料式。目前用得最多的是喷雾填料式除氧器,因

其对负荷的适应性强,除氧效率也较高。为取得较

好的除氧效果,除氧器的运行应注意以下几个方面:

①水在除氧器内应加热到与除氧器运行工作压

力相应的沸点,并保持一定过热度。

②应使水中解析出来的气体通畅地排出除氧

器,不然会使除氧器内氧的分压增大,造成出水残留

氧量增加。

③补给水直接补进除氧器,水膜、水滴应细、加

热均匀,使溶解氧通过表面扩散迅速解析出来,提高

除氧效果。

2. 3. 2 真空除氧法

真空除氧的基本原理同热力除氧,是利用工作

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,水加热到32~

53℃即可沸腾,水中溶解的气体就解析出来,而达

到除氧目的。该法是一种中温除氧技术,一般在60

~80℃温度下进行。

2. 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。

2. 3. 4 化学除氧

在给水中加入化学药剂,消除热力除氧后残余

的少部分氧。所用化学药剂有联氨和二甲基酮肟,

因联氨有毒,对人体有危害,而二甲基酮肟毒性只有

联氨的二十分之一,毒性很小,所以目前应用较广的

是二甲基酮肟。二甲基酮肟是还原剂,它可以与水

中溶解氧起反应除去水中残余的氧,另外,它还会吸

附在局部阳极上,把钢上局部阳极完全覆盖,使阳极

极化大大增加,腐蚀速度减小,防止氧腐蚀。还可将

Fe2O3和CuO还原成金属氧化物的单质,防止锅内

生成铁垢和铜垢。一般控制给水中二甲基酮肟的量

为50mg/L左右,加氨调节给水的pH值为8.8~9.3,

以保证除氧效果。

3 停备用时工业锅炉的氧腐蚀特征及防止

3. 1腐蚀特征

工业锅炉停用时,水汽系统各部分的金属表面

会发生严重的腐蚀,这是一种只有当水和氧同时存

在时发生的电化学过程,属于氧腐蚀。当停用时不

放水或放水后有些部位仍积存有水,这样金属表面

仍浸于水中。有时虽已放干水,但由于锅炉内部空气相对湿度大,同样会产生氧腐蚀。停用时温度低,

水中氧的浓度大,且扩散到设备的各处,所以氧腐蚀

产物的颜色、形态,腐蚀的严重程度及腐蚀部位与运

行中的锅炉有所不同。停用时的氧腐蚀产物疏松、

与金属附着性差,腐蚀产物的表面带黄褐色的锈。

停用时氧腐蚀的面积大,并且部位广泛。影响停用

时氧腐蚀的因素一般有温度、湿度、金属表面膜中的

盐分及金属表面的清洁程度等。停备用时的氧腐蚀

危害极大,一方面在停备用期间破坏了设备;另一方

面,由于再启动时腐蚀产物带进锅水引起运行中的

腐蚀,且停用时的腐蚀部位因表面粗糙,保护膜破坏

而成为腐蚀的活性点。

3. 2 停备用锅炉防锈蚀方法

停备用锅炉防锈蚀方法大致可分为干式保护法

和湿式保护法。一般停备用时间在一周以内可采用

热炉放水热风干燥法;停备用时间在一个月以下及

一个季度以下,加入停炉保护剂(十八烷胺)和热炉

放水热风干燥相结合的方法;停备用时间在一个季

度以上,可采用氨—二甲基酮肟法。下面对上述几

种方法作详细论述。

3. 2. 1 热炉放水热风干燥法

锅炉停运后,当压力降到0. 05~0. 08 MPa时,

迅速放尽锅炉内存水;当汽包壁温度降至105℃,向

炉内送入热风,风温不超过120℃,对管内壁进行热

风干燥。干燥完后,应立即关闭所有放水门、给水门

和空气门,切断一切可以进入锅炉的汽源和水源。

3. 2. 2 加入停炉保护剂(十八烷胺等)法

保护剂在机组滑停前通过炉内加药系统加入锅

水中,保护剂随蒸汽在高温的锅炉金属表面形成一

层烷氨类单分子膜,由于这层膜优良的憎水、隔离作

用以及烷胺基团的电化学作用,使得金属表面同水、

氧气隔绝,并提高了金属表面钝化膜的强度,从而防

止了金属表面的氧腐蚀。同时由于蒸汽中的保护剂

在相应部位也形成了保护膜,使得整个热力系统金

属表面都得到有效的保护。

3. 2. 3 氨—二甲基酮肟法

保持锅内压力为10 MPa,以防空气漏入、同时

用加药泵加入二甲基酮肟溶液,使锅水中二甲基酮

肟过剩量为400 mg/L, pH值为10. 5以上。可保护

锅炉本体、过热器及炉前系统。

4 结论

工业锅炉的氧腐蚀对系统危害极大,在正常运

行中,运行人员要认真监督,认真调整,保证热力除

氧达到最佳效果,化学人员要控制好化学加药量,积

极防止运行设备的氧腐蚀。停备用设备必须采取确

实有效的防止锈蚀的方法,消除工业锅炉的氧腐蚀,

以保证机组的安全运行。

参考文献

[1]陈颖敏.工业锅炉腐蚀与防护[M].北京:航空工业出版

社, 1999: 119-199.

[2]邹永辉,王萍.锅炉氧腐蚀问题及除氧方法[J].工业科

技, 2004, 33(3): 47-48.

[3]何枫.锅炉氧腐蚀原因分析及预防[ J].哈尔滨铁道科

技, 1999(1): 42-43.

[4]陈炳华,吴金福.氧腐蚀对工业锅炉的危害及其防止

[J].中国设备工程, 2003(4): 29-30.

预防锅炉氧腐蚀

李长林

劳动保护

2008-07-01

锅炉腐蚀原因

该锅炉水处理方法为钠离子交换,安装时无除氧装

置和锅内加药装置。2004年6月锅炉安装后,该厂把锅

炉水质处理工作委托给重庆某污水处理公司。由于后者

对锅炉水质标准不太了解,将锅炉防腐处理当作循环水

防腐来处理。锅炉运行状况是白天运行夜晚停止,2台锅

炉每周轮换一次,停炉期间锅炉也未采取防腐措施。锅

炉热水系统漏水严重,每天需补水10~20t。运行仅1年,

就造成了锅炉严重氧腐蚀事故。

根据腐蚀过程机理,金属腐蚀分为化学腐蚀和电化

学腐蚀两类,蒸汽锅炉和热水锅炉内部的腐蚀主要是电

化学腐蚀。

1.微电池腐蚀

新装锅炉在制造过程中,在金属表面因热轧、冷压、焊接而形成大量破裂的氧化皮和焊瘤,在贮运及安装过

程中生成腐蚀产物、铁锈和各种附着物等。这些杂物都

应在锅炉投入运行之前,通过煮炉和清洗加以去除,并

形成防止腐蚀的钝化膜。

但某些企业不重视这项工作,在新锅炉使用前未进行

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