氧腐蝕對鍋爐危害及其防護對策探討
2010-12-31 00:00:00李濤
現代商貿工業 2010年15期
摘要:鍋爐在工業生產和日常生活中得到了廣泛的應用，由于循環水量大，帶入流解氧也多，因此，熱水鍋爐的氧腐蝕尤為突出，分析了氧腐蝕對鍋爐產生的危害和氧腐蝕的原理，并提出了防護措施。
關鍵詞:氧腐蝕;鍋爐;危害;防護
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)15-0349-01
1 氧腐蝕對鍋爐產生的危害
工業鍋爐、電廠鍋爐和廢熱鍋爐等熱力設備的工質是水和汽，鍋爐給水系統的腐蝕是鍋爐發生事故、造成經濟損失的主要原因，腐蝕所引起的設備或部件損壞、檢修時間和勞動力、裝置停產，甚至發生嚴重的安全事故所帶來的損失是巨大的。給水中的溶解氧通常是造成熱力設備腐蝕的主要原因，鍋爐給水中溶解氧分別以化學腐蝕、電化學腐蝕、氧差腐蝕等形式對鍋爐本體、給水管網及其部位造成不同的腐蝕，非凡是在疏松的污垢下、水渣沉積處、縫隙處及應力不平穩處輕易發生腐蝕，造成潰瘍穿孔等，對金屬強度損壞十分嚴重，是影響鍋爐安全及壽命的重要因素;它可以導致在運行期間和停用期間的氧腐蝕，為防止和減輕鍋爐運行期間的氧腐蝕，必須對鍋爐給水進行除氧。
2 氧腐蝕的機理和特征
按機理，腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類。一般化學腐蝕無電流產生，而電化學腐蝕伴有電流的產生。對鍋爐受壓元件來說，水側以電化學腐蝕為主，火側(或煙氣側)以化學腐蝕為主。氧腐蝕實際上是一種電化學腐蝕，其機理為:由于鍋水是一種有極性的電解質，在水的極性分子的吸引下，鋼材表面的一部分鐵原子，開始移入爐水而成為帶正電的鐵離子，而鋼材上保留多余的電子帶負電荷。若鐵離子不斷進入鍋水，則使鋼板(管)上逐漸出現坑洞，產生了腐蝕。鍋水中的溶解氧具有去極化作用，會使這一過程加劇。而去極化作用的強弱與含氧量多少有關，也就是說溶解氧的含量多少決定著腐蝕的強弱，且兩者成線性正比關系。因此，鍋爐水中的溶解氧必須達到國家規定的鍋爐水質標準要求，盡可能地降低給水中溶解氧的含量，鍋爐壓力越高，所需要的規定值越低。
3 氧腐蝕的防護措施
3.1 機械除氧
主要是加裝除氧器，使用海綿鐵除氧，這是進入20世紀90年代后在鋼屑除氧的基礎上研制的技術，也采用過濾式，用堆比重比較輕的海棉狀還原鐵粉為除氧劑，當含氧水通過濾層時發生以下反應:
2Fe+2+2H2O+O2→2Fe(OH)2
Fe(OH)2吸附在海綿鐵粒上，但它在含氧水中是不穩定的，它將被氧化成三價鐵的化合物:2Fe(OH)2+H2O+1/2O2→2Fe(OH)3。
Fe(OH)3呈現為黃綠色類絮狀物，可用反洗方法沖走，在濾層深處，由于水中氧的濃度已經很低，因此必然存在與Fe(OH)2沉淀保持平衡關系的少量的Fe2+，它很容易被Na型樹脂吸收，所以出水再經Na型強酸性陽樹脂層時便可除去，交換反應為:
Fe2++2NaR→FeR2+2Na+。
這種方法常溫下即可除氧，體積小投資小，除氧效果較穩定，因此在很多熱水鍋爐系統中得到應用，問題是缺少技術的統一性。
3.2 真空除氧
除氧器在低于大氣壓力下進行工作，利用壓力降低水的沸點也除低的特性，水處于沸騰狀態而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由于出水溫度低于蒸汽鍋爐的進水要求而很少采用真空除氧，在要求低溫除氧時則比熱力除氧有著明顯的優勢，但大部分熱力除氧的缺點仍存在，并且對噴射泵、加壓泵等要害設備的要求較高。
3.3 解吸除氧
解吸除氧是將含有溶解氧的水和不含氧的氣體強烈混合使水中溶解氧擴散到氣體中，從而達到除氧的目的。解吸除氧器在常溫下即可安裝，不需預熱設備，有設備簡單、投資少和運行費用低等優點，但是安裝條件較嚴。
3.4 新型除氧劑
從健康和安全考慮，國外開發了一些新型除氧劑。新型除氧劑具有除氧程度高、速度快、低毒或無毒、適用范圍廣、使用方便、成本適宜等特點。目前國外常用的除氧藥劑品種有:羥胺、碳酞肼、對苯二酚、二羥基丙酮、異抗壞血酸、氨基胍化合物等，有些藥劑目前已被國內一些廠家使用，效果較為理想。國內對新型除氧劑的研究開發應用日益受到科研單位、生產廠家和使用單位的重視和關注，一些藥劑的生產和使用，已與發達國家基本同步。
3.5 其他
為了使鍋爐不出現或減輕氧腐蝕，除以上方法外，對低壓鍋爐來說，主要是從以下幾個方面來加以消除和抑制氧腐蝕:
(1)鍋爐安裝或酸洗后必須進行煮爐，否則就會給氧腐蝕造成可乘之機;
(2)鍋爐運行中，要確保爐水的pH值，使之在10-12范圍內，同時提高給水的pH值;
(3)鍋爐停運期間，鍋筒與聯箱的水要全部放盡，采用干燥劑，如生石灰置于盤中懸在鍋筒內，并注意檢查更換，以保證鍋筒內壁干燥，同時各個閥門必須關嚴，以防漏入空氣，不給氧腐蝕創造條件;
(4)短期鍋爐保養可采用過量的亞硫酸鈉溶液注滿爐內。
參考文獻
[1]王霞，魏紅霞.鍋爐的氧腐蝕及對策[J].河北化工，2007，(7).
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