低壓鍋爐氧腐蝕成因及防止對策探討

李金平

（大慶煉化公司動力二廠，黑龍江 大慶 163813）

1 鍋爐的氧腐蝕現狀

近年來，由于經濟發展不斷加快，鍋爐數量也伴隨著經濟發展的速度而增長。按照我們檢驗的相關結果來看，由于不按GB1576-2001的要求進行除氧，不能有效地控制給水和爐水指標，鍋爐自身結構的缺陷，運行方式不合理，鍋爐保養跟不上等原因導致鍋爐受力部件的氧腐蝕現象很嚴重。我們對氧腐蝕鍋爐進行了統計發現，大約有十分之一的鍋爐有不同程度的腐蝕情況，其中財年熱水鍋爐的情況更為嚴重些。這十分之一的鍋爐里面，腐蝕較輕的體現為鍋爐受力部件的壁變薄，鍋爐的使用期限縮短了，而比較嚴重的則不能再繼續使用，因為其強度不達標，需要經過修補之后才能使用，少部分的鍋爐已經非常危險的，不能再使用否則會有爆炸的危險。

2 腐蝕的機理和特征

腐蝕可以根據其產生機理分為電化學腐蝕和化學腐蝕，兩者的差別是是否有電流產生。鍋爐一方面內部有水，一方面部分元件受到火煙氣的侵蝕。火煙氣的侵蝕屬于化學腐蝕，是煙氣和鋼材之間產生的化學作用導致的腐蝕，而水屬于帶有極性的電解質，鋼材和水分子之間會形成電化學反應，鋼材表面的鐵分子會通過電離的作用離開鋼材進入水中，經過長期的不斷使用，鋼材表面就會逐漸的出現一些坑洞，這樣腐蝕就產生了。所以氧腐蝕主要就是指電化學腐蝕。加上鍋爐內的氧化作用，加快了鐵板的這樣一個電離過程。鍋爐的氧腐蝕速度是和含氧量直接掛鉤的，含氧越多，腐蝕就越強。

3 影響氧腐蝕的主要因素

3.1 爐水中溶解氧的濃度。爐水中的溶解氧主要來自于注入爐內的原水。在一個大氣壓下，15℃的水中氧的溶解度為10mg/L。而氧在水中的溶解度隨溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增大。在絕對壓力為0.17MPa、溫度為90℃的水中，氧的溶解度仍達3.5mg/L。可見，當未經除氧的水進入鍋爐內時，要有一部分氧因溶解度降低而析出。這些析出的氧被鍋爐上或系統中的集氣裝置收集而排出，但爐水中剩余的溶解氧仍遠遠超過低壓鍋爐水質標準中對溶解氧（0.1mg/L）的要求，而反應用掉的氧又由每日大量的補水而補充，從而造成氧腐蝕不斷繼續。

3.2 爐水的PH值。鍋爐內的水PH值也是影響腐蝕情況的一個重要因素，PH值是水酸堿性的一個指標，當PH值很低的時候，水中的H+濃度非常的高，H+屬于電化學腐蝕里面的去極化劑，對于鋼材來說能夠加速腐蝕速度，所以水的PH值越低，那么鍋爐的氧腐蝕情況就越嚴重，腐蝕速度也越快。

3.3 水的溫度。溫度是讓元素分子變得活躍的一個因素，因此也是影響氧腐蝕的一個方面。根據化學動力學規律，Fe2+隨著鍋爐溫度的升高，其在水中的擴散速度也加快，水溶質的電阻降低，所以腐蝕就會變快。對低壓鍋爐來說，其汽水系統的加熱屬于開式系統，所以當溫度升高時，部分氧氣被除去，這樣，腐蝕速度與水的加熱溫度就必然出現一種先上升，到一定程度后再下降的關系，實驗數據表明，T=65～70℃時均勻氧腐蝕最嚴重。對于局部腐蝕，研究結果表明，隨著水溫的升高，局部腐蝕的程度和速度明顯提高，且腐蝕的最大值發生于T=90~100℃之間。這對于低溫（95℃）采暖熱水鍋爐極為不利，這也是造成常見的熱水鍋爐氧腐蝕問題很嚴重的原因。

3.4 水流速度。部分氧氣會溶于水中，隨著水流的變化，其擴散到鋼材表面的量也不同，所以提高水流速就等于加快了腐蝕的速度，而且水流速過大還會對鋼材造成沖刷，產生沖擊腐蝕。

4 防止氧腐蝕的對策

4.1 除去水中的溶解氧。前面我們一直都提及到一個影響腐蝕的關鍵詞——氧。所以我們可以通過對水中溶解氧的去除來進行氧腐蝕的防護。根據水中含氧越多，腐蝕速度越快這么一個規律，我們可以將水中的含氧進行除氧處理，在低壓鍋爐中我們可以采用熱力除氧和化學除氧或兩者結合的辦法。

4.2 保證爐水的PH值在合理的范圍。按GB1576-2001規定，爐水PH=10~12，但其前提是在給水進行了充分除氧時，才能保證腐蝕程度較弱。很多鍋爐沒有除氧設備，即使配備了除氧器，由于多種因素的影響也導致了不佳的效果，所以，我們要自行調整PH值范圍，根據經驗，鍋爐內水的PH值最好是處于7到10之間，這樣和實際運行設備比較相匹配，能起到降低因水PH而產生的腐蝕作用。

4.3 控制水的溫度,使之避開腐蝕的最大值區域。由前面論述可知,在開式系統中，當水溫T=65～70℃時，均勻腐蝕最強烈，T=90～100℃時，局部腐蝕最劇烈。因此，對熱水鍋爐和蒸汽鍋爐的省煤器而言，在設計中或選用時應考慮到這一因素，對熱水鍋爐應盡量采用高溫熱水采暖，從而避開90～100℃時的腐蝕區域，對蒸汽鍋爐的省煤器來講，出水溫度應盡量低（T<65℃)），或盡量高（T>100℃），以避免氧腐蝕，實際上我國標準中規定的省煤器出水溫度已經滿足了這一點，需要指出的是，從防止氧腐蝕的角度出發，標準中應取消95°/70°參數的熱水鍋爐。

4.4 水流速度。鍋爐在最初的設計階段就應該要把水流速度對于鍋爐的不利影響考慮進去，特別是因為速度過大產生的沖刷腐蝕和加速氧腐蝕，保證流速既能滿足要求又不會產生較大的負面影響。

4.5 運行方面應做到。（1）確保除氧器的正常穩定工作，讓水中的溶解氧盡量低。（2）通過降低鍋爐的系統泄漏量來控制系統的補水量，越少的系統補水越好，最佳狀態為保持在循環水量的0.5%以下。（3）將放氣裝置安裝在循環系統中。（4）加強水質處理和化驗的監督，定時按要求排污。

4.6 停爐保養。鍋爐在運行時的氧腐蝕比起不用時要小的多，最嚴重的氧腐蝕往往都是因為保養不當而產生的，因此在鍋爐停爐不用的時候需要做好其保養工作，這時讓低壓鍋爐氧腐蝕盡量避免的重要過程，也是降低鍋爐氧腐蝕的有效手段之一，保養得當就會讓鍋爐的使用壽命更長，鍋爐運行的安全性也更高。

結語

低壓鍋爐目前被廣泛應用，因為其安全系數高，但是在使用過程中，普遍都沒有去注意它的防氧腐蝕處理和保護，導致了鍋爐的使用壽命大為縮減，而且嚴重的氧腐蝕還會對鍋爐運行造成危險。通過上面幾種防護措施可以有效的減少鍋爐氧腐蝕情況，讓鍋爐的壽命更加長，提高生產效率和經濟效益。

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[2]嚴瑞瑄.水處理劑應用手冊[M].北京：化學工業出版社，2003.

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