海綿鐵催化除氧及脫鐵裝置的使用不當(dāng)對鍋爐緩蝕的影響

毛麗燕，張文華

（新疆維吾爾自治區(qū) 特種設(shè)備檢驗研究院， 新疆 烏魯木齊 830011）

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海綿鐵催化除氧及脫鐵裝置的使用不當(dāng)對鍋爐緩蝕的影響

毛麗燕，張文華

（新疆維吾爾自治區(qū) 特種設(shè)備檢驗研究院， 新疆 烏魯木齊 830011）

闡述了工業(yè)鍋爐用海綿鐵催化除氧設(shè)備及脫鐵裝置使用不當(dāng)對鍋爐及節(jié)能帶來的影響和消除，從海綿鐵的結(jié)構(gòu)、除氧機理及脫鐵裝置的作用進一步緩蝕作用，使該設(shè)備能更好的服務(wù)于工業(yè)鍋爐 。

海綿鐵催化除氧；設(shè)備；緩蝕； 影響因素；消除

金屬腐蝕是指金屬表面與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而遭到破壞的現(xiàn)象；按腐蝕機理分類為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，按腐蝕形態(tài)分類為全面腐蝕和局部腐蝕［1］。

鍋爐系統(tǒng)中常見的腐蝕形式有氧腐蝕、游離二氧化碳的酸性腐蝕、沉積物下的腐蝕、應(yīng)力腐蝕、水蒸汽腐蝕等，目前為至，在我烏魯木齊地區(qū)，98%以上的工業(yè)鍋爐使用單位都采用了以鍋外鈉離子交換為主，鍋內(nèi)投藥為輔的聯(lián)合水處理方法，設(shè)置了鍋外鈉離子交換防垢和加藥防腐設(shè)備、采用的水源水基本上都是城市自來水或地下水，熱水鍋爐大都選擇二次網(wǎng)換熱供暖，懸浮物較小，使鍋爐的沉積物下的腐蝕得到了有效控制；我市熱水鍋爐的供暖運行大都采取了集中供暖，水處理作業(yè)人員四班三運轉(zhuǎn)，鍋內(nèi)加藥得到了保證，即鍋水的pH值可有效的控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍，消除了游離二氧化碳的酸性腐蝕；在潮濕又有氧氣存在的環(huán)境下，金屬氧腐蝕是絕對存在的，在鍋爐使用環(huán)節(jié)，恰恰就是這樣一個環(huán)境，GB/T1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)明確要求：對蒸發(fā)量≥10T/h的蒸汽鍋爐、額定熱功率≥7.0 MW的承壓熱水鍋爐給水應(yīng)除氧，小于以上范圍的鍋爐，若發(fā)現(xiàn)鍋爐有局部氧腐蝕時，也應(yīng)采取除氧設(shè)施［2］；GB/T12145《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)對補給水、給水規(guī)定了嚴(yán)格的含氧量控制指標(biāo)，目的就是通過控制溶解氧，使鍋爐的氧腐蝕控制在最低界限；工業(yè)鍋爐使用單位對防止氧腐蝕的措施上選擇不一，有用鍋爐投藥提高鍋水pH值在標(biāo)準(zhǔn)范圍，使水側(cè)金屬形成連續(xù)、致密、穩(wěn)定、有韌性的良好保護膜來達到緩蝕目的［3］；也有用除氧設(shè)備去除氧腐蝕的；在新疆，選擇除氧設(shè)備最多的屬海綿鐵催化除氧，達 98%左右，以下談?wù)勍ㄟ^鍋爐檢驗，該除氧設(shè)備使用情況的一些看法。

1　海綿鐵催化除氧原理及配套脫鐵設(shè)施

1.1海棉鐵結(jié)構(gòu)及除氧原理

海綿鐵催化除氧屬常溫過濾式化學(xué)除氧，海綿鐵濾料（又稱除氧劑），是采用優(yōu)質(zhì)礦粉，選擇粒度在200目以下的Fe3O4粉末粘結(jié)在一起，形成粒度為2～5 mm左右的海綿鐵催化除氧劑。因其還原過程發(fā)生置換反應(yīng)，形成一定數(shù)量的空隙，還有粉末微粒粘結(jié)時的空隙，使得除氧劑孔隙高，比表面積大，活性高，極與水中的氧發(fā)生反應(yīng)生成Fe3O4，通過濾式除淀方式進行排除，從而達到除氧目的。［4］海綿鐵主要成分是鐵，其疏松多孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及較大的比表面積，可使水中的氧與鐵發(fā)生迅速徹底的氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式為：

反應(yīng)產(chǎn)物Fe（OH）2、Fe（OH）3為不易溶于水的絮狀沉淀，當(dāng)隨著水流經(jīng)其余的海綿鐵顆粒時被攔截下來，只要用一定強度的反洗水流就可以沖洗干凈。

1.2脫鐵裝置的作用

除氧水中含有一定量的溶解性Fe2+，若不除去，進入鍋爐會導(dǎo)致鍋爐的電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，所以在海綿鐵催化除氧設(shè)備尾部增設(shè)了脫鐵裝置，脫鐵裝置系樹脂交換器，內(nèi)裝001×7強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂，用于交換除氧水中含有的溶解性Fe2+，要定期對脫鐵樹脂進行再生，使其恢復(fù)脫鐵樹脂的交換能力。

2　影響海綿鐵催化除氧及其它緩蝕效果的因素并消除

工業(yè)鍋爐使用較多的除氧設(shè)備應(yīng)屬海綿鐵催化除氧，在實際應(yīng)用中，存在以下問題：

新爐水處理系統(tǒng)檢驗中，大部分未裝脫鐵裝置；在水（介）質(zhì)處理定期檢驗中，即使有脫鐵裝置，很少進行再生處理，脫鐵裝置如同過濾器；由此，溶解性的Fe2+長驅(qū)直入的進入鍋爐給水中，雖減緩了鍋爐的氧腐蝕、但引入了鍋爐的電化學(xué)腐蝕。

海綿鐵在使用過程中，形成的 Fe（OH）2、Fe（OH）3絮狀沉淀覆蓋在具有除氧能力的海綿鐵層，應(yīng)定期用一定強度的反洗水流沖洗干凈；但在使用環(huán)節(jié)，反洗不徹底或不定期反洗促使海綿鐵板結(jié)，除氧能力嚴(yán)重下降；對已板結(jié)的海綿鐵使用大量的反洗水沖洗又造成水資源的嚴(yán)重浪費。

海綿鐵的消耗量雖少，屬消耗品，根據(jù)處理水量與水質(zhì)的不同，一般 3～6個月補充一次，不能因此而影響除氧效果。

3　檢測方法

溶解氧的分析分法有氧化-還原滴定法、目視比色法、儀器法［5］，前二種分析方法比較煩瑣、耗時，比色系列蠟封口時，每周要重新配制，給水處理作業(yè)人員帶來不便，建議在給水系統(tǒng)上加裝經(jīng)過計量合格的在線氧表，并定期用化學(xué)分析方法校核儀表的準(zhǔn)確性。

4　結(jié) 論

綜上所述，海綿鐵催化除氧設(shè)備的使用不當(dāng)影響除氧除果，注意以下幾點：

首先，海綿鐵催化除氧設(shè)備在購進安裝時，檢查脫鐵裝置是否配置，正確使用和控制脫鐵裝置出水中全鐵含量，防止鍋爐發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

其次，對非自動除氧設(shè)備，使用單位要按設(shè)備說明書的要求制定詳細(xì)的操作規(guī)程，防止浪費水資源、防止海綿鐵板結(jié)，保證除氧效果。

第三，定時測定除氧水溶解氧指標(biāo)、定期檢查海綿鐵的裝填量以補充海綿鐵。

注意以上幾點，才能保障海綿鐵催化除氧設(shè)備的正常和經(jīng)濟運行。

［1］ 周英，趙欣剛.鍋爐水處理實用技術(shù)［M］. 北京：地震出版社，2002：111-112.

［2］ GB/T1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》［S］.

［3］ 許興煒.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)［M］. 北京：中國勞動社會保障出版社，2008：319-321.

［4］ 郝景泰，于萍等.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)［M］. 北京：氣象出版社，2000：147-154.

［5］ 李曉光，李春友，等.工鍋爐給水處理技術(shù)［M］. 大連：大連理工大學(xué)出版社，1994：115-120.

Influence of Incorrect Use of Sponge Iron Catalytic Deoxidization and Iron Removal Device on the Boiler Corrosion Inhibition

MAO Li-Yan，ZHANG Wen-hua
（Xinjiang Uygur Autonomous Region inspection Institute of Special Equipment, Xinjiang Urumqi 830011,China）

Effect of incorrect use of sponge iron catalytic deoxidization and iron removal device on industrial boiler running and energy-saving was discussed as well as its solutions. The corrosion inhibition was further elaborated from the aspects of sponge iron structure and deoxidation mechanism and function of iron removal device, so that the device can better serve the industrial boiler.

Sponge iron catalytic deoxidization; device; corrosion inhibition; influence factor; removal

毛麗燕（1960-），女，新疆烏魯木齊市人，高級工程師，1989年畢業(yè)于東北電力學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，研究方向：鍋爐水（介）質(zhì)處理。E-mail：2920235341@qq.com。

TK 224.9

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1671-0460（2016）05-0986-02

2016-03-22