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摘要：随着我国经济的发展与节能意识的提高，保证锅炉安全、稳定、低成本运行是我国工业锅炉发展的唯一出路。腐蚀一直是蒸汽锅炉使用过程中较为常见的问题，也是造成锅炉损坏停炉的主要原因之一。本文以发生腐蚀的蒸汽锅炉为例，判断腐蚀类型，分析氧腐蚀产生的原因，并提出了相应的预防措施。
关键词：蒸汽锅炉；腐蚀原因；防范措施
在加工行业，调湿用热源有燃煤热风炉、导热油炉、蒸汽锅炉等不同的形式，其中，蒸汽锅炉以其热效率高、节能效果明显等特点在整体市场份额中占据一定的比例。由于蒸汽锅炉在运行中容易受到各种各样因素的影响发生腐蚀现象，严重影响锅炉的实际使用效率，因此，分析研究蒸汽锅炉腐蚀原因并制定相应的腐蚀防范措施，对于提高蒸汽锅炉的使用效率，进而提高调湿效率具有至关重要的意义。
1腐蚀类型
经过对锅炉及附属设备使用状况的了解，结合以往案例中的锅炉情况进行分析，总结出以下几点内容：
①腐蚀部位在水位线附近。经过现场查看，产生腐蚀的部位为最上面几排烟管、后管板上部水位线以下区域以及回燃室的顶部，这些区域均位于锅炉蒸发水位线附近。
②腐蚀为块状的高于金属表面的包状物，外表面为黄褐色到砖红色不等，包状物内多为黑色粉状物，含有一定水份。
③去除包状物后，金属表面为一圆状深坑。
④锅炉在使用过程中有带水停用的现象。锅炉房内锅炉正常情况下为一用一备，锅炉在备用状态时间较长。备用情况下，锅炉的给水阀、主汽阀均关闭，锅炉内水不放掉，且锅炉为常压状态。
⑤在停用锅炉期间，相关的技术人员没有做好炉膛内部防潮工作，在锅炉启动前，检查炉膛会发现外管壁出现锈蚀。
根据以上5项显著特征，可以判断本台锅炉的问题是由于氧腐蚀造成的。氧腐蚀是锅炉系统最常见，较严重的腐蚀类型，氧在锅炉中大多是起阴极去极化作用，属于吸氧腐蚀。由于给水与大气接触较充分，水中的溶解氧接近饱和状态，给水经管路及锅炉受热面时发生吸氧腐蚀。氧腐蚀的腐蚀机理为电化学腐蚀。铁和氧形成两个电极组成腐蚀电池，铁是阳极，遭到腐蚀。反应如下：
2腐蚀原因分析
2.1水中的溶解氧
由于蒸汽锅炉在工作过程中，水中的溶解氧会与锅炉内壁的金属发生化学反应，进而造成腐蚀现象的发生。蒸汽锅炉一般在注水的过程中，均需对水做除氧处理，然而在实际运行过程中，注水是连续而不间断的，其对水体进行除氧的能力是有限的，仍不可避免地会有一些氧进入蒸汽锅炉，腐蚀蒸汽锅炉内壁。实践表明：当炉内水中含氧量小于0.1mg/L时，蒸汽锅炉能够使用30多年；当含氧量大于8.3mg/L时，锅炉腐蚀速度加剧，大大缩短蒸汽锅炉的使用寿命。
2.2锅炉给水箱与大气连通
锅炉的给水是经过软化器软化直接进入到给水箱，并未经过除氧程序，但是锅炉的给水箱又和大气相连，这使得锅炉给水的含氧量接近饱和状态，是导致锅炉氧腐蚀的直接原因。
2.3水温
蒸汽锅炉供回水温度具有一定的要求，只有当实际温度在额定温度范围内时，蒸汽锅炉的效率才能达到最佳。但是，不论水温高低，锅炉中还是会生成冷凝水，对锅炉造成腐蚀。特别是新疆地区，由于其所含矿物质较多，硬度较大，因此加剧了水温对蒸汽锅炉的腐蚀程度。并且，随着水温度的升高，钢材温度也越来越高，这也是加快了腐蚀速度的一个原因。研究表明，当水温处于65℃～70℃或90℃～100℃时，锅炉的腐蚀情况最为严重。
2.4锅炉安装后煮炉时间不够
通过询问锅炉房负责人得知，在锅炉安装完成之后，施工人员会对其进行煮炉，这样做的好处能够清除铁锈、油脂和污垢，改善水质和受热面工作环境，更能使锅炉水侧形成致密均匀的碱性保护膜，防止或减缓腐蚀。由于没有形成有效的保护膜，导致受压部件水侧直接与给水带入的氧反应，形成了氧腐蚀。
2.5炉膛内部受潮
炉膛内部的干燥剂如果受潮，或者是干燥剂已经用完，就会使得炉膛内壁挂明显水珠，烟道末端直接与大气联通，导致空气直接进入炉膛内部，空气中的水分、氧分与管壁反应发生腐蚀。
3防范措施
3.1降低水中的溶解氧
通过以上分析可知，水中的溶解氧对于蒸汽锅炉的腐蚀是比较严重的，而如何降低水中的溶解氧，是防范蒸汽锅炉腐蚀的重要工作。对于蒸汽锅炉来说，常用的降低溶解氧的方法有热力除氧和化学除氧。
3.1.1化学除氧
化学除氧因其药量不易控制导致排污量增大的特点，使用得较少。在有需要的情况下，一般采用钢屑除氧法，作为热力除氧的辅助措施。钢屑除氧法对水体温度有一定的要求，不同温度条件下除氧效果是不同的。钢屑除氧时水体温度应大于70℃，最佳温度为80℃～90℃，此时除氧效果最好；水体温度在20℃～30℃之间时，钢屑除氧效果最差。另外，实践表明，由于水中溶解氧含量越大，需要水体流速越低，因此，钢屑除氧法的除氧效率不高，常用在对给水品质要求不高的小型锅炉房以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧，一般仅作辅助措施。
3.1.2热力除氧
热力除氧一般有两种方式：大气式热力除氧和喷射式热力除氧。热力除氧的工作原理是将水加热至沸腾，降低水的溶解氧能力，使水中的溶解氧不断逸出，在降低水中溶解氧的同时将水面上产生的氧气以及其他气体一块排出，进一步降低锅炉设备的腐蚀程度。由于经过热力除氧方法进行除氧后的水不会增加含盐量，并降低了其他气体溶解量，操作控制方便、运行稳定，是目前应用最多的一种除氧方法。
3.2控制水的温度
研究表明：当水体温度处于65℃～70℃之间时，水温对蒸汽锅炉造成的均匀腐蚀影响最大；当水体温度处于90℃～100℃之间时，水温对蒸汽锅炉造成的局部腐蚀影响最大，为此在设计热水锅炉和蒸汽锅炉的省煤器时，应考虑到这一因素。而在蒸汽锅炉实际使用过程中，省煤器出水温度应尽量低于65℃，热水锅炉内的用水应尽量高于100℃，以利于降低腐蚀程度。
3.3炉膛内部的防腐防潮
要想解决这个问题，首先应该切断炉膛内部与外界空气的连接通道，可在烟道末端加装盖板，防止外界空气进入炉膛内部，同时在炉膛内部各个角落均匀布置充足的干燥剂，放置炉膛内部残存的空气腐蚀受热面外管壁。
3.4其他措施
①更换腐蚀严重的烟管。对于锅炉中已经腐蚀穿孔的和腐蚀部位最小壁厚低于强度值要求的烟管，必须更换。②将除氧器由敞口式改为封闭式。确保给水在经过除氧后与空气隔绝，防止大气中的氧与给水一起进入锅炉，造成氧腐蚀的产生。③严格控制各项水质指标。做好水质化验工作，并结合锅
炉的连续排污、定期排污，控制好锅水硬度、pH值、给水含氧量等指标。④锅炉维修后充分煮炉。煮炉过程中严格控制各种药剂的添加量，保证煮炉时间，并在煮炉完成后检查煮炉效果。⑤做好停炉保养工作。在停炉期间采用给水压力法进行保养。即给锅炉内充满除氧水，并保持一定压力。检验人员每天取水样对锅水含氧量进行监测。目前，使用单位已经完成了各项整改工作。锅炉也已经正常运行。在之后进行的内部检验中，之前的问题部位并没有出现扩大、严重的迹象。氧腐蚀问题得到了有效的控制。
结语
在加工行业，由于蒸汽锅炉连续运行过程中腐蚀现象是存在的，而一旦发生腐蚀将会大大缩短蒸汽锅炉的使用寿命，甚至会发生爆炸，因此，科学防范与合理处理是必不可少的。只有认真分析锅炉腐蚀的原因并采取相应的防范措施，才能够延长蒸汽锅炉的使用寿命，确保锅炉的使用安全。
参考文献
[1]阎锡林主编.司炉技术基础知识[M].银川：宁夏人民教育出版社，2000.
[2]陈光柱.防止工业锅炉氧腐蚀技术[J].工业锅炉，2009.
[3]林宇铃．工业锅炉水垢的形成、危害及处理方法［J］．装备制造技术，2014，(8):131－133．
[4]李小良，莫文彬，李玉英．基于故障树法分析工业锅炉水质超标原因[J]．清洗世界，2015，(7):12－14，50．
作者简介
刘旭（1988年11月8日），性别：男，籍贯：辽宁省凌源市，学历：大学本科，职称：初级职称，研究方向：暖通管理。
论文作者:刘旭
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
标签：锅炉论文; 蒸汽锅炉论文; 炉膛论文; 溶解氧论文; 温度论文; 水体论文; 热力论文; 《基层建设》2017年第32期论文;