(大唐河北发电有限公司马头热电分公司 河北省邯郸市 056044)
摘要：在日常锅炉检查和检验中，我们发现大多数锅炉在内受热面各个系统中均不同程度存在大小不等腐蚀或均匀的小麻点，对锅炉的安全构成了威胁，而且会大幅度降低锅炉的使用寿命。随着工业的发展，锅炉腐蚀的问题日趋严重。就目前范围来说，虽然在控制污染和研究的工作在同时进行，防腐技术措施在不断发展，使锅炉腐蚀问题得到了一些缓解，但总的来说，锅炉的腐蚀仍十分严重。本文介绍了锅炉氧腐蚀的原理，分析了除去氧腐蚀的方法。
关键词：锅炉；除氧方法；保养
随着经济的发展和人民生活水平的提高，热水锅炉使用的数量日益增多。在日常的锅炉内部腐蚀防护方面，我们往往将防护工作的重点放在锅炉的运行期，忽略了锅炉停炉期内部腐蚀问题，殊不知锅炉停炉期内部腐蚀问题也相当严重。由于热水锅炉一旦发生事故，将严重危及人的生命和财产的安全。因此，我国长期以来把锅炉作为特种设备，实施严格的安全监管制度。
一、锅炉氧腐蚀的原理
锅炉的氧腐蚀多属于电化学腐蚀。其原理是：当水中含有氧气时，由于氧气是强烈的阴极去极剂，能吸收阴极的电子，形成氢氧根离子，从而使腐蚀过程加剧。其阴极去极过程可以表示如下： O2+4e+2H2O→4OH-此外，氧气还能成为阳极去极剂，因为当水中有氧气时，能把铁溶解时形成的氢氧化亚铁，进一步氧化。其过程可表示如下： 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3形成不溶于水氢氧化铁沉淀，而使阳极处液层中的铁二价离子浓度显著降低，双电层的平衡被破坏，促使阳极上的铁离子继续转入水溶液中，从而加剧腐蚀。在一般条件下，水中氧含量越多，钢铁的腐蚀越快。循环水的pH 值对金属腐蚀速度有很大影响，当pH 值小于6 时，腐蚀速度是随着pH 值的降低而迅速增加的。即使是当锅炉停运时，停炉的金属表面上有沉积物和泥渣时，更容易发生腐蚀。因为金属表面上的沉积物可能有裂缝或形成泥渣孔隙，致使不同部位的金属表面产生了不同的电极电位，溶解氧浓度大的地方电极电位高，浓度小的地方电极电位低，形成腐蚀电池，促使腐蚀加剧。
二、影响氧腐蚀的主要因素
锅炉的金属氧腐蚀一般与下列因素有关：DO含量、pH值、水温、水中离子、水速度等，其中DO 含量、pH 值和水中离子是最主要的影响因素。
1、水中DO含量的影响。DO是一种去极化剂，会引起金属腐蚀，水中氧含量越多，腐蚀就越严重。有资料表明：当DO 质量分数为1.0×10-8 时，氧腐蚀速度为0.03 mm/a；而当DO质量分数为8×10-6 时，氧腐蚀速度为1.2mm/a，将大大缩短锅炉的使用寿命。
2、水中离子的影响。水中不同离子对腐蚀速度的影响差别很大，通常氯离子（Cl-）和硫酸根离子（SO42-）的影响最大，它们会破坏金属表面的保护膜，从而使氧腐蚀加快。因此，当氯离子和硫酸根离子等浓度高时，必须严格进行脱氧处理。
3、水的pH 值的影响。当锅水的 pH 值≤7 时，主要发生酸腐蚀，在有DO时，氧腐蚀和酸腐蚀互相促进，使金属的腐蚀加重；当pH 值＝7～10 时，氢离子对金属保护膜的破坏导致DO向金属表面扩散，发生吸氧反应，加速了氧腐蚀；当pH 值＝10～12 时，OH－离子在金属表面形成稳定的保护膜，起到缓蚀作用，从而减缓了氧腐蚀。
三、除去氧腐蚀的方法
1、热力除氧。该法除氧原理是根据亨利定律，在恒温和平衡状态下气体在水中的溶解度与该气体在气水界面上的分压成正比；当温度越高，水中气体溶解度越小。在敞开的除氧器中将水加热到沸点时．此时水界面上的水蒸气压力和外界压力相等，其它气体的分压为零．各种气体如氧等就从水中解析出来，达到除氧目的。
2、真空除氧。真空除氧的原理和热力除氧的原理基本相同，也是利用亨利定律，来进行除氧。由于水的沸点和压力有关，在常温下使气液分界线上气相为真空，使水呈现沸点状态，从而除去水中溶解的气体。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆真空除氧是在较低温度下进行的一种除氧方式，其实也是一种热力除氧，只是由于气液分界线上的气空间为真空，在不需要高温的情况下也能达到除氧的目的。因此真空除氧的方法具有节能的特点，而且除氧效果比高温除氧更好，但对除氧设备要求较高。该项技术在国外运用较多，目前国内锅炉行业的应用也是逐步增多，特别是在利用余热低压发电的锅炉。电站锅炉的凝汽器在正常运行时为真空状态，所以也具有真空除氧的作用，但凝汽器功能较多，不能将它视作一个简单的真空除氧设备。
3、化学除氧。过去用得较多的是联氨和亚硫酸钠。联氨因为有毒，有挥发性、易燃烧，因而常用亚硫酸钠，亚硫酸钠(Na2SO3)是白色或无色，砂砾状或粉末状结晶，易溶于水，它和水中溶解氧反应生成硫酸钠。温度、亚硫酸钠的过剩量,水的PH 值，水中是否含有催化或阻碍这个反应的物质等，都会影响上述反应的速率。其中最重要的影响因素是温度。温度每增加10℃，反应速率约增加1 倍。温度达100℃以上时，反应非常迅速。加亚硫酸钠除氧时，一般要求水温80℃以上。PH 值对反应速率也有影响。一般PH 值在9.O～10.0 左右时，反应进行最迅速。为了有效地除去溶解氧，加入的亚硫酸钠要有一定的过剩量。有省煤器的锅炉，给水中应含残余亚硫盐10～15ppm，给水的PH 值应在8.3 以上。以保证省煤器不受氧腐蚀。一般是控制锅水中残余亚硫酸钠含量。对低压锅炉，经试验表明，在只采用加化学除氧剂除氧时，锅水中亚硫酸根含量低于25mg/1 时，有时溶解氧仍高0.2mg/1；低于25mg/1时，除氧效果不理想。这里推荐，锅水中残余亚硫酸根含量控制在30～40mg/l。亚硫酸钠一般配制成2～10％的溶液。用活塞泵或缩孔加药器加到除氧器出口管上或给水泵的低压侧。
4、停炉保养法
锅炉在停炉期间的保养方法有干法保养、化学保养、物理保养等几种。
开放式干燥保养法。这种方法是在锅炉停炉后，利用锅炉的余热，将锅炉内部的金属表面烘干，并拆卸掉人孔盖，保持内部的通风，并对锅炉内部的结垢进行统一的清理，将锅炉烟挡门全部打开，排出锅炉内部的湿气，比较适合干燥的锅炉房环境，对锅炉的短期防护。如果锅炉房的环境比较潮湿，就需要将干燥剂放置在炉排上，以及锅筒内和集箱内，最后关闭所有的人孔、手孔，防止潮湿空气进入到锅炉内。
碱液保护法。该方法是在停炉后，将炉水排尽，并将炉内的水垢和烟灰除尽，关闭所有的人孔、手孔、阀门等，尽量使锅炉内外部隔绝，再向锅炉内灌入碱液，直到碱液从空气阀门处冒出，并将溶液的pH 值保持在11~12 间，从而有效抑制炉水中溶解氧对锅炉的腐蚀，并定期对碱液进行更换，使碱液的浓度维持稳定。如果是大型锅炉的保养，则可以直接使用清洁的水先将锅炉充满，再使用专用的化学碱剂去调配炉水的pH 值，为了保持炉水各处pH 值的均匀，一定要用大型的水泵循环均匀。
磷酸三钠纯化保养法。该方法是用氢氧化钠将炉水的pH值调到10-11，在85℃的炉温下纯化8h，使金属表面生成氧化膜，再将此液放掉，再注入1∶ 1 的硝酸钠和磷酸三钠混合液，其浓度应低于1%，注满整个锅炉，防止锅炉金属表面受到化学腐蚀，在锅炉实际使用前，一定要对锅炉进行充分的清洗。
锅炉给水除氧是延长锅炉使用寿命，保证锅炉安全运行必不可少的手段之一。在正确认识腐蚀原因的基础上，采取有效的除氧措施，注意合理的停炉保养，有着重要的社会效益和经济效益。新型除氧技术日新月异，提供了更多性能优异的除氧方法，既能满足锅炉给水的要求，又能达到节能与环保的目的。工程人员必须结合炉型和实际情况，综合考虑锅炉的热力参数、水质、吨位、负荷变化等因素，才能寻求到既经济高效、稳定安全，又兼顾节能环保的最佳除氧方案。
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论文作者:苏海疆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：锅炉论文; 水中论文; 亚硫酸钠论文; 离子论文; 真空论文; 溶解氧论文; 含量论文; 《电力设备》2018年第30期论文;