锅炉氧腐蚀产生的原因及措施

锅炉氧腐蚀产生的原因及措施

摘要：锅炉因运行操作不当或给水除氧不达标或停炉保养工作不及时、不彻底或方法、方式不当导致锅炉受压部件严重腐蚀的较多，其中大多数是热水锅炉，锅炉的腐蚀，不仅缩短了锅炉的使用寿命，影响了设备的安全运行。由此可见，锅炉既应加强给水除氧和运行操作，又要注重锅炉停用期间的保养。只要做好这三项，就能保证锅炉安全经济运行。

关键词：锅炉；氧腐蚀；产生；原因；措施

1 锅炉氧腐蚀产生的原因

1.1 氧腐蚀的范畴

从历年来分析锅炉降低使用寿命和加大检修量，增加生产成本的主要原因是因为锅炉的氧腐蚀。

1.2 反应机理

1.2.1 反应方程式

阳极：Fe - 2e →Fe2+ （1）

阴极：O2 +H2O +2e →2OH- （2）

Fe2+ + 2OH- →Fe（OH）2 （3）

4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O → 4Fe（OH）3 （4）

从上面的反应方程式（1），（2），（3）（4）可以判定出由单质的铁变成和红褐色的铁的胶体。使锅炉本体发生腐蚀。

1.2 锅炉停用期间的氧腐蚀发生的原因

停炉期间，锅筒内的水蒸气和氧气和铁的反应并没有停止，继续反应方程式为：

Fe（OH）2 + 2 Fe（OH）3 →Fe3O4 + 4H2O （5）

Fe（OH）3 + e → Fe（OH）2 + OH- （6）

Fe3O4 + H2O + e →FeO + Fe2O3 + OH- （7）

从上述（5），（6），（7）反应方程式就可以表明锅炉本体和受压部件的严重腐蚀。

1.3 氧腐蚀产生的影响因素：

1.3.1 氧的浓度

在发生氧腐蚀的条件下，随着氧的浓度增加，加快金属腐蚀速度。

1.3.2锅炉锅水PH值的影响：

（1）当锅炉锅水的PH13，腐蚀产物变成可溶性HFeO2-，，加剧了腐蚀速度。

1.3.3锅炉炉水流速的快慢对锅炉腐蚀有很大：

（1）当锅炉锅水的水流速度≥10m/S，这时水中的各种物质扩散的非常快，就会加速腐蚀。（2）当锅炉锅水的水流速度≤0.2m/S，这时水中的气体就会析出，一部分气体会附着在金属壁上，附在金属壁上的气体会加速金属氧腐蚀。（3）水流速度很慢时，就会造成各种杂质在炉内发生沉积，还由于炉水一般含盐量高，从而会加速腐蚀。（4）锅炉的补水量增大。补水量和除氧效果是成反比的，补水量越大，从密封不严处带入的氧气就越多。例如，神华准能黑岱沟供热车间在供热期间的三台循环硫化床热水炉的每小时补水量是60T。要想保持锅炉不腐蚀，除了增加相应台数的除氧设备，还必须采取相应的措施。增加相应台数的热交换器。

2 金属氧腐蚀对安全生产造成很大的不利因素：

2.1 氧腐蚀对锅炉安全运行的危害

（1）使金属表面变薄和粗糙。（2）结生水垢。水垢能导致垢下金属腐蚀锅炉受热面内有水垢附着的条件下，从水垢的孔、缝隙渗入的锅水，在沉积的水垢层与锅炉受热面之间急剧蒸发。在水垢层下，锅水可被浓缩到很高浓度。其中有些物质在高温高浓度的条件下会对锅炉受热面产生严重腐蚀。为了锅炉安全经济运行，除氧是尤为重要的。

2.2 锅炉氧腐蚀的防止

为了遏制和预防氧腐蚀必须做到以下几点建议：

（1）做好锅炉锅内水处理工作。只有做好锅炉水处理工作，才能保证锅炉能够安全、经济、可靠而稳定运行。1）锅内水处理工作的方针：对症下药，量水投药，科学排污，严格监督。2）合理投放水处理药剂。（2）做好排污工作。（3）采用合理的锅炉设计和安装方案

为了防止锅炉氧腐蚀，锅炉的设计和安装应比较合理，以保证锅炉运行时管壁温度和水循环的状况符合要求（4）做好锅炉启停运保养工作。

要想在停止运行期间的锅炉做好防止氧腐蚀保护，常用的最佳停止运行期间防止氧腐蚀方法有停炉十八胺保护法，此方法在锅炉锅筒内形成一种保护膜，起到防氧腐蚀的作用。（5）提高检修精度。合理的检修，增加锅炉设备及锅筒及辅助设备的的密封程度，对锅炉的氧腐蚀起到很大的抑制作用。（6）补给水微调至中性。补给水微调至中性腐蚀速度上升。当氧起钝化剂作用时，氧的存在是降低腐蚀速度的。并可以达到保护的目的。中性处理对条件的要求比较严格，如果控制不好，不但起不到防腐的作用，还可能引起腐蚀。中性处理只能用于直流炉，不能用于汽包炉。因为，汽包炉的炉水电导率随着水的蒸发而提高，这样，电导率不能维持在规定的范围内。（7）给水的有机化学反应。给水络合处理后，只生成铁的络合物，它分解以后可以在金属表面生成Fe3O4保护膜。从而达到防止锅炉氧腐蚀。（8）降低锅水水流速度。水流速度快慢直接影响氧气的进入锅筒的含量，水流速度和氧气的进入含量成正比。（9）增加相应台数的热交换热器。

2.3 锅炉补给水除氧的目的

在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是非常关键的一个环节。氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物质，给水系统中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀性物质氧化铁会进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。

2.4 控制给水溶解氧的浓度GB1576-2008>规定Ro2>）要求；常温运行，无需加热，运行成本低，克服了热力除氧，真空除氧须加热耗能的缺点；用量少，一般情况下除氧剂消耗量1吨水为10g；反洗频率低，再生效果好。

（5）主要特点

技术特点：海绵铁除氧器采用的技术及工作原理有以下特点：可在常温下实现除氧，进水无需加热；系统可随时供水，可不需准备时间，也可不需要除氧水箱；除氧效果稳定可靠，出水中溶解氧含量稳定≤0.05mg/L，符合低压锅炉水质标准；安装无特殊要求，克服了热力、真空除氧必须高位安装的不便；Ro2≤0.03mg/L。

（6）化学药剂除氧

亚硫酸钠除氧方法的优缺点：

优点：投资低；安全可靠；操作也较为简单。

缺点：加药量不易控制，除氧效果不可靠；给水溶解氧无法长期保证达标；还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费。联氨除氧。