做好热水锅炉及供暖系统除氧工作确保锅炉安全 经济运行.docx

做好热水锅炉及供暖系统除氧工作确保锅 炉安全 经济运行 (包头市供暖经营管理处，内蒙古 包头 014010) 摘 要：结合我单位热水锅炉及供暖系统除氧工作的 具体实例，简述了氧腐蚀的原理和影响因素，并提出了防 护措施。 关键词：热水锅炉；供暖系统；氧腐蚀；防护；海绵 铁 中图分类号：TK223.522 文献标识码：A 文章 编号： 10076921(XX)19013301 随着经济的快速发展和人口的增加，我国的淡水、土 地、能源等资源不足的矛盾更加突 出，进一步转变经济增 长方式，加快建设节约型社会，提高资源利用率，减少环 境污染，需 要动员全社会的力量积极参与。 多年的实践表明，腐蚀与结垢是威胁锅炉安全运行的 两大危害，尤其是氧腐蚀危害更大。氧 腐蚀对设备和管道 的危害往往不是短期就能发现的，氧腐蚀使锅筒、对流管 束、水冷壁等管 壁变薄、凹陷、穿孔，缩短锅炉的使用年 限，严重影响锅炉的安全运行。 1 氧腐蚀的特征 氧腐蚀属电化学腐蚀，其特征是斑点腐蚀或溃疡，在 金属表面生成很多直径为 130mm 的锈 疱，锈疱表面是一 层砖红色或黄褐色硬壳，主要成分为氧化铁，次层为黑色 粉末状物，是四 氧化三铁。有时，在腐蚀产物的最深处， 紧靠金属表面，还存在一个黑色层为氧化亚铁，将 这些腐 蚀物清除后则呈现深浅不等的凹坑。热水锅炉运行时，最 易发生氧腐蚀的部位常常在 入水口附近的金属表面、循环 不畅处和腐蚀产物沉积处的金属。 2 氧腐蚀的原理 铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形 成两个电极，组成腐蚀电池。铁的电极 电位比氧的电极电 位低，所以在铁氧腐蚀电池中，铁是阳极，遭到腐蚀，反 应式如下：Fe Fe2+2e 氧在阴极，进行还原，反应式如下： O2+2H2O+4e4OH- 铁受到溶解氧腐蚀后产生 Fe2+,它在水中进行的二次过 程为： Fe2+2OH-Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O 在这些产物中，Fe(OH)2 是不稳定的，容易进一步发 生后两式的反应，所以最后的产物主 要是 Fe(OH)3 和 Fe3O4。 3 氧腐蚀的主要原因 3.1 溶解氧造成热水锅炉及采暖系统氧腐蚀 常温下水中溶解氧约为 8mg/L 左右。热水锅炉及采暖 系统流过的水量很大，由于系统不严密 等原因，当补水量 增大，除氧不及时，就会加大水中溶解氧的含量。在一般 条件下，水中氧 含量越多，钢的腐蚀越快。 3.2 循环水 pH 值对金属腐蚀速度的影响 循环水 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，当 有溶解氧时，pH 值的变化对金属腐蚀影响更大。当 pH 值在 610 之间时，腐蚀 速度不受 pH 值影响，含氧量的高低决 定腐蚀速度的高低。当 pH 值为 1012 时，可使金属表面 形成一层稳定的保护膜，造成阳极钝化，从而可减缓或避 免金属腐蚀。 3.3 停炉期间保护不当 我单位供暖锅炉每年停炉期为 6 个月，锅炉停用后虽 已放水但在锅炉金属的内表面上总是附 着一层水膜，氧气 便溶解在水膜中，以至达到饱和状态，因此很容易引起溶 解氧腐蚀。如果 锅炉金属内表面上有能容于水膜的盐垢时， 则腐蚀更加强烈，锅炉停用期间的腐蚀甚至比运 行期间的 腐蚀更严重。 4 防止氧腐蚀的方法 近年来，根据我单位的实际情况，本单位主要采取了 以下防止氧腐蚀的方法。 4.1 使用了海绵铁除氧 海绵铁的主要成分是铁素体，疏松、多孔、表面积大， 与水介质接触充分，极易与其中的溶 解氧发生化学反应， 其反应机理是： 2Fe2+2H2O+O22Fe(OH)2 Fe(OH)2 在含氧水中是不稳定的，它将继续氧化成溶解 度很小的三价铁的氢氧化物： 2Fe(OH)2+ H2O+1/2O22Fe(OH)3 反应最终生成物 Fe(OH)3 呈絮状，分子附着力小， 用一定强度的水反冲洗，极易从海绵体 中排除。运行中残 留的二价铁离子，可与二次渗入的氧率先发生反应，从而 保护锅炉本体免 受腐蚀。残留的氢氧根离子，可相对提高 循环水碱度，改善锅炉循环水碱度偏低的状况。 海绵铁除氧器安装调试后即可正常使用，可自动操作 也可人工操作且操作简单。海绵铁除氧 器使用时应定期检 查，及时补充海绵铁，避免海绵铁板结，以免影响除氧器 的使用效果。因 为海绵铁除氧器使用时，入口水压力应保 持在 0.250.5MPa，所以选择水泵时应考虑有关参 数。当 海绵铁除氧器进、出水的压差大于 0.07MPa 时，应立即停 止使用，一方面向供暖系统 补水可从旁通注水，另一方面 进行反冲洗。大约每隔 2 小时左右化验一次溶解氧，当水 中溶 解氧大于 0.1mg/L 时，应立即停止使用并反冲洗。反 冲洗压力控制在 0.60.8MPa 之间，反冲 洗时间大约 10 分钟左右，当出清水时即可停止。反洗后再正洗，经化验 溶解氧含量合格时， 除氧器可正常使用，但是海绵铁也不 应过度反洗。在使用过程中，应定期排出集气罐内的空 气。 当海绵铁除氧器停止使用后，应当注满水并带压密封，这 样可以避免氧气进入，以防止 海绵铁消耗。 通过海绵铁除氧技术的应用，使我单位热水锅炉及供 暖系统的腐蚀速度大大降低，延长了供 暖设备的使用寿命。 海绵铁在常温下就可以除氧，进入除氧器的软水不需要加 热，设备简单 、节约能源，减轻了维修人员的劳动强度， 提高了供暖系统的运行效率，降低了运行成本。 海绵铁除 氧器可以低位布置，并且体积小，安装费用低。海绵铁除 氧器对负荷变化和频繁启 停有很好的适应性。海绵铁无毒， 不需要除油、活化，只需冲洗和定期补充，操作简单。在 环保上，避免了钢屑除氧酸洗活化后污染环境现象。 4.2 在锅炉运行中，必须严格控制炉水的 pH 值 实践证明，控制炉水的 pH 值在 1012 范围内 时，金 属表面会形成一层保护膜，可减缓或避免氧对锅炉金属的 腐蚀。我单位采用向炉水中 添加 NaOH 和 Na3PO4 ，这 样既减少了炉水的硬度，又提高了 pH 值。在实际运行中炉 水的 pH 值会发生变化，如果当炉水碱度降低时，可向炉内 投加一定量的碱性药剂，可以提高炉水的 pH 值。当炉水的 碱度过高时，可适当增加锅炉排污量，使炉水的 pH 值控制 在 1012 范围内。 4.3 停炉期间的保护 锅炉停用后我单位采用干燥剂法保护锅炉。首先将锅 炉内的水全部放掉，烘干锅炉金属表面 ，然后在锅炉内放 入干燥剂，封闭锅炉。干燥剂的用量：无水氯化钙 (12kg/m3)、生 石灰(23kg/m3)、硅胶(2.7kg/m3)。干 燥剂放入后，应定期(一般不超过一个月 )检查，如果发现 失效，应及时更换。 锅炉停用后，我单位对供暖管道采用检修、改造后及 时充满达到水质要求的水，可以防止空 气进入管道，避免 造成管内壁腐蚀。 在做好热水锅炉及供暖系统除氧工作的同时，还应采 取各种有效措施，将失水率降到最低水 平，另外还应加