浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策

浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策 本文就低压工业锅炉普遍存在 且较为严重的腐蚀 氧 腐蚀 从理论上对其机理 特征及影响因素和发生过程加以阐 述论证 并结合自己近年来进行锅炉检验的实际体会 提出防止对 策 以期对锅炉的防腐有所帮助 一 锅炉的氧腐蚀现状一 锅炉的氧腐蚀现状 近年来 随着南平市经济的发展 锅炉数量增加很快 总 数已达 1500 台左右 从每年的定期检验情况看 由于不按 gb1576 2001 的要求进行除氧 不能有效地控制给水和锅水指 标 锅炉自身结构的缺陷 运行方式不合理 锅炉保养跟不上 等 导致锅炉受力部件的氧腐蚀现象很严重 据统计 不同程 度的氧腐蚀锅炉台数约占总数的 10 尤以采暖热水锅炉的氧腐 蚀最为严重 在这 10 的锅炉中 轻者使受力部件的壁厚减薄 降低了锅炉的使用寿命 重者使元件无法满足强度要求 需要 修理或报废 更严重者达到了临界爆炸的状态 直接威胁着人 们的生命财产安全 就南平市来说典型例子如下 1 某单位的 dzl2 7 蒸汽锅炉右集箱 159 6mm 中底部 在停炉检验时发 现有 120mm 的溃疡腐蚀 经铲除腐蚀物 发现剩余壁厚仅 0 5mm 2 某厂生产用锅炉 dzl4 13 刚运行六年 因氧腐蚀 问题 锅炉只能降压运行 无法满足要求而报废 3 某养殖场 szl4 1 25 型蒸汽锅炉改热水锅炉 锅筒内壁大面积溃疡腐蚀 深度达 3 0mm 锅内胀接管端溃疡腐蚀 管头剩余厚度仅 0 5mm 二 腐蚀的机理和特征二 腐蚀的机理和特征 按机理 可把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类 一 般化学腐蚀无电流产生 电化学腐蚀伴有电流的产生 对锅炉 受力元件来说 水侧以电化学腐蚀为主 火侧 或烟气侧 以化学 腐蚀为主 氧腐蚀实际上是一种电化学腐蚀 其机理为 由于 锅炉水是一种有极性的电解质 在水的极性分子的吸引下 钢 材表面的一部分铁原子 开始移入炉水而成为带正电的铁离子 而钢材上保留多余的电子带负电荷 若铁离子不断进入锅水 则使钢板 管 上逐渐出现坑洞 产生了腐蚀 锅水中的溶解氧具 有去极化作用 会使这一过程加剧 而去极化作用的强弱与含 氧量多少有关 也就是说溶解氧的含量决定着腐蚀的强弱 而 两者成线性正比关系 如图所示 三 影响氧腐蚀的主要因素三 影响氧腐蚀的主要因素 1 水中溶解氧的浓度 我国水质标准 gb1576 2001 表 2 规定 工作压力 1 6 2 锅水的 ph 值 因锅水中含有溶解氧 当 4 3 水的温度 锅水的温度高 钢材表面温度也高 按照化学动力学规律 则 fe2 在水溶液中的扩散速度加快 电解质水溶液的电阻降低 因而腐蚀速度加快 对低压锅炉来说 其汽水系统的加热属于 开式系统 所以当温度升高时 部分氧气被除去 这样 腐蚀 速度与水的加热温度就必然出现一种先上升 到一定程度后再 下降的关系 实验数据表明 t 65 70 时均匀氧腐蚀最严重 对于局部腐蚀 溃疡腐蚀 前苏联全苏热工研究所实验室的研究 结果表明 随着水温的升高 局部腐蚀的程度和速度明显提高 且腐蚀的最大值发生于 t 90 100 之间 这对于低温 95 采 暖热水锅炉极为不利 这也是造成常见的热水锅炉氧腐蚀问题 很严重的原因 4 水流速度 当流速增加时 氧气扩散到金属表面的量也增加 使腐蚀 过程加快 同时 过大的流速会造成金属破坏 产生冲击腐蚀 四 防止氧腐蚀的对策四 防止氧腐蚀的对策 1 除去水中的溶解氧 根据前面的论述 我们发现 水中的溶解氧是发生氧腐蚀 的元凶 而且随着含氧量的升高 腐蚀速度和程度加剧 因此 必 须采取措施除氧 对低压锅炉来讲 简单易行的方法为热力除 氧和化学除氧或两者结合 2 保证锅水的 ph 值在合理的范围 按 gb1576 2001 规定 锅水 ph 10 12 但其前提是在给 水进行了充分除氧时 才能保证腐蚀程度较弱 目前 从运行 锅炉的实际情况来看 大多数锅炉未配除氧设备 即使配有除 氧器的 运行效果也不理想 在这种情况下 就不能死套水质 标准 而要根据实际情况调整 ph 值的范围 因此 笔者认为宜 将锅水的 ph 值控制在 7 10 范围内 因为只有这样腐蚀程度才 最弱 3 控制水的温度 使之避开腐蚀的最大值区域 由前面论述可知 在开式系统中 当水温 t 65 70 时 均 匀腐蚀最强烈 t 90 100 时 局部腐蚀最剧烈 因此 对热 水锅炉和蒸汽锅炉的省煤器而言 在设计中或选用时应考虑到 这一因素 对热水锅炉应尽量采用高温热水采暖 从而避开 90 100 时的腐蚀区域 对蒸汽锅炉的省煤器来讲 出水温度 应尽量低 t65 或尽量高 t100 一避免氧腐蚀 实际上我 国标准中规定的省煤器出水温度已经满足了这一点 需要指出 的是 从防止氧腐蚀的角度出发 标准中应取消 95 70 参数的 热水锅炉 4 水流速度 在锅炉设计时应考虑到水流速度对氧腐蚀的影响 从而给 定一个最佳值 5 运行方面应做到 充分保证除氧器的运行效果 减少水中溶解氧 对于热水锅炉应尽量减少系统泄漏量 从而减少系统的 补水量 最好使补水量控制在系统循环水量的 0 5 以内 在热水锅炉的循环系统中设置合适有效的放气装置 加强水质处理和化验的监督 定时按要求排污 6 停炉保养 由于保养不善或不