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文档简介
1、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 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gb15762001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
2、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dzl27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dzl413,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szl41.25型蒸汽锅炉改热水锅炉,锅筒内壁大面积溃疡腐蚀
3、,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 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
4、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 1、水中溶解氧的浓度 我国水质标准gb15762001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
5、,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=6570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=90100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
6、; 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 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
7、0; 按gb1576-2001规定,锅水ph=1012,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710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=6570时,均匀腐蚀最强烈,t=90100时,局部腐蚀最剧烈。因此,对热水锅炉和蒸汽锅炉
8、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90100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
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