低压锅炉氧腐蚀成因及防止对策探讨

李金平

（大庆炼化公司动力二厂，黑龙江 大庆 163813）

1 锅炉的氧腐蚀现状

近年来，由于经济发展不断加快，锅炉数量也伴随着经济发展的速度而增长。按照我们检验的相关结果来看，由于不按GB1576-2001的要求进行除氧，不能有效地控制给水和炉水指标，锅炉自身结构的缺陷，运行方式不合理，锅炉保养跟不上等原因导致锅炉受力部件的氧腐蚀现象很严重。我们对氧腐蚀锅炉进行了统计发现，大约有十分之一的锅炉有不同程度的腐蚀情况，其中财年热水锅炉的情况更为严重些。这十分之一的锅炉里面，腐蚀较轻的体现为锅炉受力部件的壁变薄，锅炉的使用期限缩短了，而比较严重的则不能再继续使用，因为其强度不达标，需要经过修补之后才能使用，少部分的锅炉已经非常危险的，不能再使用否则会有爆炸的危险。

2 腐蚀的机理和特征

腐蚀可以根据其产生机理分为电化学腐蚀和化学腐蚀，两者的差别是是否有电流产生。锅炉一方面内部有水，一方面部分元件受到火烟气的侵蚀。火烟气的侵蚀属于化学腐蚀，是烟气和钢材之间产生的化学作用导致的腐蚀，而水属于带有极性的电解质，钢材和水分子之间会形成电化学反应，钢材表面的铁分子会通过电离的作用离开钢材进入水中，经过长期的不断使用，钢材表面就会逐渐的出现一些坑洞，这样腐蚀就产生了。所以氧腐蚀主要就是指电化学腐蚀。加上锅炉内的氧化作用，加快了铁板的这样一个电离过程。锅炉的氧腐蚀速度是和含氧量直接挂钩的，含氧越多，腐蚀就越强。

3 影响氧腐蚀的主要因素

3.1 炉水中溶解氧的浓度。炉水中的溶解氧主要来自于注入炉内的原水。在一个大气压下，15℃的水中氧的溶解度为10mg/L。而氧在水中的溶解度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。在绝对压力为0.17MPa、温度为90℃的水中，氧的溶解度仍达3.5mg/L。可见，当未经除氧的水进入锅炉内时，要有一部分氧因溶解度降低而析出。这些析出的氧被锅炉上或系统中的集气装置收集而排出，但炉水中剩余的溶解氧仍远远超过低压锅炉水质标准中对溶解氧（0.1mg/L）的要求，而反应用掉的氧又由每日大量的补水而补充，从而造成氧腐蚀不断继续。

3.2 炉水的PH值。锅炉内的水PH值也是影响腐蚀情况的一个重要因素，PH值是水酸碱性的一个指标，当PH值很低的时候，水中的H+浓度非常的高，H+属于电化学腐蚀里面的去极化剂，对于钢材来说能够加速腐蚀速度，所以水的PH值越低，那么锅炉的氧腐蚀情况就越严重，腐蚀速度也越快。

3.3 水的温度。温度是让元素分子变得活跃的一个因素，因此也是影响氧腐蚀的一个方面。根据化学动力学规律，Fe2+随着锅炉温度的升高，其在水中的扩散速度也加快，水溶质的电阻降低，所以腐蚀就会变快。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，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。

3.4 水流速度。部分氧气会溶于水中，随着水流的变化，其扩散到钢材表面的量也不同，所以提高水流速就等于加快了腐蚀的速度，而且水流速过大还会对钢材造成冲刷，产生冲击腐蚀。

4 防止氧腐蚀的对策

4.1 除去水中的溶解氧。前面我们一直都提及到一个影响腐蚀的关键词——氧。所以我们可以通过对水中溶解氧的去除来进行氧腐蚀的防护。根据水中含氧越多，腐蚀速度越快这么一个规律，我们可以将水中的含氧进行除氧处理，在低压锅炉中我们可以采用热力除氧和化学除氧或两者结合的办法。

4.2 保证炉水的PH值在合理的范围。按GB1576-2001规定，炉水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。很多锅炉没有除氧设备，即使配备了除氧器，由于多种因素的影响也导致了不佳的效果，所以，我们要自行调整PH值范围，根据经验，锅炉内水的PH值最好是处于7到10之间，这样和实际运行设备比较相匹配，能起到降低因水PH而产生的腐蚀作用。

4.3 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（T<65℃)），或尽量高（T>100℃），以避免氧腐蚀，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。

4.4 水流速度。锅炉在最初的设计阶段就应该要把水流速度对于锅炉的不利影响考虑进去，特别是因为速度过大产生的冲刷腐蚀和加速氧腐蚀，保证流速既能满足要求又不会产生较大的负面影响。

4.5 运行方面应做到。（1）确保除氧器的正常稳定工作，让水中的溶解氧尽量低。（2）通过降低锅炉的系统泄漏量来控制系统的补水量，越少的系统补水越好，最佳状态为保持在循环水量的0.5%以下。（3）将放气装置安装在循环系统中。（4）加强水质处理和化验的监督，定时按要求排污。

4.6 停炉保养。锅炉在运行时的氧腐蚀比起不用时要小的多，最严重的氧腐蚀往往都是因为保养不当而产生的，因此在锅炉停炉不用的时候需要做好其保养工作，这时让低压锅炉氧腐蚀尽量避免的重要过程，也是降低锅炉氧腐蚀的有效手段之一，保养得当就会让锅炉的使用寿命更长，锅炉运行的安全性也更高。

结语

低压锅炉目前被广泛应用，因为其安全系数高，但是在使用过程中，普遍都没有去注意它的防氧腐蚀处理和保护，导致了锅炉的使用寿命大为缩减，而且严重的氧腐蚀还会对锅炉运行造成危险。通过上面几种防护措施可以有效的减少锅炉氧腐蚀情况，让锅炉的寿命更加长，提高生产效率和经济效益。

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