热水锅炉受热面腐蚀问题的几点思考

马俊宏

一、引言

由于公民环保意识的不断增强，热水锅炉的应用越来越广泛。热水锅炉具有节约能源、安全、维修费用低等诸多优点，是日常生活及工业生产必不可少的热能供应设备。根据检查发现，由于防腐措施不当或管理等原因，致使部分锅炉使用不久就出现了比较严重的腐蚀问题，致使停炉返修，极大的影响了锅炉的正常使用。经研究资料表明，导致锅炉受热面腐蚀的原因既有锅炉停用期间发生的腐蚀，又有锅炉运行期间造成的腐蚀，而且腐蚀主要以氧化为主，也有低温下产生的硫腐蚀。

二、热水锅炉受热面腐蚀的机理和特征

对于锅炉元件来讲，水侧主要是电化学腐蚀，烟气侧主要是化学腐蚀。锅水是一种有极性的电解质，钢材表面的一些铁原子被水的极性分子所吸引，移进锅水中形成铁离子(Fe-)，而导致钢材表面留有多余的带负电荷的电子。由于锅炉受压元件的金属是含有其它化学成分的非纯铁，因此锅炉中具有除了铁离子以外的其他正离子，它们与钢材表面多余的电子结合成中性原子，持续使铁离子进入锅水中，致使钢材被大量腐蚀。热水锅炉的烟侧腐蚀主要是因为烟道内和炉膛内存在较多的SO2、CO2和H2O等气体，这些气体在低温环境下形成亚硫酸和碳酸，致使金属原件受到酸腐蚀以及氧化腐蚀。

三、热水锅炉受热面腐蚀的原因分析

1.补水中溶解氧含量较高造成的氧腐蚀

水溶液中含氧是引发金属电化学腐蚀的主要原因。氧气是阴极去极化剂，因此溶液中的氧气会增加金属的腐蚀速度。多数单位普遍使用了常温过滤或解吸除氧器，有的单位还采用了真空或热力除氧器。但通过实际检测发现，只有个别单位水中溶解的氧含量能够达标，除氧效果不太理想，容易导致热水锅炉氧腐蚀的发生。锅炉运行过程中，由于安装缺陷及使用管理制度不完善等因素造成热水严重损失，甚至一些用户利用采暖系统中的热水来洗衣、洗浴或洗车等。因此，就要补充大量除氧并不彻底的软水或生水，水中的溶解氧进入锅炉内造成金属壁产生剧烈的电化学腐蚀。

2.锅炉水循环系统流速对锅炉腐蚀的影响

热水锅炉采用强制流动模式，因此，在设计和制造锅炉时的关键就是合理确定水流速度和水流流程。热水锅炉受热面一般以全炉并联和几组串联两种方式连接。全炉并联时循环水泵功率，小流动阻力小，但应该按并联各受热面的吸热量大小来分配水量，保证水循环系统流速度适宜，以防止产生氧腐蚀和汽化。串联时，水流速易保证，且不容易发生热量和水量分配不均匀的问题，但流动阻力较大，需要加大循环水泵的功率。而采暖用的热水锅炉布置结构多以全炉并联为主，这种热水锅炉结构特点造成了水流速度不宜控制的缺陷。而在一般情况下，氧腐蚀的速度取决于水中的氧含量和氧向阴极区输送的速度。当水流速度小于0.1—0.2m/s时，热态下钢与流动缓慢的含氧水发生接触，引发剧烈的腐蚀。当水速增加至0.5m/s时，局部氧腐蚀将明显减轻。

3.锅炉烟气对受热面腐蚀的影响

由于煤的成分中含有一定的硫，燃烧后产生的烟气中就会含有大量的SO2和SO3气体，烟气中部分SO2会继续转化成SO3，SO3会继续与烟气中的水蒸气作用，形成一定的硫酸蒸汽。一般来讲，硫酸蒸汽对管壁的腐蚀作用是很小的，当锅炉尾部换热设备的壁面温度低于烟气露点温度时，会在金属表层凝结形成硫酸溶液，对金属产生强烈的酸腐蚀。另一方面，当烟气温度和管壁温度较低时，凝结的硫酸就会被水蒸气凝结成的水滴稀释，这些稀硫酸对热水锅炉管壁的腐蚀作用会比浓硫酸更加快。

四、缓解热水锅炉受热面受腐蚀的措施

1.控制水中的溶解氧含量和PH值

安装除氧装置，尽量减少水中的溶解氧含量。将锅炉内的循环水PH值控制在10—12之间，可加入适量的氢氧化钠或磷酸三钠进行调整。与此同时，要控制p H值低于13，以免破坏锅炉受热面金属上的氧化保护膜，进而提高抵抗腐蚀的能力。

2.合理布置热水采暖系统管网

对采暖系统管网进行改造，确保水循环保持畅通。应该将采暖系统末端的除污器也放入热水锅炉操作规程，加强定期检修、定期排污。既要节水又要防止结垢。在管网最高点设置排气装置，在锅炉锅筒、出水管及管网回路的最高点安装排气阀，在采暖系统回管上安装排污器和排气阀，定期对循环水中的游离气体进行排放。

3.控制排烟温度以及做好清灰工作

合理控制炉膛内温度和排烟温度，持续保持较高的烟气温度，并尽量保持烟气温度的相对稳定。另外，在保证完全燃烧的条件下，尽量降低锅炉管壁中空气系数，以减少烟气中SO2向SO3的转换。加强燃煤管理，选用含硫量较少的煤作为燃料，并尽量减少管壁中水的含量。及时清灰，尽量减少积灰，保持管壁表面的光滑度，从而最大程度减少硫酸的聚积，减缓腐蚀。

结语

锅炉受热面腐蚀主要有运行腐蚀和停炉腐蚀两个方面。受热面腐蚀问题极大的威胁了热水锅炉的安全运行，甚至影响了锅炉使用寿命的长短。预防锅炉受热面受到腐蚀以及增加锅炉使用时长等问题，已成为锅炉管理中一个重要的方面。利用以上的措施，可以对热水锅炉受热面氧腐蚀问题的发生起到有效地预防和减缓，从而保证锅炉的安全运行。

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