锅炉汽水系统的腐蚀问题和防腐措施分析

锅炉汽水系统的腐蚀问题和防腐措施分析

发表时间：2018-04-19T12:34:26.280Z 来源：《防护工程》2017年第35期作者：孙悦龙

[导读] 其设备的腐蚀问题也愈发凸显，这也为本设备防腐措施研究带来了极大的现实意义，进一步加强对其的研究非常有必要。

宁夏特种设备安全技术检查中心宁夏银川 750200

摘要：锅炉汽水系统如果不采取适当的保护措施，进入锅炉内的氧气会很容易使潮湿的金属表面产生腐蚀。因此，在采用适当的保护，对防止锅炉腐蚀，延长锅炉的使用寿命，有着重要的意义，需要进一步加强对其的研究。基于此本文分析了锅炉汽水系统的腐蚀问题和防腐措施。

关键词：锅炉汽水系统；腐蚀问题；防腐措施

1、腐蚀类型及特征

1.1、气体腐蚀

在中性或碱性介质中发生的气体腐蚀，其基本特征是:在金属表面上形成点蚀或溃疡腐蚀。在腐蚀部位，一般均有突起的腐蚀产物，从表面上看，似乎是一层均匀面较厚的锈层，锈层下面的金属表面有许多高低不同的点蚀坑。

当给水中含有溶解氧时，它的危害主要表现在以下几个方面:破坏金属表面的保护膜使它变成铁锈而脱落，反应式为:

从上式可见，水中的CO2越多，生成的H+就越多，pH也就越低，引起氢去极化腐蚀，当水中同时存在CO2和O2时，阴极上则同时存在H+和O2去极化剂，使腐蚀加剧。

1.2、水蒸汽腐蚀

这种腐蚀主要发生在锅炉受热面水流动工况不良的部位。如发生水汽分层，水流不畅等部位，水汽腐蚀的特征是在金属表面上有一层紧密的“鳞片”状氧化铁层，下面的金属出现较大面积的减薄。

1.3、应力腐蚀

锅炉金属产生应力腐蚀破裂时，常发现裂纹周围附有炉水中的固体盐类，在裂纹内还有灰黑色的腐蚀产物。苛性脆化腐蚀就是由于锅炉金属在过应力的条件下与水在裂缝中浓缩的氢氧化钠作用而引起的。

1.4、腐蚀疲劳

当受热面受到交变热应力，并同时受电化学腐蚀时，金属的疲劳极限大大降低，形成穿晶裂缝，这种情况称为腐蚀疲劳。其特征是金属产生了裂纹或破裂。裂纹大多在表面上的一些点蚀坑处延伸或在氧化膜破裂处向下发展。锅炉汽包或下降管等部位常发生腐蚀疲劳问题。

2、锅炉汽水系统防腐措施

2.1、除氧可以采取热力除氧和化学除氧两种方法

给水热力除氧通过热力除氧器来实现，这种除氧方法，可将水中绝大部分的溶解氧除去。根据气体溶解定律，热力除氧法不仅能除去水中的溶解氧，而且也可以除去水中其它各种溶解气体，包括大部分的游离CO2。电厂中用得最广的为混合式除氧器，在除氧器中，给水与加热用的蒸汽直接接触，把水加热到相当于除氧器压力下的沸点，从而除去水中的气体。运行过程中，应注意除氧器汽量和水量的调节，以及排氧门大小的调节，及时排出氧气；稳定的补给水量和随工况的调整是保证除氧器正常工作的前提。

给水化学除氧是通过向给水中加入化学药品，使其发生反应，从而除去水中残留的溶解氧的过程。向给水中加入联氨可以有效地起到去除溶解氧的效果。联氨是一种还原剂，它可以与水中的溶解氧结合，将其还原，产物为氮气和水，这两种物质对热力系统没有任何害处，同时联氨还可以将金属氧化物还原，防止汽包内结成铁垢和铜垢。运行过程中要控制好联氨的加药量，根据随时监控到的含氧量进行及时的调节。

2.2、合理调节炉水pH值

为防止给水对金属的腐蚀，除了消除其含氧量外，还可以调节给水的pH值。因为随着pH值的增大，金属的腐蚀明显减少，调节给水pH值的方法是在给水中加氨。

由于水中含有游离的CO2，所以加入氨水就相当于用氨水的碱性来中和碳酸的酸性。时间表明，若加入适量的氨，能起到很好的中和作用，防止系统的酸性腐蚀。同样，我厂加氨的位置也设置在除氧器出口管道上，在运行过程中很好地起到了pH调节的作用，将给水，炉水等的PH值调整在最合理的范围内，保证了机组安全、经济地运行。

2.3、适当减少应力腐蚀

要合理设计锅炉给水系统，保持设备的正常启停工况，必要时做到对炉水中敏感成分所造成影响的有效消除。可以通过审查锅炉汽水系统设计过程中所忽略的受热膨胀因素来看其是否产生了较大应力。如果锅炉启停次数过多，其水中的含氧量就会提高，容易引发设备的点蚀，而点蚀集中更会引发应力集中，所以在启停锅炉过程中要考虑它的交变应力作用，尽量减少对锅炉的启停，减少产生腐蚀疲劳裂纹。

2.4、基于热负荷强度要求水质

由于高温高压管道管壁存在热传递现象，这也是锅炉汽水系统在蒸发过程中的腐蚀本质原因。由于在设备运行过程中这一热传递会直

接影响到水冷壁管沉积物的形成速度及管壁的温度状态，因此需要对锅炉炉水进行质量严控。例如可以通过混凝、沉淀或过滤处理方法来对炉水中的悬浮物含量进行预处理，保证其悬浮物含量＜5mg/l，同时要去除炉水中所存在的部分胶体物质，必要时也可以考虑直接更换水源。

2.5、利用保护膜保护锅炉汽水系统金属表面

要在锅炉汽水系统的金属表面碳钢中加入某些合金元素，为其形成耐腐蚀的保护膜。因为锅炉在经过酸洗以后，在高温纯水环境下会形成致密的氧化薄膜，该保护膜质量较好，它利用给水系统中所加入的H2O2为设备金属表面形成以一层中性保护膜，能够起到较强的防腐作用。

2.6、加强保养

压力保养。适用于生产备用锅炉或停运进行短暂检修时间不超过一周的锅炉。①停炉后把炉水全部放尽，将炉内的水垢、水渣清理干净，重新加入合格软化水。②定期用小火加热，或定期利用相邻锅炉的蒸汽加热炉水，使锅炉内的炉水温度夏季应保持在环境温度+10℃左右，冬季应保证炉水不冻结，关闭所有放空阀、排污阀和放水阀，防止漏水。③锅炉定期给水，保持锅炉内压力为0.05～0.1MPa，防止空气进入锅筒。

干法保养。干法保养适用停炉时间较长，一般时间超过一个月，特别是夏季停用的采暖热水锅炉。在锅炉停用后，当锅炉水的温度降至100～120℃时，将锅炉内的水全部放掉，利用炉内余热，将金属表面烘干，并清除沉积在锅炉水系统内的水垢和水渣。然后在锅炉内放入干燥剂，保持金属表面干燥，防止腐蚀。干燥剂放入炉内后应立即关闭各汽水阀门，防止外界空气进入。干燥剂放入一个月后应进行第一次检查。如发现潮解，应立即更换或烘干。以后可每三个月检查一次。此法适用于较长时间的停炉保养。总之，当前我国大型锅炉火电机组呈现爆发式增长发展趋势，其设备的腐蚀问题也愈发凸显，这也为本设备防腐措施研究带来了极大的现实意义，进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献:

[1]张乾.电站汽水系统腐蚀迁徙过程的探讨和应用[D].华北电力大学，2013.

[2]田瑶.电站锅炉低温烟气余热利用系统的研究[D].华北电力大学，2012.

[3]赵锐芳.浅谈工业锅炉的维护保养[J].科技信息，2011(06):381.