锅炉软水中溶解氧的危害与去除

锅炉软水中溶解氧的危害与去除

一、炉内为什么会发生氧腐蚀?

在正常情况下，锅炉内不会发生氧腐蚀，但当发生下述情况时，就可能发生炉内氧腐蚀。

1.除氧工作不正常

当热力除氧器运行不正常或除氧剂投加不正常时，就可能使进人锅炉的给水中带有过量的溶解氧。当给水中溶氧含量不是很大时，腐蚀可能首先发生在省煤器入口处，随着给水含氧量的增大，腐蚀则可能延伸到省煤器的中部和尾部，严重时锅炉的下降管也可能遭到腐蚀。

2.锅炉停用时防护不好

锅炉停用时，如果防护措施不当，大气可能侵入锅炉内而造成腐蚀。锅炉停用时发生的氧腐蚀，通常是整个水汽系统中，特别容易发生在积水不易放干的部分，这与锅炉运行时发生的氧腐蚀常常局限在某一部位是不同的。

二、酸腐蚀

1.发生酸腐蚀的原因

当炉水中氯化镁MgCl2含量较高时，在高温的作用下，会发生水解反应而生成酸。盐酸是一种强酸，它能破坏金属表面的氧化膜，又能腐蚀钢铁。在炉水pH值较低的情况下，腐蚀产物(铁的氯化物)又可能与氢氧化镁Mg(OH)作用而生成新的氯化镁。新生成的氯化镁在适宜的条件下则又可能水解成盐酸，如此周而复始，使铁不断遭到酸腐蚀而被损坏。

2.炉内酸腐蚀特点

锅炉内酸腐蚀多发生在水冷壁管上，其特征是：在水冷壁管皿状蚀坑上，有较硬的Fe，04突起物，呈现层状结构，在附着物和金属交接处有明显的蚀坑，腐蚀部位金相组织发生变化，有明显的脱碳现象。

三、碱腐蚀

1.发生碱腐蚀的原因

在正常情况下，炉水pH值一般在9～11之间，此时炉管金属表面的氧化膜是稳定的，不会发生碱腐蚀。

发生碱腐蚀的原因，是由于在炉管的局部地方发生了碱的浓缩。例如：由于水循环不良或在一些水平或倾斜度不够的炉管内，发生“汽水分层”现象时，使附在管壁的液膜浓缩。该部位的游离NaOH达到危险浓度，从而产生碱腐蚀。另外，在有沉积物的地方，其沉积物下炉水滞流，也可能使NaOH浓缩到危险的浓度。

2.炉内发生碱腐蚀的机理

在高温高压的条件下，炉水中游离苛性钠溶解了铁金属表面的氧化保护膜，使其生成可溶性的亚铁酸，进而亚铁酸盐在高温作用下分解成磁性四氧化三铁并放出氢气，使铁金属遭碱腐蚀而破坏：

Fe0+Na0H——NaHFe02

3NaltFe02+H20叫Fe304+3NaOH+H2

3.炉内碱腐蚀特点

炉内碱腐蚀多发生在软水冷壁管的向火侧，热负荷较高或水循环不良的部位和倾斜管上；多孔沉积物下，和管壁与焊接的细小间隙处。

碱腐蚀一般具有局部性的特征：腐蚀部位呈小沟槽或不规则的溃疡型，上附有腐蚀产物。腐蚀部位金属的机械性能和金相组织一般没有变化，金属仍保留它的延性。

4.如何防止炉内发生碱腐蚀

（1）加强化学水处理工作，提高补给水水质，将补给水中的杂质减少到最低程度。

（2）加强凝汽器运行的化学监督工作，保证凝结水水质。

（3）做好给水pH调整处理，加强除氧器运行的化学监督工作，防止因水汽系统腐蚀而使给水中的铜，铁含量增大。

（4）做好汽包炉炉内加药处理工作，保证炉水水质不超标。

（5）做好锅炉停炉保护工作，防止锅炉设在停用时的大气腐蚀。

四、软水除氧

1.软水除氧方式介绍

（1）热力除氧

其原理是根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。热力除氧器分为大气式除氧器（其工作压力略高于大气压，约0.118Mpa，水温在104℃左右，主要用于小型电站和工业锅炉中）、中压除氧器（工作压力约0.412Mpa，水温在145℃左右，主要用于一般的火力发电厂和中型热电站）、高压除氧器（工作压力大于0.49Mpa，水温大于158℃，主要用于高参数的火力发电厂）。热力除氧曾是广泛使用的

除氧方式，但目前逐渐受到化学除氧等的有力挑战，特别是热力除氧在10～35t/h的锅炉和2～6.5t/h的锅炉及其它要求低温除氧的场合，热力除氧有其明显的局限性。它的特点是除氧效果好，缺点是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。所谓不好操作，是因为使用条件苟刻，进水混合温度要求稳定在70～80℃，工作温度稳定在104～105℃，蒸汽压力稳定在0.02～0.03Mpa，条件波动除氧效果不佳，特别是供热锅炉，随着天气冷暖的变化，锅炉负荷变化很大，这就给热力除氧带来很大困难，而化学除氧则不然，它只随给水量的变化调整加药量，操作非常方便。

（2）真空除氧

其除氧原理与热力除氧基本相同，除氧器在低于大气压力下进行工作，利用压力降低时水的沸点也除低的特性，水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧，在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势，但大部分热力除氧的缺点仍存在，并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。

（3）铁屑除氧

其原理是当有一定温度的水通过铁屑时，水中的氧即与铁发生化学反应，在此过程中氧被消耗掉。该方法除氧装置简单，投资省，但存在着除氧效果波动大、装置失效快等明显缺点，因而使用该方法除氧的用户逐步减少，面临着淘汰的处境。

（4）解吸除氧

基本原理亦是利用亨利定律，氧在水中的溶解度与所接触的气体中的氧分压成正比，只要把准备除氧的水与己脱氧的气体强烈混合，则溶解在水中的氧将大量扩散到气体中，从而达到除去水中溶解氧的

目的。该方法优点是可低温除氧，不需化学药品，只需木炭、焦碳等即可，缺点是除氧效果不稳定，而且只能除氧不能除其它气体，用木炭作反应剂时水中的CO2含量会增加。

（5）树脂除氧

基本原理是在除氧器内氧化还原树脂与水中溶解氧反应生成除氧水，树脂失效后用水合肼（联氨）等再生，使用该方法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水和食物接触，且投资和占地均较大，不宜在工业锅炉上推广应用。

（6）化学药剂除氧

化学药剂除氧是把化学药剂直接加入锅炉本体、给水母管或者热水锅炉的热水管网中。化学药剂主要是传统的亚硫酸钠、联氨及新型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸钠等。化学药剂除氧具有装置和操作简单、投资省、除氧效果稳定且可满足深度除氧的要求，特别是新型高效除氧剂的开发和成功使用，克服了传统化学药剂的有毒有害、药剂费用高等缺点，被用户接受和推广应用。

各种除氧方法均有各自的特点和不足，应根据企业的特点和对水质的要求进行综合考虑选用。总的说来，热力除氧和化学除氧优点较为明显，优于其它除氧方式，而新型低毒高效化学除氧剂则优于热力除氧。

一般在低压锅炉和热水锅炉的给水除氧时，可优先考虑化学除氧；在要求锅炉给水进行深度除氧时则可考虑在热力除氧的基础上辅之以化学除氧或单独采用化学除氧。

2.传统除氧剂的局限性