5-6热力设备系统的腐蚀与控制
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• 常用的化学除氧剂有亚硫酸钠和联氨。亚硫酸钠与溶解氧的反应速度较快，但 亚硫酸钠会增加锅炉的含盐量。且在高温时可能分解产生H2 S、SO2 等腐蚀性 气体，腐蚀蒸汽系统及凝结水管道，故亚硫酸钠适用于中、小型锅炉。联氨在 碱性溶液中是一种强还原剂，并且与溶解氧的反应产物及自身在高温下的分解 产物都不会增加锅水含盐量，同时又可防止铁垢和铜垢的生成，但联氨在低温 时与溶解氧反应速度较慢，且易燃易爆，对人体可能有致癌作用。故联氨常用 在中、高压锅炉。
２、腐蚀特征
当钢铁受到氧腐蚀时，常常在其表面形成 许多小型鼓包，其直径自1mm至20-30mm不 等，这种腐蚀特征称为溃疡腐蚀。鼓包表 面颜色由黄褐色到砖红色不等，次层是黑 色粉末状物，这些都是腐蚀产物。当将这 些腐蚀产物清除后，便会出现因腐蚀而造 成的陷坑。
３、腐蚀部位
• 锅炉系统发生氧腐蚀的部位决定于水中溶解 氧的含量和设备运行条件，通常，最易发生 氧腐蚀的部位是省煤器和锅炉补给水入口处 周围的烟管等高温部位。若蒸汽凝结水回用， 则有时补给水的温度较高，这种情况下软水 箱，给水管道很易发生氧腐蚀。
联胺
• 除氧原理 联胺是一种还原剂，可将水中DO还原 N2H4＋O2→N2＋2H2O 反应产物N2和H2O对热力系统没有任何害处。
除了与O2反应外，联胺在高温（200℃以上）水中可将Fe2O3、 CuO等还原， 6 Fe2O3＋ N2H4 →4 Fe3O4＋N2＋ 2H2O 2 Fe3O4＋ N2H4 →6 FeO＋ N2＋ 2H2O 2 FeO ＋ N2H4 →2Fe ＋ N2＋ 2H2O 4 CuO ＋ N2H4 →2 Cu2O ＋ N2＋ 2H2O 2 Cu2O ＋ N2H4 →4Cu ＋ N2＋ 2H2O
必须使水中N2H4有足够的剩余量 在pH和温度相同时， N2H4过剩量越大，反应速度越快，除氧所需时间越 少，但不宜过多，否则可能使未反应N2H4进入蒸气。
3.1、氧腐蚀及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制
• 氧腐蚀是锅炉系统最常见的、较严重的 腐蚀。由于给水一般都与大气进行了充 分的接触，水中的溶解氧基本上是饱和 状态，因此给水流流过的管路及设备均 有发生氧腐蚀的可能。
１、原理
• 铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形 成两个电极，组成腐蚀电池，其反应为： 阳极过程 Fe→Fe2＋ ＋2e 阴极过程 1/2O2 ＋H2 O＋2e→2OH-
第六节 热力设备系统的腐蚀与控制
锅炉及其管道的腐蚀会影响锅炉及热力系统的安全的 经济运行。发生在锅炉金属表面的腐蚀，会导致运行 锅炉发生故障，以致锅炉提前报废，缩短其使用年限。 给水系统的腐蚀产物，若被带入锅炉，会污染锅水， 引起锅炉内部的结垢和腐蚀。所以做好锅炉系统金属 的防腐蚀工作至关重要。 一、氧腐蚀与控制 二、酸碱腐蚀与控制 三、铁垢腐蚀及控制
②真空除氧
• 真空除氧的原理与热力除氧相似，也是利用水在沸腾 状态时气体的溶解度接近于零的特点，而除去水中溶 解性气体的。因为水的沸点与压力有关，可在常温下 利用真空的方法使水达到沸腾状态，从而让水中的溶 解气体解析出来。显然，当水温一定时，压力越低 （即真空度越高），水中残留气体的含量越少。
③化学除氧
• 化学除氧有两种方法，一种是使给水流经装有还原性填料的塔，使水中的溶解 氧与还原性填料反应而被消耗尽或大部分被消耗掉。常用的还原性填料有铁屑 和还原性树脂。
• 化学除氧的另一种方法是向给水中加入一定浓度的化学除氧剂，使水中的溶解 氧与化学除氧剂反应而降低。由于化学除氧剂随给水一起进入锅炉，因此化学 除氧剂须对水汽循环无害。
• 近几年来，国内外科技工作者又研制出了许多新型除氧剂，这些除氧剂同联氨 一样不会增加锅水含盐量,且除氧速度快,对人体无害。目前用于实际应用的有 以下几种:二甲基酮肟、甲基乙基酮肟、乙醛肟、异抗坏血酸、碳酰肼、二乙 基羟胺、对苯二酚。
• 肟类化合物、异抗坏血酸除具有除氧作用外，同时也是一种金属钝化剂，能使 金属氧化物还原，防止铁垢、铜垢的形成。
联胺的这些性质可以用来防止锅内结铁垢和铜垢 。
• 除氧条件 必须使水有足够的温度
温度越高，反应越快，温度低于50℃，联胺与O2反应速度很慢；温度高于 100 ℃时，反应已明显加快；温度大于150 ℃，反应速度很快。
必须使水维持一定的pH 联胺必须在碱性水中才能是强还原剂，它与O2的反应速度与水的pH密切 相关，pH在9～11时，反应速度最大。
• 在回水系统中，因回水箱是通大气的，而且 有些回水管道不是经常有水，无水时管道便 为空气所充满，因此回水中常含有大量的氧。 所以回水系统经常有严重的氧腐蚀。
４、氧腐蚀的控制
⑴选用耐蚀材料 如用铜管作回水管道；用铸铁作省煤器材料； 用不锈钢板等作软水箱衬里。
⑵树脂涂覆保护 如软水箱内表面涂覆环氧树脂。 ⑶给水除氧 给水除氧是最有效的防止省煤器、锅炉氧腐蚀的措
施。事实上，给水除氧对于蒸汽锅炉，特别是中、大型锅炉来 说是必不可少的。给水除氧主要有以下几种方法：
①热力除氧
• 任何气体在水中的溶解度都与此气体在水面上的分压成正比。水 的温度越高，其中气体的溶解度就越小，这就是热力除氧的理论 依据。
• 热力除氧不但能去除大部分的溶解氧，而且还能去除水中的CO2、 NH3、H2S等腐蚀性气体，且不增加给水的含盐量。
• 因水中含有溶解氧，所以Fe(OH)2 将进一步被氧化为 Fe(OH)3 。随着条件的不同（温度、ＰＨ值、溶解氧 含量），也可得到更为复杂的腐蚀产物，例如铁的锈 瘤即为mFe(OH)2·nFe(OH)3·pH2O或 mFeO·nFe2O3 ·pH2O。氧腐蚀的产物是铁氧化物。这 样会恶化锅炉的水质。
• 热力除氧器的型式多样，但不论何种结构的热力除氧器，从整体 上看都可分为两部分：脱气塔和贮水箱。脱气塔的作用是将水分 散成细水流或小水滴，最大限度地增加水、汽接触面积，以利于 水的加热过程以及气体自水中的解吸过程的正常进行，并保证足 够的沸腾时间；贮水箱的作用是贮存一定量的除氧水，以保障锅 炉的用水需要，并在一定程度上起深度除氧作用。
２、腐蚀特征
当钢铁受到氧腐蚀时，常常在其表面形成 许多小型鼓包，其直径自1mm至20-30mm不 等，这种腐蚀特征称为溃疡腐蚀。鼓包表 面颜色由黄褐色到砖红色不等，次层是黑 色粉末状物，这些都是腐蚀产物。当将这 些腐蚀产物清除后，便会出现因腐蚀而造 成的陷坑。
３、腐蚀部位
• 锅炉系统发生氧腐蚀的部位决定于水中溶解 氧的含量和设备运行条件，通常，最易发生 氧腐蚀的部位是省煤器和锅炉补给水入口处 周围的烟管等高温部位。若蒸汽凝结水回用， 则有时补给水的温度较高，这种情况下软水 箱，给水管道很易发生氧腐蚀。
联胺
• 除氧原理 联胺是一种还原剂，可将水中DO还原 N2H4＋O2→N2＋2H2O 反应产物N2和H2O对热力系统没有任何害处。
除了与O2反应外，联胺在高温（200℃以上）水中可将Fe2O3、 CuO等还原， 6 Fe2O3＋ N2H4 →4 Fe3O4＋N2＋ 2H2O 2 Fe3O4＋ N2H4 →6 FeO＋ N2＋ 2H2O 2 FeO ＋ N2H4 →2Fe ＋ N2＋ 2H2O 4 CuO ＋ N2H4 →2 Cu2O ＋ N2＋ 2H2O 2 Cu2O ＋ N2H4 →4Cu ＋ N2＋ 2H2O
必须使水中N2H4有足够的剩余量 在pH和温度相同时， N2H4过剩量越大，反应速度越快，除氧所需时间越 少，但不宜过多，否则可能使未反应N2H4进入蒸气。
3.1、氧腐蚀及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制
• 氧腐蚀是锅炉系统最常见的、较严重的 腐蚀。由于给水一般都与大气进行了充 分的接触，水中的溶解氧基本上是饱和 状态，因此给水流流过的管路及设备均 有发生氧腐蚀的可能。
１、原理
• 铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形 成两个电极，组成腐蚀电池，其反应为： 阳极过程 Fe→Fe2＋ ＋2e 阴极过程 1/2O2 ＋H2 O＋2e→2OH-
第六节 热力设备系统的腐蚀与控制
锅炉及其管道的腐蚀会影响锅炉及热力系统的安全的 经济运行。发生在锅炉金属表面的腐蚀，会导致运行 锅炉发生故障，以致锅炉提前报废，缩短其使用年限。 给水系统的腐蚀产物，若被带入锅炉，会污染锅水， 引起锅炉内部的结垢和腐蚀。所以做好锅炉系统金属 的防腐蚀工作至关重要。 一、氧腐蚀与控制 二、酸碱腐蚀与控制 三、铁垢腐蚀及控制
②真空除氧
• 真空除氧的原理与热力除氧相似，也是利用水在沸腾 状态时气体的溶解度接近于零的特点，而除去水中溶 解性气体的。因为水的沸点与压力有关，可在常温下 利用真空的方法使水达到沸腾状态，从而让水中的溶 解气体解析出来。显然，当水温一定时，压力越低 （即真空度越高），水中残留气体的含量越少。
③化学除氧
• 化学除氧有两种方法，一种是使给水流经装有还原性填料的塔，使水中的溶解 氧与还原性填料反应而被消耗尽或大部分被消耗掉。常用的还原性填料有铁屑 和还原性树脂。
• 化学除氧的另一种方法是向给水中加入一定浓度的化学除氧剂，使水中的溶解 氧与化学除氧剂反应而降低。由于化学除氧剂随给水一起进入锅炉，因此化学 除氧剂须对水汽循环无害。
• 近几年来，国内外科技工作者又研制出了许多新型除氧剂，这些除氧剂同联氨 一样不会增加锅水含盐量,且除氧速度快,对人体无害。目前用于实际应用的有 以下几种:二甲基酮肟、甲基乙基酮肟、乙醛肟、异抗坏血酸、碳酰肼、二乙 基羟胺、对苯二酚。
• 肟类化合物、异抗坏血酸除具有除氧作用外，同时也是一种金属钝化剂，能使 金属氧化物还原，防止铁垢、铜垢的形成。
联胺的这些性质可以用来防止锅内结铁垢和铜垢 。
• 除氧条件 必须使水有足够的温度
温度越高，反应越快，温度低于50℃，联胺与O2反应速度很慢；温度高于 100 ℃时，反应已明显加快；温度大于150 ℃，反应速度很快。
必须使水维持一定的pH 联胺必须在碱性水中才能是强还原剂，它与O2的反应速度与水的pH密切 相关，pH在9～11时，反应速度最大。
• 在回水系统中，因回水箱是通大气的，而且 有些回水管道不是经常有水，无水时管道便 为空气所充满，因此回水中常含有大量的氧。 所以回水系统经常有严重的氧腐蚀。
４、氧腐蚀的控制
⑴选用耐蚀材料 如用铜管作回水管道；用铸铁作省煤器材料； 用不锈钢板等作软水箱衬里。
⑵树脂涂覆保护 如软水箱内表面涂覆环氧树脂。 ⑶给水除氧 给水除氧是最有效的防止省煤器、锅炉氧腐蚀的措
施。事实上，给水除氧对于蒸汽锅炉，特别是中、大型锅炉来 说是必不可少的。给水除氧主要有以下几种方法：
①热力除氧
• 任何气体在水中的溶解度都与此气体在水面上的分压成正比。水 的温度越高，其中气体的溶解度就越小，这就是热力除氧的理论 依据。
• 热力除氧不但能去除大部分的溶解氧，而且还能去除水中的CO2、 NH3、H2S等腐蚀性气体，且不增加给水的含盐量。
• 因水中含有溶解氧，所以Fe(OH)2 将进一步被氧化为 Fe(OH)3 。随着条件的不同（温度、ＰＨ值、溶解氧 含量），也可得到更为复杂的腐蚀产物，例如铁的锈 瘤即为mFe(OH)2·nFe(OH)3·pH2O或 mFeO·nFe2O3 ·pH2O。氧腐蚀的产物是铁氧化物。这 样会恶化锅炉的水质。
• 热力除氧器的型式多样，但不论何种结构的热力除氧器，从整体 上看都可分为两部分：脱气塔和贮水箱。脱气塔的作用是将水分 散成细水流或小水滴，最大限度地增加水、汽接触面积，以利于 水的加热过程以及气体自水中的解吸过程的正常进行，并保证足 够的沸腾时间；贮水箱的作用是贮存一定量的除氧水，以保障锅 炉的用水需要，并在一定程度上起深度除氧作用。