热水锅炉的氧腐蚀及其防止

热水锅炉的氧腐蚀及其防止

近几年来，由于贯彻执行 GB1576-1996 《低压锅炉水质标准》，锅炉损坏率大大降低。但是，通过现场调查发现我处的热水锅炉氧腐蚀的问题却变得突出起来。

热水锅炉因温度低、水容量大，而且无明显的蒸发和浓缩现象，锅水中杂质的结垢速度缓慢得多。在给水硬度符合要求的条件下，热水锅炉的损坏主要是由于锅炉的氧腐蚀。

热水锅炉循环水量大。带入锅内的溶解氧也多，由于溶解氧的存在，金属铁会在锅水中发生电化学腐蚀，产物被带到受热面上，容易与其他杂质形成导热性能极差的氧化铁垢，随着氧化铁垢的增多，导致锅筒鼓包、爆管等，而且还会发生垢下腐蚀。若构件表面吸附的水膜呈酸性或碱性，金属构件会发生吸氧腐蚀，随着锅水温度、 pH 值及溶解氧含量的变化，可生成铁垢。

锅水中溶解氧浓度不同，会引起金属表面电位发生变化，形成浓差腐蚀，氧浓度大的部位失去电子，发生氧化反应，溶解氧浓度越大，相应的电极电位越高，腐蚀越严重。为了防止溶解氧分布不均造成的浓差腐蚀，除进行必要的水处理之外，还要注意采用焊接结构的构件，焊口上不要出现焊瘤、咬边、未焊透等缺陷。

溶液的 pH 值对金属的腐蚀会产生很大的影响。由于 pH 值代表溶液中的氢离子浓度的大小， pH 值低即溶液中氢离子浓度大，能使金属产生腐蚀现象。一般说来，溶液的 pH 值越低，溶液中的金属或与该溶液接触的金属越容易产生腐蚀。当有溶解氧存在时，pH 值的改变对金属腐蚀影响更大。由图 1 可以看出，当溶液的 pH 值在某一范围内，铁的腐蚀速度差不多是稳定的，当 pH 值为 12 时，铁的腐蚀速度受氧气浓度的影响不大，几乎为 0 。

在锅炉运行中我们进行了大量的数据分析， pH 值小于 6 时，腐蚀速度随 pH 降低迅速增加； pH 在 6~10 之间，含氧量的高低决定腐蚀速度的高低； pH 值在 10~12 之间时，腐蚀速度随 pH 值的增加而降低； pH 值为 12 小时，腐蚀速度几乎很小。

由此可见，锅炉正常运行时，控制锅水pH值有10〜12范围内，可以使金属表面形成一层稳定的保护膜，造

成阳极钝化，从而大大降低锅炉的腐蚀速度。

通过以上分析和大量现场调查，对于采暖用锅炉，防止氧腐蚀的发生，采取以下措施较好：

(1)控制锅水的 pH 值

控制锅水的pH值在10〜12范围内，从而在金属表面形成一层保护膜，可以避免或减少氧腐蚀的发生。但在实际运行中锅水的 pH

值有时发生变化，那么当 pH值V 10时，我们可以采用向锅内投加一定量的碱性药剂的方法以提高锅水的 pH 值。对冬季采暖的热水锅炉建议投加氢氧化钠或碳酸钠，其计算方法如下：

Na2CO3 的加入量 G=（H+JD炉-p-a）.53（g/t 水）

NaOH的加入量 G=（H+JD炉/P）.40（g/t水）式中G—

Na2CO3固体的加入量(g)

H=非碳酸盐硬度(mmol/L)

JD炉一炉水的碱度(mmo1/L)

P—锅炉排污率

a—碳酸钠的当量数

值得注意的是：以上两个计算公式适合含有非碳酸盐硬度的水质，根据以上公式计算出来的药品用量，还

需要在实践中根据炉水的变化进行调整，以使炉水的pH 值保持在 10〜12 范围内。

(2)给水除氧

GB1576-96《低压锅炉水质标准》中规定：热水锅炉额定功率大于等于

4．2MW 时应除氧，额定功率小于 4．2 的锅炉应尽量除氧。根据这一要求，我处采用的除氧方法主要有

炉内加药法、真空除氧、海棉铁除氧、和被膜罐保护等。

炉内加药主要是加入亚硫酸钠进行除氧，亚硫酸钠作为还原剂和水中的溶解氧反应，以除去溶解氧。其方程式为：

2Na2SO3+O2=2Na2SO4,这里值得注意的是，操作过程中，亚硫酸钠的配制与储存应在密闭的、不和空气

接触的容器内进行，以防氧化而达不到预期的目的。操作过程中，如水已预热，则维持2m1/ L 即可，

对每吨已加热的除氧水，一般加 3~4kg 亚硫酸钠，而且亚硫酸钠和氧气反应时温度越高则作用越快，实践证明在80 C时，在1分钟内二者可完全反应。

真空除氧器是在低于大气压下进行除氧的，要想使其有效的运行，需注意以下几个方面：① 在运行中，

必须保持进行温度处于相应真空度的沸点，否则稍不注意便不能保持它的负压，因此必须注意运行中的调节。

② 必须使整个系统保持真空运行。为此整个系统必须十分严密，包括阀门、管道、泵等。管道的联接须要用焊接，不宜用法兰，否则应在联接处涂一层隔离层。以免漏入空气，破坏除氧效果。③ 注意进水温度保持在

真空度的沸点以上 0.5〜1.0 C。此外，喷射器对于除氧效果的好坏也至关重要。

(3)在热水系统中合理布置排气装置

在热水系统中合理布置排气装置，有利于排出系统内的空气和由于加热从水中析出的气体，从而减少氧腐蚀的发生。我处热水采暖系统供水管线的末端应选择性能好的集气罐、自动放气阀，及时排出气体，达到除氧目的。

(4)加强对停用锅炉的保养工作

在热水锅炉的管理中还加强了停用期间的保养工作。我处在非供暖期每年将近八个月的时间，如保养不当对锅炉的损害是很大的。对于停用和备用的锅炉我们主要采用加入干燥剂法，保养锅炉常用的干燥剂及它们的加入量如表 1 ：

（表略）

效益分析：我处 6t/h 以上的热水锅炉有 20 台，更换由于氧腐蚀损坏的部分对流管束每台需要6~7 万元，

20 台共需 140 万元。我们采取以上相应措施后，可以有效的防止热水锅炉氧腐蚀的发生，延长我处热水锅炉的使用寿命，保证锅炉安全、经济运行。