臥式快裝鍋爐的金屬腐蝕探討

摘 要：通過一臺DZL型鍋爐煙管腐蝕穿孔現象，對全地區2000年臥式快裝鍋爐定檢報告進行統計分析，發現有1/3的鍋爐在定檢中存在腐蝕缺陷，進而分析了腐蝕機理和影響腐蝕的因素，建議采取水處理措施的同時，對D≥2t/h鍋爐要采取給水除氧。

關鍵詞：快裝鍋爐；金屬腐蝕

0 前言

郴州市某造紙廠1997年9月安裝一臺湖南長沙某鍋爐廠生產DZL4-13型臥式快裝鍋爐，次年3月2日、3月28日和4月17日連續三次發現煙管中部滲水并作拆換處理，從拆下的煙管檢查，發現煙管外壁有多處腐蝕、凹痕，導致穿孔。停爐檢驗，發現鍋殼內壁、煙管、拉撐元鋼、水墻管、集箱，前后管板都有不同程度的潰瘍性腐蝕，腐蝕缺陷呈不規則的圓狀凹坑，直徑有φ35mm、φ15mm不等，深度約為h5mm、h2mm不等，形如百孔千瘡，分布程度的流向合乎爐水流向，且下部強于上部，后部強于前部。經過調查組的認真取證，調查分析，排除了制造廠材質、制造質量，使用單位停爐保養不當等問題，屬典型的氧腐蝕原因導致了三次換管。采納事故調查組建議，增加給水除氧器后，該爐使用狀況良好，再無類似腐蝕現象發生。由此可見《低壓鍋爐水質標準》提出的額定蒸發量2t/n以上的鍋爐均要求除氧的要求是正確的，這意味著除氧范圍從水管鍋爐擴大到了火管組合鍋爐（即臥式快裝鍋爐）。有鑒于此，本文試作初步的分析和探討全區臥式快裝鍋爐的金屬腐蝕情況。

1 鍋爐定檢中腐蝕情況統計和綜合分析

據我市2000年鍋爐定期檢驗統計報表情況可知：全年完成鍋爐的檢驗臺數為498臺，檢查中發現有腐蝕的鍋爐為89臺，占檢驗總鍋爐臺數的32%，結水垢的鍋爐有247臺，約占50%。從檢驗報告中反映出快裝鍋爐檢驗主要缺陷為腐蝕和水垢，金屬腐蝕主要發生在鍋筒的下半部和煙管的水側管壁上，呈現大小不同的斑點（麻點）或凹坑。這些損傷的大小的范圍從深度0.1-0.5mm，直徑從（1－2）－（20－30）mm，個別的甚至更深或更大。但從0.5－2mm深度居多。這些局部潰瘍性點坑可能是由氧腐蝕，也可是由垢下腐蝕（即堿性腐蝕）所造成的。通過綜合分析，發現鍋爐腐蝕臺數為檢驗鍋爐總臺數的１/3，各類鍋爐腐蝕數量由多到少排列順序是：臥式快裝鍋爐立式彎水管、水管鍋爐。由此可見，臥式快裝鍋爐由于未采取除氧措施或水處理措施不當，腐蝕現象十分嚴重，超過了水管鍋爐。

2 快裝鍋爐金屬工作的條件

（1）快裝鍋爐工質溫度低。給水溫度通常為20－30℃，很少超過70℃，經省煤器出口水溫溫升約40℃，鍋爐筒內汽水飽和溫度200℃以下。

（2）由于未除氧，進入給水管道、省煤器和鍋爐筒內的水都含有一定量的氧。當水沿著這系統流動時，水中含氧量逐漸降低，進入鍋筒后有相當大的部分即被飽和蒸汽所帶走。

（3）快裝鍋爐鍋筒與水管鍋爐汽包不同，鍋筒本身就是蒸發受熱面，鍋筒腹部受高溫火焰輻射和沖刷；鍋筒內又有眾多的煙管，高溫煙氣經其進行對流放熱。因此快裝鍋爐鍋筒內水始終處在強烈的沸騰狀態，大部分的蒸汽從中產生。

（4）由于蒸發濃縮，爐水與給水的不同點在于有較大堿度，相當高的含鹽量。

3 影響快裝鍋爐金屬腐蝕的因素

（1）氧的濃度。由于未除氧，進入鍋筒內的給水含有一定量的氧。但在正常運行時爐水中含氧量是很少的。爐水中含氧量減小是由于鍋筒本身具有除氣效能。這是因為快裝鍋爐的鍋筒內外受熱，且加熱強烈，鍋筒內爐水始終處于沸騰狀態，鍋筒水面上充滿著飽和蒸汽，氧氣的分壓力趨近零；其次給水從水面上部引入，受到強烈的加熱，既有煙氣輻射和對流的熱量，又有蒸汽凝結的潛熱，因給水能很快地被加熱到鍋筒內壓力下的飽和溫度，水中氧在未與金屬相接觸時可能已被除去。如果進入鍋筒內給水中溶解氧在還未與受熱面金屬接觸之前已除去，那么，氧腐蝕也就不會發生。

（2）水垢。在檢驗鍋爐時經常會看到快裝鍋爐或煙管上結有不同程度不同厚度、緊密的、結實的一片水垢。這水垢無疑在許多場合下，可以保護金屬不受腐蝕。換一句話說，水后可起到防止腐蝕的遮蓋層的作用。

（3）堿度。快裝鍋爐的爐水堿度是較高的，在鍋筒受熱面表面有可能形成一層堿性水膜，阻止了水中氧與金屬接觸，從而保護了金屬。

（4）溫度。快裝鍋爐金屬溫度低，也是一個因素。

（5）采用鑄鐵式省煤器。通過上述分析可知，由于快裝鍋爐工作溫度低，鍋筒具有除氣功能，爐水堿度高，不少的鍋爐結有水垢以及采用鑄鐵式省煤器等原因，雖然未除氧，但腐蝕僅發生在部分鍋爐上。

4 結束語

快裝鍋爐金屬的腐蝕主要有氧腐蝕和垢下腐蝕，而且與水管鍋爐不相上下，建議DZ≥2t/h鍋爐都要采取除氧措施。并做好停爐保養和水垢清洗工作。