淺談熱水鍋爐的氧腐蝕及防范措施

摘要:熱水鍋爐給水循環量較大，由于給水一般都與大氣進行了充分的接觸，水中的溶解氧基本上是處于飽和狀態，溶解氧帶入鍋內的機會多，因此這種鍋爐產生的氧腐蝕要比蒸汽鍋爐嚴重的多，本文對熱水鍋爐的氧腐蝕的因素進行了分析，并介紹幾種相應的防腐保護措施。

關鍵詞:氧腐蝕 防范措施

0 引言

以熱水鍋爐為熱源的供熱系統在安全性能、節約能源、提高熱效率等方面較蒸汽供熱系統有著明顯的優勢，得到了廣泛采用。但熱水鍋爐氧腐蝕問題比較嚴重，預防鍋爐氧腐蝕，對于保障鍋爐安全運行有重要意義。

1 熱水鍋爐氧腐蝕的原因

理想的熱水鍋爐運行系統，應該是基本嚴密不泄漏的，系統內就那么多水在周而復始的循環著，進行著吸熱放熱的過程。這些水經循環后，其中的溶解氧全部被鐵所吸收，而成為無氧水，對于鍋爐、管網和散熱片等不會產生嚴重腐蝕的。由于以下原因會使鍋爐氧腐蝕:

1.1 補給水量大。熱水鍋爐安全監察規程第100條規定:熱水系統的泄漏量一般不大于系統水容量的1%。但是，由于種種原因，實際情況卻大大不同。由于水循環系統補水量比較大，因此帶人鍋爐內的溶解氧也比較多，存在的溶解氧能跟金屬鐵在鍋水中發生電化學腐蝕，鍋水中溶解氧濃度不同，會引起金屬表面電位發生變化，從而形成腐蝕，氧濃度大的部位金屬失去電子，就會發生氧化反應，溶解氧濃度越大，相應的電極電位越高腐蝕越嚴重，為了有效防止溶解氧分布不均造成的濃度差腐蝕，除了對其進行必要的水處理之外，還要注意采用焊接結構的構件，焊口上不要出現諸如焊瘤、咬邊、未焊透等方面的缺陷。

1.2 循環水中PH值偏低。如果循環水中PH值偏低，低于國家規定的PH值(10—12)的要求，那么溶解的PH值對金屬的腐蝕會產生很大的影響。由于無法落實執行低壓鍋爐水質標準(以下稱標準)，標準中明確規定的供水溫度≦95℃時，循環水應控制PH值為10~12，這是一個非常重要的指標。可是，由于補水量的增大，迫使我們無法落實標準，只能將爐水中的PH指標控制在5~7。所以，造成鍋爐酸腐蝕。一般來說，PH值是表示水中氫離子濃度的負對數，因此PH值越低;水中氫離子濃度就會越高，然而氫離子是去極化物，會加快金屬的腐蝕速度，當水中有溶解氧存在時，PH值增大(PH值達到10~12)腐蝕速度會明顯的下降，這是由于氫氧離子濃度增高，在鐵的表面會形成一層保護膜，會降低腐蝕速度，從而達到降低腐蝕的效果。

1.3 停爐不保養。熱水鍋爐在停爐期間，如果不采取適當的保護措施，那么進人鍋爐內的氧氣會跟潮濕的金屬表面發生氧化反應，從而會產生嚴重的氧腐蝕。這種停用期間產生的腐蝕往往比鍋爐運行時產生的腐蝕還要嚴重。因為停爐時鐵被腐蝕，在不同的情況下會生成高價氧化鐵Fe3O4和Fe(OH)3，成為鍋爐運行時氧的代用品，是腐蝕電池的陰極去極化劑，其化學反應方程式為:

Fe(OH)3+e→Fe(OH)2+OH-

Fe3O4+e+H2O→FeO+OH-

由于這化學反映會一直不斷的循環進行，會使鐵在此基礎上繼續發生腐蝕，從而導致高價氧化鐵發生還原反應，生成低價氧化物，在鍋爐下一次停用后已還原的鐵銹由于吸收空氣中的氧又重新被氧化生成高價氧化鐵，并且在鐵銹下面因充氧濃度不同，會產生強烈的濃差腐蝕，使氧化鐵大量增加，當鍋爐再度運行時，它們又都參與陰極反應過程，鍋爐如果這樣長期的交替運行和停用，氧腐蝕將會越來越嚴重，會造成很大的損失。

1.4 爐水流速過快。鍋內水流速度的快慢對鍋爐腐蝕有很大的影響，當水流速度≥10m/S，這時水中的各種物質擴散的非常快，就會加速腐蝕;當水流速度≤0.2m/S，這時水中的氣體就會析出，一部分氣體會附著在金屬壁上，附在金屬壁上的氣體會加速金屬氧腐蝕。還有，水流速度比較慢時，就會造成各種雜質在爐內發生沉積，還由于爐水一般含鹽量高，從而會加速腐蝕。因此，當鍋爐水流速達到一定值時，會使附在金屬壁上的氣泡形成膜狀，并且可以帶走多余的氣泡，從而達到降低腐蝕的速度。

2 防范措施

2.1給水除氧

給水中含有大量的溶解氧是造成熱水鍋爐氧腐蝕的主要原因，所以，在使用熱水鍋爐的同時需要配備有可靠的除氧措施，以減少鍋爐氧腐蝕。目前比較常用的除氧方法是亞硫酸鈉化學除氧，也可使用除氧器除氧，用這種方法除氧可使鍋爐給水溶解氧含量小于0. lg/L，從而減輕鍋爐金屬氧腐蝕。對較大的熱水鍋爐可采用低位或高位真空除氧設備。真空除氧器的工作原理是把除氧器抽真空，使水面上的氣體壓力小于大氣壓力，這時水中溶解氧就會析出，不過該設備嚴密性要求高，前提是沒有漏氣現象。

2.2 控制鍋內PH值

如果把鍋水的PH值控制在(10-12)范圍內，就可以在金屬表面形成一層保護膜，達到避免或減少氧腐蝕的發生目的。當然了，鍋爐實際運行中，水的PH值在不斷發生變化，當PH值低于10的時候，這時向鍋內投人一定量的堿性藥劑，可以提高鍋爐里水的PH值。當PH值低于10時，可增加磷酸三鈉和氫氧化鈉藥量進行調整，以達到規定指標。所以，要想控制好爐水的PH值，就要定時化驗PH值。

2.3 加強對停用鍋爐的保養

當熱水鍋爐停用時，要對其進行保養。最好采用干法保養，放水必須干凈，把受熱面上的水垢都清除掉，并關閉給水管道上的閥門及排污閥，并用小火烘出潮氣，然后加入生石灰或鍋爐保護劑。確保鍋內壁燥，就能有效的防止停用期間的腐蝕。

2.4 合理布置熱水系統的排氣裝置

要排出熱水系統內的空氣和由于加熱從水中析出的氣體，就必須在熱水系統中合理布置排氣裝置，以減少氧腐蝕的發生，比如可在熱水系統供水管線的末端選擇性能較好的集氣罐、自動放氣閥，以便及時排出氣體，達到除氧的目的。同事，在排氣時要注意減少熱水系統的泄漏量。

2.5 嚴格控制補水量

對正常使用的熱水爐，如果發現有補水率超標的爐子，一定要查明原因，對癥治理，切斷所有的放水籠頭，堵塞所有的跑、冒、滴、漏，增加系統自動排氣閥，嚴格管理，使補水達標運行。一般使補水量不超過系統總水量的1%，從而降低鍋爐水中氧氣的濃度。

3 小結

從上述可以知道，對熱水鍋爐進行大量補充危害很大，因為大量補充不僅能補進大量的溶解氧，還有可能使水處理設備牌超負荷運行，還有為保證補水量，而把沖洗不合格的含氯很高的水補進系統內。在爐水PH值只有5~9的情況下，氫離子、氧離子等作為腐蝕介質都很活躍。因為氧是去極化劑，它的去極作用發生在陽極，生成Fe3O4(鐵銹)。

所以，過量的熱水采暖系統補水，是造成熱水鍋爐腐蝕降低使用壽命的。鍋爐給水除氧是延長鍋爐使用壽命，保證鍋爐安全運行必不可少的手段之一。必須正確認識熱水鍋爐腐蝕的原因，并采取有效的除氧措施，在停爐是注意合理的保養，有著重要的社會效益和經濟效益。在新技術不段涌現的今天，新型除氧技術也日新月異，提供了更多性能優異的除氧方法，這些新方法既能滿足鍋爐給水的要求，又能達到節能與環保的目的。作為一線的工程人員必須結合爐型和自身的實際情況，綜合考慮鍋爐的熱力參數、噸位、水質、以及負荷變化等因素，才能尋求到既經濟有高效、既穩定又安全，既節能又環保的良好除氧方案。