汽包鍋爐給水系統的腐蝕及其防止

梁 佳，齊雅麗，梁晶晶

鄭州市鄭東新區熱電有限公司發電部，河南 鄭州 450000

鍋爐給水的主要組成部分有化學供給的補給水、汽輪機的凝結水、加熱器的疏水，另外還有熱網疏水。水作為工質在汽包鍋爐的給水管道中流動，一般是較為純凈的，所以在給水管道系統中不易出現由于鹽類從水中析出而發生的沉積現象，所以本文討論的腐蝕，主要指的是給水系統的金屬腐蝕。

1 給水系統金屬的腐蝕

金屬腐蝕按照本質的不同可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕。化學腐蝕是指金屬表面和其周圍的介質直接進行化學反應，從而使金屬遭到破壞；電化學腐蝕是指金屬跟電解質溶液接觸時，發生原電池反應，從而使金屬失去電子被氧化，金屬處于潮濕的地方或者遇到水時特別容易發生這一類腐蝕，給水系統中發生的腐蝕都屬于電化學腐蝕。

給水雖然較為純凈，但其中往往含有氧和二氧化碳，這兩種氣體是引起給水系統中金屬腐蝕的主要因素。以下主要就這兩種腐蝕進行討論。

1.1 溶解氧腐蝕

溶解于水中的氧隨著給水流動，最易對鍋爐的金屬進行侵蝕。給水系統中大部分的管道和設備都是由鋼鐵制成的，所以鐵和氧分別形成為兩個電極，在運行過程中發生氧化還原反應，從而導致金屬腐蝕。給水中溶解的氧含量大小、水的PH值和流速、運行的溫度對腐蝕的程度都有著不同的影響鍋爐的給水主要包括補給水、凝結水、熱力設備的疏水等。

給水中含有的溶解氧在經過除氧器后，其含量會大大降低，但流動到省煤氣時，溫度較高，所以即使含有少量的氧，仍有可能發生氧腐蝕。通常這類腐蝕發生在省煤氣的進口部分，其中部及出口的腐蝕較輕，因為在進口處氧已經被消耗掉了。當除氧器運行不正常時，如：進入除氧器的蒸汽量調節不及時，補水量不正常或者除氧器負荷變動過大，都有可能導致給水的含氧量增大從而加重給水管路特別是省煤氣的腐蝕。當給水中含氧量過大時，腐蝕會延伸至省煤氣的中部及尾部，甚至可能對下降管也造成腐蝕。

凝結水含氧量較小，因為凝汽器本身可以起到除氧的作用，大部分的氧會由抽氣器抽走，再加上凝結水的溫度較低，含鹽量較少，因此不易發生氧腐蝕。

疏水系統中，由于疏水系統中有連通大氣的部分，而且有些疏水管道不是經常有水，無水的時候，管道中充滿空氣，從而加重了疏水系統中的含氧量，因此，疏水系統管路也極易發生溶解氧腐蝕。

1.2 游離的CO2腐蝕

水中若含有游離的CO2，它溶于水后呈弱酸性，會使PH值顯著下降，但弱酸的腐蝕性不能僅僅用PH值衡量，因為弱酸只有一部分電離，隨著腐蝕的持續進行，電離會持續發生，直到所有弱酸電離完畢，在此期間pH值會維持在一個較低的范圍。

金屬受游離的CO2腐蝕生成的產物為易溶離子，在金屬表面不易形成保護膜，但會使金屬均勻變薄，對金屬壁產生均勻腐蝕，腐蝕產物會隨給水一起，進入汽包，容易引起汽包內結垢、腐蝕等許多問題。

給水系統中的CO2主要來源于補給水和漏入凝結水系統中的碳酸化合物。除鹽水中的碳酸化合物一般較少，凝結水由于處于除氧器之前，其中的CO2含量較多，極易發生CO2腐蝕，而且其水質較純，只要含有少量的CO2，就會顯著降低凝結水的PH值，同樣，在有水汽蒸發的管道中，如疏水管道中也會發生游離的CO2腐蝕。

另外，給水系統中，若同時含有O2和CO2，則系統的金屬腐蝕就會更加嚴重。凝結水系統、加熱器和熱網疏水系統都可能發生O2和CO2同時存在的腐蝕。這種腐蝕之所以比較嚴重，是因為O2的電極電位比較高，易形成陰極，侵蝕性強；CO2使水呈酸性，破壞保護膜，因此加快了腐蝕金屬的速度。

2 給水系統金屬腐蝕的防止

為防止給水系統的腐蝕，通常采用的是除掉水中的氧來防止氧腐蝕，通過提高給水pH防止游離的CO2引起的酸性腐蝕。

2.1 除氧可以采取熱力除氧和化學除氧兩種方法

給水熱力除氧通過熱力除氧器來實現，這種除氧方法，可將水中絕大部分的溶解氧除去。根據氣體溶解定律，熱力除氧法不僅能除去水中的溶解氧，而且也可以除去水中其它各種溶解氣體，包括大部分的游離CO2。電廠中用得最廣的為混合式除氧器，在除氧器中，給水與加熱用的蒸汽直接接觸，把水加熱到相當于除氧器壓力下的沸點，從而除去水中的氣體。運行過程中，應注意除氧器汽量和水量的調節，以及排氧門大小的調節，及時排出氧氣；穩定的補給水量和隨工況的調整是保證除氧器正常工作的前提。

給水化學除氧是通過向給水中加入化學藥品，使其發生反應，從而除去水中殘留的溶解氧的過程。向給水中加入聯氨可以有效地起到去除溶解氧的效果。聯氨是一種還原劑，它可以與水中的溶解氧結合，將其還原，產物為氮氣和水，這兩種物質對熱力系統沒有任何害處，同時聯氨還可以將金屬氧化物還原，防止汽包內結成鐵垢和銅垢。我廠與大多數廠相同，加藥點設置在給水泵的低壓側，除氧器的出口管道，這樣，更有利于藥液與給水的混合，起到更好的除氧效果。運行過程中要控制好聯氨的加藥量，根據隨時監控到的含氧量進行及時的調節。

2.2 給水pH值的調節

為防止給水對金屬的腐蝕，除了消除其含氧量外，還可以調節給水的pH值。因為隨著pH值的增大，金屬的腐蝕明顯減少，調節給水pH值的方法是在給水中加氨。

由于水中含有游離的CO2，所以加入氨水就相當于用氨水的堿性來中和碳酸的酸性。時間表明，若加入適量的氨，能起到很好的中和作用，防止系統的酸性腐蝕。同樣，我廠加氨的位置也設置在除氧器出口管道上，在運行過程中很好地起到了pH調節的作用，將給水，爐水等的PH值調整在最合理的范圍內，保證了機組安全、經濟地運行。

3 結論

通過對給水系統運行過程中可能發生腐蝕的情況和位置的分析，使我們更清楚地認識到防腐的重要性，這就要求運行人員在工作中勤分析，勤調整，很好地運用防腐的相應措施，把機組的隱患降低到最小。

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