蒸汽鍋爐腐蝕原因與預(yù)防措施探討

王金凱

摘 要：蒸汽鍋爐在使用過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生腐蝕的情況，這在一定程度上影響了鍋爐的安全運(yùn)行，縮短了鍋爐的使用壽命。因此，分析了蒸汽鍋爐發(fā)生腐蝕的原因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐；爐內(nèi)水；腐蝕原因；預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.142

隨著工業(yè)發(fā)展速度的加快，蒸汽鍋爐的數(shù)量越來越大，使用頻率也越來越高，使工業(yè)生產(chǎn)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但蒸汽鍋爐在運(yùn)行中容易受到各種各樣因素的影響，進(jìn)而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效率。因此，進(jìn)一步探究是什么因素導(dǎo)致蒸汽鍋爐發(fā)生腐蝕，然后針對腐蝕原因制訂相應(yīng)的預(yù)防措施具有重要意義。

1 腐蝕原因

1.1 爐內(nèi)水溫

蒸汽鍋爐內(nèi)的加熱系統(tǒng)屬于開式系統(tǒng)，當(dāng)供回水的實(shí)際溫度處于額定溫度時(shí)，其效率可達(dá)到最佳，但不論水溫高低，鍋爐中都會(huì)生成一些冷凝水，對鍋爐造成腐蝕。隨著爐內(nèi)水溫度的不斷升高，鋼材表面的溫度也越來越高，進(jìn)而加快了腐蝕的速度。研究表明，當(dāng)水溫處于65～70 ℃或90～100 ℃之間時(shí)，鍋爐的腐蝕情況最為嚴(yán)重。如果爐內(nèi)水溫度非常低，則會(huì)生成大量的二氧化硫，也會(huì)導(dǎo)致鍋爐發(fā)生腐蝕。

1.2 爐內(nèi)水的pH值

鍋爐經(jīng)常會(huì)受到爐內(nèi)水pH值的影響而發(fā)生腐蝕。研究表明，爐內(nèi)水的pH值越小，腐蝕作用越強(qiáng)；而pH值越大，腐蝕作用越弱。通常，當(dāng)爐內(nèi)水的pH<4時(shí)，鍋爐會(huì)發(fā)生嚴(yán)重且均勻的腐蝕；當(dāng)pH值在4～7之間時(shí)，均勻腐蝕現(xiàn)象不明顯；當(dāng)pH值在7～10之間時(shí)，基本上就不會(huì)再發(fā)生腐蝕；當(dāng)pH>10時(shí)，鍋爐會(huì)發(fā)生局部的腐蝕現(xiàn)象。由此可得，當(dāng)水的pH值在9.5～10之間時(shí)，金屬的腐蝕速度最慢。

1.3 爐內(nèi)水中的氧

通常，我們在往爐內(nèi)注水時(shí)，都需要進(jìn)行除氧處理。這是因?yàn)樗写嬖诘难鯐?huì)與鍋爐內(nèi)側(cè)金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而發(fā)生腐蝕情況。同時(shí)，鍋爐在運(yùn)行中還需要不斷將水注入其中。在這個(gè)過程中，也不可避免地會(huì)使一些氧進(jìn)入鍋爐內(nèi)，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)壁發(fā)生腐蝕。通過大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)爐內(nèi)水中含有質(zhì)量濃度不到0.1 mg/L氧時(shí)，鍋爐能夠使用30多年；如果質(zhì)量濃度超出8.3 mg/L，就會(huì)加快鍋爐的腐蝕速度，縮短其使用壽命。除此之外，向鍋爐內(nèi)注水的速度較快不但會(huì)使金屬表面的氧快速擴(kuò)散，加快鍋爐的腐蝕速度，還會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，使鍋爐發(fā)生沖擊性腐蝕。

2 預(yù)防措施

2.1 控制水溫

由于高水溫和低水溫都會(huì)加快鍋爐的腐蝕速度，進(jìn)而縮短鍋爐的使用壽命，所以應(yīng)該對爐內(nèi)水的溫度進(jìn)行控制，減少水溫對鍋爐造成的腐蝕影響。對此，可在鍋爐內(nèi)安裝省煤器，在設(shè)計(jì)和選型時(shí)將水溫因素考慮在內(nèi)，并盡量將水溫控制在100 ℃以上或65 ℃以下。這樣，就能有效避開發(fā)生局部腐蝕和均勻腐蝕的溫度范圍，進(jìn)而減少鍋爐腐蝕現(xiàn)象。

2.2 控制水的pH值

通過大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對水的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使鍋爐的腐蝕情況得到緩解。當(dāng)爐內(nèi)水的pH值在9.5～10之間，且在注水時(shí)做好排氧處理時(shí)，就可大大降低腐蝕作用。因此，工作人員要及時(shí)測量爐內(nèi)水的pH值，然后按照實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，使其盡量保持在9.5～10這個(gè)范圍內(nèi)。但是，目前大部分鍋爐都沒有安裝排氧設(shè)備，即使有的鍋爐安裝了排氧設(shè)備，排氧效果也不是非常理想，這一點(diǎn)有待改進(jìn)。

2.3 處理爐內(nèi)水中的氧

處理爐內(nèi)水中的氧有一定的難度，且還有眾多的不確定性，例如，將水注入到鍋爐內(nèi)時(shí)會(huì)不可避免地帶入一些氧。對此，筆者提出以下幾種除氧方法。

2.3.1 化學(xué)除氧法

該方法是在鍋爐內(nèi)放置一些除氧劑，使其與水發(fā)生反應(yīng)，降低氧的濃度。雖然平時(shí)人們經(jīng)常使用這種方法去除爐內(nèi)水中的氧，但除氧效果不是非常理想。

2.3.2 真空除氧法

該方法是讓水通過真空環(huán)境流入到鍋爐中，然后加熱使水沸騰，由此達(dá)到除氧的目的。這種方法看上去非常容易，但實(shí)際操作起來卻非常難，所以人們一般不采用這種方法。

2.3.3 熱力除氧法

該方法是對鍋爐內(nèi)的水進(jìn)行加熱處理，使其達(dá)到沸騰狀態(tài)，以有效排出水中的氧。這種方法雖然效果較好，但成本卻非常高。

2.3.4 解析除氧法

該方法是將爐內(nèi)水與無氧固體和氣體混合，加快水溶解的速度，進(jìn)而使氧進(jìn)入到無氧固體和氣體中，降低水中氧的濃度。這種方法不但除氧效果非常好，而且可操作性很強(qiáng)，所以人們可以采用這種方法去除爐內(nèi)水中的氧氣。

除此之外，在預(yù)防鍋爐發(fā)生腐蝕時(shí)，還應(yīng)該對循環(huán)水的流速進(jìn)行分析，從而得出最佳流速，使水在最佳流速下析出大量氧氣，有效避免鍋爐發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

總之，在鍋爐運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。如果不加以科學(xué)預(yù)防和合理處理，就會(huì)對鍋爐的運(yùn)行造成影響，縮短鍋爐的使用壽命，甚至?xí)蛞恍╁仩t元件無法工作而發(fā)生爆炸事故。所以，我們要認(rèn)真分析鍋爐發(fā)生腐蝕的原因，然后制訂合理的預(yù)防措施，盡量把腐蝕程度降到最低，從而促進(jìn)鍋爐的安全運(yùn)行。

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〔編輯：王霞〕