原電池原理在鍋爐保養(yǎng)中的運(yùn)用

歐陽(yáng)硯端（新疆有色金屬工業(yè)集團(tuán)稀有金屬有限責(zé)任公司 富蘊(yùn) 836000）

原電池原理在鍋爐保養(yǎng)中的運(yùn)用

歐陽(yáng)硯端
（新疆有色金屬工業(yè)集團(tuán)稀有金屬有限責(zé)任公司 富蘊(yùn) 836000）

通過(guò)加入活性強(qiáng)的金屬，與鍋爐本體形成原電池，由活性金屬釋放電子，抑制鍋爐腐蝕。關(guān)鍵詞鍋爐保養(yǎng)金屬腐蝕原電池活潑金屬

鍋爐水質(zhì)不良或停爐保養(yǎng)不當(dāng)，常會(huì)引起鍋爐的腐蝕。鍋爐發(fā)生腐蝕后，不僅使金屬的有效厚度減薄，而且會(huì)使金屬內(nèi)部的金相組織遭到破壞，機(jī)械性能變差，造成鍋爐的承壓能力降低，使用壽命縮短，以至提前報(bào)廢。有的腐蝕會(huì)在人們毫無(wú)察覺(jué)的情況下對(duì)設(shè)備造成損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生爆管事故，有的甚至?xí)l(fā)鍋爐爆炸等災(zāi)難性事故。因此，防止腐蝕也是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要措施。

為了防止鍋爐腐蝕，在鍋爐的運(yùn)行和發(fā)展過(guò)程中，各類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員通過(guò)研究和實(shí)驗(yàn)，采取許多防止腐蝕的措施，做好鍋爐停爐保養(yǎng)是防止腐蝕的有效措施之一。

鍋爐停爐期間，受熱面潮濕且完全暴露在空氣中，氧化腐蝕很?chē)?yán)重，影響強(qiáng)度和壽命，所以鍋爐停爐后應(yīng)及時(shí)采取保養(yǎng)措施。根據(jù)停爐時(shí)間長(zhǎng)短，鍋爐停爐保養(yǎng)分壓力保養(yǎng)、干法保養(yǎng)、濕法保養(yǎng)和氣體保養(yǎng)等方法，在這就不作一一介紹。本單位通過(guò)多年實(shí)驗(yàn)，將原電池原理運(yùn)用于鍋爐保養(yǎng)中，是一種有效的保養(yǎng)方法。

1　金屬的腐蝕

金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。

電化學(xué)腐蝕是金屬的腐蝕中最普遍、也是最重要的一種類(lèi)型。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕最突出的例子。在潮濕的空氣中，鋼鐵表面會(huì)吸附一層薄薄的水膜，如果這層水膜呈較強(qiáng)酸性時(shí)，H+得電子析出氫氣，這種電化學(xué)腐蝕稱(chēng)為析氫腐蝕；如果這層水膜呈弱酸性或中性時(shí)，能溶解較多氧氣，此時(shí)O2得電子而析出OH-，這種電化學(xué)腐蝕稱(chēng)為吸氧腐蝕，是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。

表1

無(wú)論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕都是Fe失去電子而被腐蝕。

2　原電池原理的運(yùn)用

為了抑制Fe的腐蝕，就要避免Fe失去電子。通過(guò)加入比鐵活潑的金屬，再通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接，形成原電池，就可以達(dá)到Fe在水中不被腐蝕的目的，從而起到保護(hù)鍋筒及鍋爐管的作用。

制作一個(gè)簡(jiǎn)易原電池（圖1），可看到電流表指針擺動(dòng)，代表有電流流過(guò)，并且是單向流動(dòng)。

3　具體實(shí)施

圖1

（1）選擇比鐵活潑的金屬。由于鋅比鐵活潑，同時(shí)市場(chǎng)上容易獲得，價(jià)格不高。我單位鍋爐是4～6 t鍋爐，選擇Zn塊大小為10cm×10cm。

（2）導(dǎo)線(xiàn)的選擇。由于銅的導(dǎo)電性能高，市場(chǎng)上容易獲得，故選擇銅導(dǎo)線(xiàn)將Zn塊與鍋筒壁相連。一般線(xiàn)徑選擇10mm2就可以了。

（3）在鍋筒內(nèi)部注滿(mǎn)電解質(zhì)溶液。由于日常鍋爐用水并不是純凈水，水中就含有電解質(zhì)。為此，一般只需將鍋筒注滿(mǎn)水即可。有條件的可以在注滿(mǎn)水后在水中加入ZnSO2溶液，這樣當(dāng)Zn塊失去電子進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)溶液中就存在著Zn2+離子，Zn2+就在鍋筒上又得到電子而還原，可在鍋筒上附著一層Zn金屬，能起到更好的保護(hù)作用。這樣就形成了一個(gè)原電池見(jiàn)圖2。

圖2

4　具體分析

鍋筒的Fe和Zn塊作為原電池的兩個(gè)電極，由于Zn比Fe活潑，容易失去電子，Zn失去電子，被氧化成Zn2+進(jìn)入溶液，電子由Zn塊通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向鍋筒壁，電解質(zhì)溶液中的正離子從鍋筒壁上獲得電子，而被還原。兩極發(fā)生如下反應(yīng)：

通過(guò)原電池原理，利用Zn比Fe活潑的特性，代替Fe失去電子被氧化，從而達(dá)到防止鍋筒被腐蝕的目的。

5　結(jié)束語(yǔ)

此鍋爐保養(yǎng)方法是濕法保養(yǎng)中的一種，鍋爐運(yùn)行中由于水質(zhì)的原因，鍋筒和管壁上都會(huì)形成水垢，受水垢的影響，效果就不明顯了。運(yùn)行中還是要依照操作規(guī)程，采取定期排污、除垢等措施，確保鍋爐正常運(yùn)行。在停爐后，完成鍋爐除垢后，再采用此方法進(jìn)行保養(yǎng)更為有效。

收稿：2016-03-01

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.039