船用鍋爐的簡單比較及其防腐措施的簡單分析

摘要：目前船用鍋爐主要有蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。在船上主要用于設備暖機、油艙加熱、生活取暖和水柜加熱。根據用途不同，通過分析其優缺點，安全性、節能性、使用壽命等，依據船舶的工作性質，對于今后鍋爐合理選型以及使用管理等方面，都有著十分重要的意義。

關鍵詞：區別；優缺點；腐蝕；措施

1.引言

船用鍋爐大致分為蒸汽鍋爐、常壓熱水鍋爐兩大類。作為熱源設備在船上除滿足船員取暖、熱水需求外，還用于重油粘度控制。本文重點針對燃用輕柴油的海事測量船舶，對兩種鍋爐的優缺點進行比較，并對影響鍋爐正常工作的氧化、腐蝕進行分析。

2.常壓熱水鍋爐與蒸汽鍋爐供熱系統比較

常壓熱水鍋爐與蒸汽鍋爐是當前船用的兩種供熱系統，主要區別包括以下幾點：

（1）蒸汽鍋爐是承壓設備，具有一定壓力，所以存在爆炸危險。而常壓熱水鍋爐的水空間連通膨脹水箱始終與大氣相通，不會爆炸，安全性能好。

（2）蒸汽鍋爐在工作時對水位要求嚴格，上部空間儲存蒸汽，下部水位必須覆蓋燃燒室，通過水位電極控制給水泵啟停，防止干燒損壞爐膛。常壓鍋爐對水位沒有嚴格要求，膨脹水箱中不缺水即可。

（3）蒸汽鍋爐必須裝設壓力表、安全閥、水位計，通過蒸汽壓力的變化控制鍋爐起停。而常壓熱水鍋爐沒有水位計，僅需最低水位電極，防止干燒。水腔與大氣相通，可不設安全閥，起停由熱水溫度控制。

（4）蒸汽鍋爐供應的熱源在100℃以上。常壓熱水鍋爐只能供應100℃以下的熱水（以40—95℃居多）。

3.常壓熱水鍋爐優缺點分析

3.1優點分析

從生活取暖方面考慮，常壓熱水鍋爐與蒸汽鍋爐相比較，具備安全性好、經濟性高、適用性強、使用方便等優點。

（1）安全性。常壓鍋爐無爆炸危險。由水泵控制從爐內向散熱器的熱水循環。水箱與大氣連通，解決了承壓問題。

（2）經濟性。與蒸汽鍋爐相比，常壓熱水鍋爐的使用壽命長，維修管理簡便。無蒸汽冷卻器，大大減少熱量損失，提高了熱效率。

對報廢蒸汽鍋爐的改造：報廢后經過必要的檢查論證，多數可改作常壓鍋爐，只要本體不腐蝕嚴重穿透，可改為熱水鍋爐繼續使用。

（3）適用性。蒸汽鍋爐屬于承壓容器，對其容量、參數、安裝位置等都有嚴格限制。而常壓鍋爐卻無此約束，只要受熱面積足夠，熱水循環可靠，可在較大范圍內按實際需要設計、安裝，因地制宜方便靈活。

（4）使用方便性。作為承壓容器，國家對蒸汽鍋爐的設計、制造、安裝、使用、檢驗、修理、改造等環節都有規定，以保證其安全。而常壓鍋爐從各個環節都可有不同程度的放寬。

3.2缺點分析

蒸汽鍋爐與常壓熱水鍋爐相比較，具有運行能耗高、壓力波動大、易腐蝕等缺點。

（1）運行能耗高。蒸汽在一定壓力下工作，爐水溫度必然要高于常壓鍋爐。從熱傳遞方式分析，兩物質溫差越大傳熱效果越好；因蒸汽高于熱水溫度，在輸送過程中，其熱量損失（含泄漏）也必然高于熱水循環系統；蒸汽在完成熱交換進入熱水井前流經冷卻器，此過程又有部分熱量被帶走。因此，在相同取暖需求條件下，必然導致蒸汽鍋爐的運行能耗增加。

（2）壓力波動大。蒸汽鍋爐燃燒靠蒸汽壓力控制，在供熱過程中其壓力必然會產生較大波動。而常壓鍋爐則是通過熱水循環泵實現媒質流動，其壓力相對更加平穩。

（3）易腐蝕。高溫會加速化學反應速度。蒸汽鍋爐整體工作環境較常壓鍋爐高，耗油量大（燃油多含腐蝕性物質），這些都將導致蒸汽鍋爐的氧化、腐蝕速度加快。

4.影響氧腐蝕的主要因素

一般情況下，水中含有空氣，其中氧元素會導致鍋爐水腔側發生氧化腐蝕。影響氧腐蝕的主要因素包括：

（1）溶解氧濃度。金屬氧化速度隨爐水溶解氧濃度升高而加快。當含氧量超過低壓鍋爐水質標準中對溶解氧指標（<0.1mg/L）要求時就具備了氧化條件。常壓下，25℃水中氧氣飽和溶解度為8.4mg/L。其飽和溶解度隨溫度升高而降低，隨壓力升高而增大。水進入爐內，隨溫度上升會有部分氧氣析出，但剩余氧仍遠超過水質標準要求。

（2）爐水PH值。PH值對金屬腐蝕影響極大。PH值越低酸性越大，氫離子濃度越高。由于氫離子參與金屬電化學反應，會使鋼鐵產生腐蝕。一般來說溶液的PH值越低，與爐水接觸的鋼鐵越容易產生腐蝕。

（3）溫度的影響。金屬溫度越高與其接觸的爐水溫度越高，各物質在水中的擴散速度也越快。電解質溶液電阻降低，腐蝕速度加快。但當表面溫度達到一定值時，與之接觸的爐水會因急劇加熱而形成汽泡，使附近的溶解氧被上升汽泡帶走，隔絕了氧與金屬。所以在多數運行狀態下，上升管和爐殼底部因受熱劇烈并不易發生氧腐蝕。只有在小火或停爐狀態下，該部位才會發生一定程度的腐蝕。而受熱較弱的部位則會因爐水溫度適宜而加快腐蝕。

5.防止氧腐蝕的措施

針對鍋爐氧腐蝕現象，管理中要從以下幾個方面采取措施。

（1）去除水中的溶解氧。溶解氧會引起鍋爐本體和給水管道的嚴重腐蝕，應盡可能除去。對船用小型低溫熱水鍋爐而言，簡單的辦法是在膨脹水箱中加入亞硫酸鈉除氧。

（2）控制爐水PH值。當PH值在9.5～10時，防腐效果最好。每周定期進行爐水化驗，加入適當碳酸鈉，調整其PH值在合理范圍。

（3） 嚴格清洗。對新裝和修理后的鍋爐，應嚴格清洗清除表面附著物，在金屬表面形成保護膜。盡可能控制系統水流失減少補水量，控制溶解氧來源。盡量保持系統的正壓狀態，避免因負壓而吸入空氣。

6.小結

本文主要圍繞船用常壓熱水鍋爐與蒸汽鍋爐供熱系統的優缺點進行比較，對影響常壓熱水鍋爐的主要因素之一（鍋爐氧腐蝕）進行了分析，并淺析了相關的防腐措施，為提高常壓熱水鍋爐的適用性提供了參考。綜合比較，作為承擔北方海區港口航道測量任務的海巡1504、1505輪，采用常壓熱水鍋爐在初期配置和后期日常維護方面都更加合理。

參考文獻

[1]張佑全.常壓型煤熱水鍋爐.機械工業出版社，2009.3.

[2]中國海事服務中心.船舶輔機.人民交通出版社，2009.4.

作者簡介：呂文喜（1983.4），男 漢族 天津人，大學本科，船舶大管輪，從事測量船舶管理工作