锅炉水腐蚀的原因及现行解决方法缺陷分析

锅炉水腐蚀的原因及现行解决方法缺陷分析

摘要 锅炉水中含有一些杂质，大体上分为3种：溶解固体、溶解气体、悬浮物质。在锅炉水循环蒸发期间，会造成锅炉水pH值发生变化，溶解气体及溶解固体会在锅炉内产生变化，产生结垢问题，会直接或间接导致锅炉及管线的腐蚀问题，进而影响锅炉设备的使用寿命。而现行的解决腐蚀问题的方法中存在一些缺陷。

关键词 锅炉；腐蚀；溶解；管线

在锅炉水的循环利用及处理过程中，锅炉设备和管线容易发生水腐蚀问题，腐蚀严重的时候会造成大量的凝结水无法回收，使大量的水资源和热量白白浪费，尤其锅炉使用寿命会大大降低，为了保护换热设备和输热管道，提高锅炉使用寿命，必须实施合理的处理方案。纯净的水是不会有腐蚀作用的，但是实际锅炉给水中会含有一些杂质，大体上分为3种：溶解固体、溶解气体、悬浮物质。目前锅炉的给水预处理环节已经可以将盐类物质处理在很低的水平，电导率一般都会很小，水硬度也很低，因此结垢问题不会在给水管线和设备上发生，但进入锅炉后，由于锅炉中水的蒸发浓缩，会产生硅及腐蚀产物的沉积。这样，给水过程中带入如氧气和二氧化碳等溶解气体和回水中如铁和铜等腐蚀产物，会导致给水系统的腐蚀问题，进而影响锅炉设备的使用寿命。炉水结垢也会造成锅炉的腐蚀。锅炉水在工作过程中的蒸发会导致杂质浓缩，产生的垢就会在热交换表面和锅炉中沉积，变硬、变粘。而锅炉结垢的原因是水中含有杂质和沉积物。由于锅炉水中含有溶解的钙和镁，水中的重碳酸根在受热时会释放出二氧化碳，与钙和镁离子形成不溶性的碳酸盐，在锅炉中沉淀形成硬垢，从而降低蒸汽的品质。凝结水过程中产生的铁和铜也能引起系统潜在的腐蚀和沉积物。锅炉水中含有铜和铁时，会在金属受热面上形成铜垢或铁垢，由于金属表面与铜垢、铁垢之间的电位差异从而导致了电离作用，引起了金属的局部腐蚀，这种腐蚀一般是坑蚀，在锅炉表面产生坑洞，容易造成金属空孔或爆裂，导致设备泄漏，所以

危害性很大，因此，严格控制锅炉水中铜和铁的含量，是防止锅炉腐蚀的必要措施。锅炉水中的铜与铁，一般来源于给水系统、凝结水、补给水以及生产回水，由于地域问题，给水水源不易调整，因此必须通过添加缓蚀剂或机械过滤器等措施来防止水系统及锅炉的腐蚀。另外.油和其它工艺污染物也会形成沉积物，在自身沉积过程中又会促进其它杂质的沉积，导致夹带现象的产生。所以控制水腐蚀的关键是：稳定调节给水pH值，清除给水中溶解的氧气，处理锅炉系统的结垢问题。

1调节给水的pH值

为了防止锅炉水腐蚀，国标要求给水的pH值应控制8.8~9.2范围内，以保证其弱碱性，常规上用氨水来调节，但氨水调节有其负面效应：1）由于二氧化碳与氨气的溶解度不同，当蒸汽冷凝时，水中的氨气与二氧化碳含量比值比气体中含量比值要大，而当蒸发为蒸汽时，气体中氨气与二氧化碳含量比值却又比凝结水中含量比值又小。因此，当进行氨调整时，热力系统中就会出现有些部位氨量过剩，而有些部位却又氨量不足的情况，这就会导致不同部位产生不同的pH值，进而影响氨的处理效果；2）当给水pH值超过9.2时，水的碱性过强，锅炉水与蒸汽中氨的含量就会增多，在氨的富集区，氨离子与铜离子就会产生反应形成可溶性的铜氨络离子，而这种反应就会引起铜合金材料的腐蚀；3）氨水气味难闻并且有毒，使用过程中会对操作人员的建康造成危害，存在安全隐患。

2 清除给水中的溶解氧

氧气是物体腐蚀必要的条件，水中溶解的氧气是引起锅炉腐蚀的主要原因。而在氧腐蚀过程中又会产生腐蚀产物形成固体杂质，如果这些固体杂质进入锅炉，就会沉积在锅炉表面，会导致换热效率下降甚至炉管故障。为了防止溶解氧产生的氧腐蚀，必须要对给水进行除氧操作。一般情况下，用高效的除氧器就能够清除补充水中的绝大部分氧。然而，

由于锅炉高温，氧在锅炉中会产生浓缩情况，这仍会在锅炉中产生腐蚀，所以还需通过化学方法将其完全除去。常规上用联氨的化学方法进行除氨，但有缺点：1）氨气是一种易挥发、易燃、易爆的气体，生产过程中不易操作，易发生危险；2）长期接触和吸入氨气易致癌，会损害操作工人健康；3）氨气易溶于水，蒸汽中会有大量氨气残余，蒸汽及回水不能用于生活；4）氨气与氧反应受温度、pH值及含量比值的影响，反应环境不易控制；5）高温反应时，氨气会分解生成氨离子，与铜离子会反应生成可溶性的铜氨络离子，造成了铜及铜合金的二次腐蚀。

3 处理锅炉的结垢问题

结垢和沉积物会在锅炉表面形成绝缘层，这会影响锅炉与水的热交换，这种影响会造成锅炉过热，从而导致严重的炉管及锅炉故障，同时这层绝缘层也会导致更高的能量消耗，造成能耗过多。长时间的锅炉沉积会造成沉积物过多，会造成炉管阻塞，随之导致炉管过热或爆管故障，从而大大缩短锅炉的使用寿命 ，也增加了锅炉的清洗和维护成本。

因此，需要采用有效的炉内处理技术，并结合凝结水处理技术对结垢和腐蚀进行综合控制，来处理锅炉系统的结垢腐蚀问题。目前的中压锅炉水系统采用磷酸三钠来处理水垢问题，但受磷酸三钠性质的影响，这种处理方法有着明显的缺点： 1）磷酸三钠水垢的抑制没有低剂量效应，所以对水垢没有抑制效果，只能生成水渣，并且用量越大，水渣越多，从而造成排污量增大，反而加速了锅炉内的沉积物沉淀，增加了夹带的趋势；2）磷酸三钠本身是成垢基团，在高温高压下无法对锅炉提供有效的钝化防护，因化合成的磷酸铁盐是其与腐蚀性铁离子形成的；3）磷酸三钠对锅水的pH值缓冲能力有限，且在锅炉负荷发生变化时易出现磷酸盐的“暂时消失”，导致磷酸钠加入过量；4）生成的盐类，容易夹带进入蒸汽中，使得蒸汽中钠离子、二氧化硅等的含量升高，导致蒸汽系统汽轮机上的结垢和管线的腐蚀，对汽轮机长期运行造成不良影响。5）对给水时带入的铁离子和二氧化硅没有

分散效果，易导致局部沉积，再次产生电化学腐蚀。

锅炉水腐蚀的成因错综复杂，做好水腐蚀的防治，需要综合锅炉的设计和运行工况，综合分析腐蚀的根源，拟定一套行之有效的防治措施，才能确保锅炉的安全、稳定、经济运行。

参考文献

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[2]李玉，王德河，侯宇红.燃煤工业锅炉腐蚀与防腐[J].煤质技术，2003.