锅炉腐蚀范文

锅炉腐蚀范文（精选11篇）

锅炉腐蚀 第1篇

在对锅炉进行检验过程中经常会遇到各种各样的锅炉腐蚀, 常见的有垢下腐蚀、高温腐蚀、低温腐蚀、应力腐蚀等。下面对检验过程中发现的一起罕见的腐蚀案例进行分析:嘉兴市某企业在2008年4月新增了一台SZL10-1.25组装蒸汽锅炉, 当时由于种种原因该锅炉一直没有进行安装、投运, 搁置在新扩建的锅炉房内。2010年5月该锅炉开始安装并进行了报检, 检验员按照条例、规程对该锅炉的安装过程进行监督检验。由于考虑到该锅炉从出厂到安装间隔时间较长 (2年左右) , 检验员在安装水压试验前对锅筒内部以及受压部件的可见部位进行了详细的检验, 未发现异常。检验员在具备水压试验条件的前提下对该锅炉进行了安装水压试验, 该锅炉在试验压力的保压期间产生了压力降, 试验压力为1.65MPa, 保压20min后压力降为1.6MPa左右;压力降至设计压力1.25MPa进行检查期间, 发现继续有压力降现象。在排除了各阀门 (阀门及安全阀在试验前均已按规定进行了闷堵) 、人孔、手孔及仪表接口、取样管等处泄漏的情况下, 检验员对锅炉的受压部件进行了详细地检查, 发现水冷壁 (膜式壁) 与集箱连接的根部有水迹。后经拆除锅炉外部保温发现几乎所有水冷壁外表面都已经严重腐蚀, 管壁外表面布满腐蚀凹坑, 有些已经形成穿透性腐蚀坑。经割管检查水冷壁内壁完好, 无任何腐蚀现象。 (见图1、图2、图3、图4)

经调查, 该锅炉进场时锅炉房屋顶未建好, 当时正逢雨季, 导致紧贴膜式水冷壁的锅炉保温层吸满了水。因该锅炉长期未安装、投运, 保温层水分没有及时烘干, 再加上该企业的管理人员缺乏锅炉管理知识和经验, 最后使得膜式水冷壁外表面严重腐蚀, 给企业经济上造成了较大的损失。

缜密思考 防患未然

该案例足以引起锅炉管理人员及检验人员对锅炉外表面腐蚀现象的重视。在日常的锅炉管理方面, 企业的锅炉管理人员和操作人员往往会忽视隐藏的锅炉外表面腐蚀, 认为只要做好锅炉水处理、控制好水质和烟气温度就能防止锅炉腐蚀的发生, 停炉保养也往往把注意力放在炉内。而对锅炉的跑、冒、滴、漏以及防雨、防雪等认为都是小事情, 事实上这些小事情有时会造成大损失。

在日常检验中常发现锅炉烟囱、安全阀排汽管穿屋顶处等部位漏雨严重, 大量雨水直接滴在受压部件的保温层上, 造成受压部件外表面腐蚀。如:立式锅炉的封头、卧式锅炉的后管板、电站锅炉的汇汽集箱、汽包等部位。图5对130t/h循环流化床锅炉汇汽集箱外表面的腐蚀情况进行分析, 该集箱设计壁厚为26mm, 投运4年后在最近的内部检验中发现安全阀管座附近实测最小壁厚为23.4mm, 且存在不同程度的腐蚀凹坑。原因是安全阀排汽管穿屋顶处雨水及安全阀排汽管疏水渗入保温层, 造成外表面腐蚀。

在检验中还能经常发现由于锅炉的跑、冒、滴、漏而造成的受压部件外表面腐蚀, 如立式锅炉底部手孔渗漏造成下脚圈外表面腐蚀减薄。特别是一些用热网蒸汽而平时长期备用的锅炉, 由于锅炉的跑、冒、滴、漏特别是锅筒或汽包顶部的阀门渗漏, 使得锅筒或汽包保温层进水造成外表面腐蚀。

重点检验 有效预防

针对锅炉受压元件外表面腐蚀的特点, 检验员在锅炉定期检验中应当注意检查使用单位的锅炉管理状况, 认真查阅锅炉的运行、检修记录。特别是锅炉运行中是否存在跑、冒、滴、漏现象以及锅炉的烟囱、安全阀排汽管穿屋顶处等部位是否有防雨措施、安全阀排汽管的疏水是否引至安全地点等。如果上述问题较严重, 相应部位的保温层又较容易被水渗入的, 应该拆除该部位的保温层进行检查, 同时应对该部位进行测厚。对长期备用的锅炉进行内部检查时, 上述部位应特别引起重视, 必须拆除保温进行检查和测厚。对于《锅炉定期检验规则》中规定的水压试验应严格按照规则执行。

锅炉使用单位应加强对锅炉的管理, 建立和完善锅炉房规章制度和锅炉的运行和检修记录, 消除锅炉的跑、冒、滴、漏现象, 做好锅炉的防雨、防雪工作, 安全阀的排汽管应有疏水管并接至安全地点, 锅炉保温层外包钢板破损的应及时修复等。

锅炉腐蚀 第2篇

长春工业大学

先进结构材料省部共建教育部重点实验室，吉林 长春 130012摘要：锅炉的高温腐蚀对锅炉的安全经济运行有极大危害，本文对锅炉向火侧高温腐蚀主要的几种类型的机理进行了深入探讨，并提出一些防止向火侧高温腐蚀的具体措施。

关键词：锅炉 高温腐蚀 机理

The Mechanism of the High Temperature Corrosion at the Fire-facing Side of Boilers and Its Prevention

Li Xue Kay Laboratory of Advanced Structrural Materials,Ministry of Education, Changchun University of Technology,Changchun Jilin 130012,China Abstract: High temperature corrosion of boilers is harmful to safe and economical operation of boilers.The mechanism of high temperature including some main types was discussed thorughly in paper.Some concrete measurements are introduced to provent the hightemperature corrosion at the fire-facing side of boilers.key words: boiler;high temperature;mechanism;0 引言

锅炉运行时，在高温高压条件下接触含有腐蚀性的燃料和气体，极易发生腐蚀，对锅炉的安全经济运行有很大危害，所以研究锅炉向火侧高温腐蚀产生的机理及其防护措施，对于保证锅炉的正常运行和延长使用寿命具有重要意义。锅炉向火侧的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤或含钒重油的锅炉水冷壁管和过热器管束上，主要是指燃料中的硫和燃料灰份中的碱金属钠、钾以及钒等，燃烧后形成的Na2O、K2O和V2O5凝结在受热面上，与烟气中的SO3化合生成复合硫酸盐以液态形式在受热面上沉积所造成的腐蚀现象[1-3]。1锅炉向火侧高温腐蚀的机理

锅炉受热面在向火侧发生的高温腐蚀是一个极其复杂的物理化学过程，从其发生的机理来看，一般可分为以下三类：硫腐蚀、氯腐蚀和钒腐蚀。

1.1 硫腐蚀

硫腐蚀一般分为硫酸盐型高温腐蚀和硫化物型高温腐蚀。硫酸盐型高温腐蚀机理：硫酸盐高温腐蚀主要是燃料中的碱性成分与S在燃烧过程中反应生成的硫酸盐

和焦硫酸盐对锅炉受热面进行腐蚀。其腐蚀反应过程如下：燃料中碱性成分转变成硫酸盐。其有两种途径：一是在炉内高温下含NaCl燃料中的Na 挥发、升华，除一部分被熔融硅酸盐捕捉外，余下的则与烟气中 SO3反应，转换成Na2SO4；二是存在于非挥发性的硅酸盐中的钾，通过与挥发的钠置换反应被释放出来并与 SO3化合，而转换成的K2SO4。当碱性金属硫酸盐沉积到受热面上后会再吸收SO3并生成焦硫酸盐（M2S2O7）。由于焦硫酸盐的熔点很低，在通常的锅炉管壁温度下呈熔融状态，与Fe2O3更容易发生反应生成M3Fe(SO4)3，即形成反应速度更快的熔盐型腐蚀。焦硫酸盐的腐蚀过程中

主要包括如下反应：

3Na2S2O7+Fe2O3→2Na3Fe(SO4)3 3K2S2O7+Fe2O3→2K3Fe(SO4)3

而管壁上熔融的硫酸盐M2SO4吸收SO3并与 Fe2O3或Al2O3作用下反应，生成低熔点的复合硫酸盐(Na,K)3-(Fe,Al)(SO4)3。当在管壁表面温度升高到复合硫酸盐的熔点，管壁表面的 Fe2O3氧化保护膜被复合硫酸盐破坏，使管壁继续腐蚀[4,5]。复合硫酸盐的腐蚀过程中主要包括如下反应：

3Na2SO4+Fe2O3+3SO3→2Na3Fe(SO4)3 3K2SO4+Fe2O3+3SO3→2K3Fe(SO4)3 3K2SO4+AI2O3+3SO3→2K3AI(SO4)3

硫化物型高温腐蚀机理：硫化物型高温腐蚀是由燃煤中的黄铁矿硫造成的，黄铁矿粉末随着未燃尽煤粉到达受热面上，受热释放出单原子硫和硫化亚铁。在燃烧器区域内，由于尚未燃尽的火焰直接冲刷到受热面,使得燃料继续燃烧时消耗了大量氧气，在该处形成还原性或半还原性气氛，硫的燃烧和三氧化硫的形成发生困难，因而游离的硫和硫化合物（硫化氢等），便开始与铁发生反应形成FeS，生成的FeS缓慢氧化成Fe3O4，将受热面不断腐蚀。硫化物型高温腐蚀的具体腐蚀反应过程如下：

(1)硫的形成：

若受热面附近的硫化氢和SO2超过一定溶度时，也会生产单硫原子。2H2S+SO2=2H2O+3S(2)铁和氧化亚铁的硫化： Fe+S=FeS FeO+H2S=FeS+H2O(3)硫化亚铁的氧化： 3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2

生成的SO2在渣层内由于灰渣的催化作用有可能转化成SO3，从而促进硫酸盐的腐蚀。另外，H2S也可直接与受热面金属反应，由于H2S是还原性介质，比氧化性介质更具有腐蚀性，H2S的浓度越高，受热面温度越高，腐蚀速度越快[6]。

1.2 氯腐蚀

氯化物型高温腐蚀机理：近年来许多研究表明，由于煤中氯的存在，氯化物及其分解产物HCl和腐蚀过程中产生Cl2是造成锅炉管高温腐蚀的重要原因，而且这种腐蚀不像硫酸盐腐蚀是一次性的，而是重复性的腐蚀，其中也包括对合金钢中 Cr 和 Ni 的腐蚀。

一般认为，氯在煤中有三种存在形式：无机氯化物、有机氯化物和煤中盐有关的氯离子。无机氯化物主要以盐岩（NaCl）、钾盐（KCl）、钙盐（CaCl2）和水氯煤石（MgCl2·6H2O）的形式被煤中大量的内表面所吸附。在煤加热过程中无机氯化物释放出来，而无机氯化物易与烟气中的 H2O、H2S、SO2和 SO3等反应，生成硫酸盐和HCl气体。反应释放出来的HCl是活性很强的气态腐蚀介质，在高温条件下积极参与对 Fe、FeO、Fe3O4和 Fe2O3的腐蚀。由于HCl 的存在可以使金属表面的保护膜（FeO、Fe3O4和Fe2O3）遭到破坏，从而加大了气态腐蚀介质Cl2、O2、SOx 还有HCl等向基体界面的传递而直接腐蚀基体金属。除此之外，由于生成的FeCl3具有较低的熔点（303℃）和高的蒸汽压（1670Pa），所以在炉管表面温度下极易挥发，从而使保护膜层中产生空隙，使之变得疏松，大大降低了活性气态腐蚀介质向基体金属界面的传递阻力，同时使腐蚀产物更易脱落，进而更加速了金属的腐蚀进程[7,8]。

另外，有些反应中生成了氧化性很强的Cl2，这些氯可以和铁及FeCl2不断的发生反应。根据“活化氧化”模型的解释，在高温时，Cl渗透能力很大，它可以通过氧化膜同金属反应生成相应的氯化物；氯化物在高温时的蒸气压较高，容易蒸发；蒸发的氯化物同氧气反应生成氯气和相应的氧化物；由于该反应需要的氧压不大，且氧化层可能有催化作用，所以氯化物在靠近金属表面的地方就被氧化生成氯气；新生成的氯气又重新返回金属表面，腐蚀因而能以较大的速率进行反应。其具体反应方程式为：

M(s)+Cl2=MCl

2M∈｛Fe, Cr, Ni｝ M(s)+2HCl=MCl2+H2 MCl2(s)=MCl2(g)xMCl2(g)+0.5yO2=MxOy+xCl2

在这种循环中，不断对铁及其化合物造成腐蚀，因此氯的高温腐蚀具有重复性的特征，只要有HCl和 Cl2不断补充，腐蚀反应就会一直进行下去[9]。

1.3 钒腐蚀

原油中含硫和钒等，钒以油溶性聚合体络合物的形式存在，燃烧时，钒的络合物随温度升高而分解。刚开始形成的产物比较稳定，挥发性不大，呈V2O5和V2O4。而当油中碳化物全部消耗后，则只有V2O5存在。V2O5的蒸气压较高，并随温度升高而迅速增大。因此，在燃烧时，V2O5呈气相状态，其中一部分形成钒盐，而大部分凝聚在结构材料的表面上，以后和其他燃料灰分结合，引起材料的钒侵蚀[10,11]。

钒的侵蚀机理：大多数钒化物都是低熔点物质，由于低熔点钒化物凝固，由钒酸盐变成复式钒酸盐放出氧，在熔融时则吸收氧。由于这一可逆反应，加快了氧向金属材料表面的传输，引起加速腐蚀。也就是，在燃气 / 氧化膜界面，钒化物熔融时吸氧，其反应如下： Na2O·V2O4·5V2O5+1/2O2= NaO·6V2O5

而在氧化膜/金属基体界面上，钒盐变成腐蚀钒盐放出氧，反应式为： mNa2O·nV2O5 = mNa2O·(n-p)V2O5·pV2O4+p1/2O2 反应式中，m、n、p 皆为整数。

所以锅炉受热面的钒蚀过程为：受热面表面沉积一层 V2O4-V2O5熔融物，在氧化物/ 气体界面发生反应：

2V4+ +1/2O2(g)=2V5++O2-

而在氧化物 / 铁的界面发生反应： 2V5++Fe = 2V4++Fe2+ 总反应为

Fe(s)+1/2O2(g)= Fe2++O2-

也就是说，在氧化物/铁界面，铁发生溶解，此后，Fe2+向气体、氧化物界面扩散，并且以FeO析出，结果在外表面形成一层非保护性的FeO膜，由于生成FeO的反应明显加快，所以在铁的表面上Fe2+不会饱和，铁持续不断发生溶解[1]。

2防止高温腐蚀的措施

（1）在水冷壁，过热器管等受热面管表面喷涂耐腐蚀材料，或提高金属材料的耐腐蚀性能。

（2）采用低氧燃烧技术。减小炉内的过量空气系数，自由氧原子的生成量减少，二氧化硫转化为三氧化硫的转化率降低，三氧化硫的浓度低，发生高温腐蚀的机会就会减少。另外，降低氧浓度，也可防止金属氧化和V2O5的生成，降低钒腐蚀的发生。

（3）合理配风和强化炉内气流的湍流混合过程，避免出现局部还原性气氛，以减少 H2S 和硫化物型腐蚀。可采用“风包煤”、增加侧边风技术以减少高温腐蚀。

（4）加强一次风煤粉气流的调整，尽可能使各燃烧器煤粉流量相等，使燃烧器内横截面上煤粉浓度均匀分布，以保证燃烧器出口气流的煤粉浓度均匀分布。控制适当的煤粉细度，煤粉颗粒较粗时，火焰容易冲墙和煤粉难于燃尽，这样易引起高温腐蚀和磨损。（5）避免出现受热面壁温局部过高，控制炉内局部火炬最高温度及热流密度，特别是在燃烧器区域附近的火焰中心处，水冷壁的高温腐蚀速度很大。降低出口扭转残余、烟温偏差以及过热蒸汽流量分布偏差，以避免出现局部过高的壁温。

（6）采用烟气再循环，可以降低炉膛内火焰温度和烟气中的 SO3浓度，减轻高温腐蚀。

（7）采用贴壁风技术，在水冷壁壁面附近形成氧化气氛的空气保护膜，避免高温腐蚀。

（8）在燃料中加入添加剂，改变煤灰结渣特性。在油料中加入添加剂来提高灰分附着物的熔点，这类添加剂有MgO、CaO等，它们可以改善附着物的物理和化学性质，使相应的或稠密的附着物变疏松的颗粒状，易于从受热面上脱落，从而使由钒蚀引起的腐蚀速度降低1/2～1/3，但受热面可能出现堵灰。

（9））控制给水品质。控制给水品质，避免管内结垢，减少热阻，从而可以防止水冷壁壁温过高，预防高温腐蚀的发生。结论

锅炉向火侧的高温腐蚀多常见于大型锅炉当中，严重影响了锅炉的安全经济运行，因此研究向火侧高温腐蚀发生的机理，分析造成向火侧高温腐蚀的原因并寻找防止高温腐蚀的措施，将是以后科研工作的重点。为了更好的做好锅炉向火侧的高温腐蚀防护工作，深入系统的研究锅炉向火侧高温腐蚀的机理，应加强采用实验室模拟试验评定方法的研究，在实践中不断探索，总结和积累经验。

4参考文献

浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策 第3篇

一、锅炉的氧腐蚀现状

近年来，随着南平市经济的发展，锅炉数量增加很快，总数已达1500台左右，从每年的定期检验情况看，由于不按GB1576—2001的要求进行除氧，不能有效地控制给水和锅水指标，锅炉自身结构的缺陷，运行方式不合理，锅炉保养跟不上等，导致锅炉受力部件的氧腐蚀现象很严重。据统计，不同程度的氧腐蚀锅炉台数约占总数的10%(尤以采暖热水锅炉的氧腐蚀最为严重)。在这10%的锅炉中，轻者使受力部件的壁厚减薄，降低了锅炉的使用寿命，重者使元件无法满足强度要求，需要修理或报废，更严重者达到了临界爆炸的状态，直接威胁着人们的生命财产安全。就南平市来说典型例子如下：(1)某单位的DZL2—7蒸汽锅炉右集箱（φ159×6mm）中底部，在停炉检验时发现有—φ120mm的溃疡腐蚀，经铲除腐蚀物，发现剩余壁厚仅0.5mm。(2)某厂生产用锅炉DZL4—13，刚运行六年，因氧腐蚀问题，锅炉只能降压运行，无法满足要求而报废。(3)某养殖场SZL4—1.25型蒸汽锅炉改热水锅炉，锅筒内壁大面积溃疡腐蚀，深度达3.0mm，锅内胀接管端溃疡腐蚀，管头剩余厚度仅0.5mm。

二、腐蚀的机理和特征

按机理，可把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。一般化学腐蚀无电流产生，电化学腐蚀伴有电流的产生。对锅炉受力元件来说，水侧以电化学腐蚀为主，火侧（或烟气侧）以化学腐蚀为主。氧腐蚀实际上是一种电化学腐蚀，其机理为：由于锅炉水是一种有极性的电解质，在水的极性分子的吸引下，钢材表面的一部分铁原子，开始移入炉水而成为带正电的铁离子，而钢材上保留多余的电子带负电荷。若铁离子不断进入锅水，则使钢板（管）上逐渐出现坑洞，产生了腐蚀。锅水中的溶解氧具有去极化作用，会使这一过程加剧。而去极化作用的强弱与含氧量多少有关，也就是说溶解氧的含量决定着腐蚀的强弱，而两者成线性正比关系。如图所示。

三、影响氧腐蚀的主要因素

1、水中溶解氧的浓度

我国水质标准GB1576—2001表2规定，工作压力1.6＜P≤2.5MP的锅炉，溶解氧含量≤0.05mg/1；额定蒸发量D大于2t/h的锅炉，给水要除氧，D≤2t/h时应尽量除氧和注意防腐，表3规定，供水温度大于95℃时，溶解氧含量应≤0.1mg/1。有关资料表明，当含氧量控制在0.1mg/1时，氧腐蚀速度约为0.03mm/年，这样就可使锅炉寿命达到三十余年。而当含氧量达到8mg/1时，腐蚀速度为1.2mm/年，这样锅炉的使用寿命将大大缩短。所以应严格遵守GB1576—85的含氧量规定指标，且只要满足其控制指标，就一定能从这方面防止氧腐蚀。

2、 锅水的PH值

因锅水中含有溶解氧，当4＜PH＜7.0时，在金属表面发生着吸收氧和放出氧的反应，产生较弱的均匀腐蚀，当PH＜4时，腐蚀速度加剧；当7≤P＜10时主要发生着氧的去极化和氢氧化亚铁被氧化的反应，但腐蚀是很微弱的；当PH≥10时，钢的腐蚀由均匀转为局部，并具备了溃疡及孔蚀的条件，由此可见，当PH值在7附近时，腐蚀速度较小，当PH=9.5—10时，由于金属具有坚硬的氧化保护层，腐蚀速度最小。

3、水的温度

锅水的温度高，钢材表面温度也高，按照化学动力学规律，则Fe2+在水溶液中的扩散速度加快，电解质水溶液的电阻降低，因而腐蚀速度加快。对低压锅炉来说，其汽水系统的加热属于开式系统，所以当温度升高时，部分氧气被除去，这样，腐蚀速度与水的加热温度就必然出现一种先上升，到一定程度后再下降的关系，实验数据表明，t=65~70℃时均匀氧腐蚀最严重。对于局部腐蚀（溃疡腐蚀），前苏联全苏热工研究所实验室的研究结果表明，随着水温的升高，局部腐蚀的程度和速度明显提高，且腐蚀的最大值发生于T=90—100℃之间。这对于低温（95℃）采暖热水锅炉极为不利，这也是造成常见的热水锅炉氧腐蚀问题很严重的原因。

4、水流速度

当流速增加时，氧气扩散到金属表面的量也增加，使腐蚀过程加快，同时，过大的流速会造成金属破坏，产生冲击腐蚀。

四、防止氧腐蚀的对策

1、除去水中的溶解氧

根据前面的论述，我们发现，水中的溶解氧是发生氧腐蚀的元凶

而且随着含氧量的升高，腐蚀速度和程度加剧，因此，必须采取措施除氧，对低压锅炉来讲，简单易行的方法为热力除氧和化学除氧或两者结合。

2、保证锅水的PH值在合理的范围

按GB1576-2001规定，锅水PH=10—12，但其前提是在给水进行了充分除氧时，才能保证腐蚀程度较弱。目前，从运行锅炉的实际情况来看，大多数锅炉未配除氧设备，即使配有除氧器的，运行效果也不理想，在这种情况下，就不能死套水质标准，而要根据实际情况调整PH值的范围，因此，笔者认为宜将锅水的PH值控制在7—10范围内，因为只有这样腐蚀程度才最弱。

3、控制水的温度,使之避开腐蚀的最大值区域

由前面论述可知,在开式系统中，当水温T=65~70℃时，均匀腐蚀最强烈，T=90~100℃时，局部腐蚀最剧烈。因此，对热水锅炉和蒸汽锅炉的省煤器而言，在设计中或选用时应考虑到这一因素，对热水锅炉应尽量采用高温热水采暖，从而避开90~100℃时的腐蚀区域，对蒸汽锅炉的省煤器来讲，出水温度应尽量低（T＜65℃），或尽量高（T＞100℃），一避免氧腐蚀，实际上我国标准中规定的省煤器出水温度已经满足了这一点，需要指出的是，从防止氧腐蚀的角度出发，标准中应取消95°/70°参数的热水锅炉。

4、 水流速度

在锅炉设计时应考虑到水流速度对氧腐蚀的影响，从而给定一个最佳值。

5、运行方面应做到

①充分保证除氧器的运行效果，减少水中溶解氧。

②对于热水锅炉应尽量减少系统泄漏量，从而减少系统的补水量，最好使补水量控制在系统循环水量的0.5%以内。

③在热水锅炉的循环系统中设置合适有效的放气装置。

④加强水质处理和化验的监督，定时按要求排污。

6、停炉保养

由于保养不善或不保养，停炉状态下的腐蚀往往比运行状态下更严重，因此，做好停炉保养工作是防止氧腐蚀的有效途径之一，通常短期停炉采用湿保养法，长期停炉采用干保养法。

锅炉腐蚀案例分析 第4篇

2010年6月11日, 我们在对一民营企业的一台卧式燃油锅炉 (型号:WNS0.5-0.7-Y) 的检验中发现: (1) 在锅炉的波纹炉胆水侧出现大面积的点状腐蚀坑约有五十几个, 其中最大的直径20mm, 深3.5mm; (2) 锅炉锅筒和烟管都有均匀的红色毛刺锈迹; (3) 在锅炉的锅筒水侧底部也有十几个点状腐蚀坑, 其中最大的直径18mm, 深3.0mm。

询问司炉工和公司管理人员得知, 最近一年公司一个月只使用锅炉两到三次, 每次用10小时左右。每次使用完锅炉, 他们都会趁锅炉温度还比较高的时候把水放干。他们认为锅炉余热能把锅炉中不能排干的水蒸发干, 这样防止水分残留腐蚀锅炉。

2 腐蚀原因分析

(1) 氧环境的产生。

根据检验情况和询问情况, 我们可知:锅炉使用之后, 停炉时随着锅炉的排水, 大量的含氧空气会通过分汽包上的放空阀进入到锅炉内部。锅炉水放干后, 无法排掉的残余炉水, 可能会被锅炉余热蒸发, 但由于放空阀在分汽包上, 管线长口径又小, 所以蒸发所产生的蒸汽很难通过放空阀排掉。当锅炉慢慢冷却时, 这些蒸汽又重新凝结成水, 附着在锅炉水侧的表面形成水膜。而空气中的氧很容易在水膜中溶解并达到饱和。当氧反应掉时, 空气中的氧又会迅速不断的补充进来。

(2) 钝化膜的形成。

在这样的环境下, 锅炉表层的铁在水和氧的作用下氧化形成了不易被溶解的的氧化膜。这层氧化膜把铁和水和氧气分离开来, 因此使铁的溶解速度大大降低。所产生的钝化膜极薄, 金属离子和水中的阴离子可以通过膜进行迁移, 即成相膜具有一定的离子导电性。因而钝化以后, 并未停止溶解, 只是达到了一种平衡, 使溶解速度大大降低。

(3) 腐蚀处的环境分析。

综合检验情况, 我们可以发现:存在点状腐蚀坑的部位都是炉水易残留的部位, 即波纹炉胆顶部和锅筒底部。使用中锅炉炉水的PH值一般是10-12, 而且所含盐分也比给水高的多, 而且以氯化盐和硫酸盐居多。波纹炉胆顶部和锅筒底部的残留炉水经锅炉余热蒸发后, 炉水中的盐和碱析出残留在这些部位。当蒸汽重新冷凝形成水膜时, 这些地方的盐和碱的浓度也是最高的地方。也就是说这些部位的PH值和Cl-、SO42-的浓度都是大于炉水, 更大于其他部位的。

(4) 小孔腐蚀的产生。

根据能斯特方程, 钝化膜中的氧平衡电位为:

从上式我们可以看出PH值改变E随之改变, 当PH值在9-10时氧和钢铁的腐蚀电位差是最低的。而当PH值大于此数值时, PH值越高电位差越大, 腐蚀也就越容易。

处于钝化膜中的金属仍有一定的反应能力, 即钝化膜的溶解和修复处于动态平衡状态。当介质中含有活性阴离子 (尤其是Cl-) 时, 平衡就受到破坏, 溶解占优势。活性阴离子能优先的吸附在钝化膜上, 把氧原子排挤掉, 然后和钝化膜中的铁离子结合成可容性氯化铁。

Fe3+ (钝化膜中) +3 Cl- →FeCl3

FeCl3→Fe3+ (电解质中) +3 Cl-

氯化铁溶解后就露出钝化膜下面的金属表面, 结果在露出点上发生吸氧的电化学腐蚀, 在这点上就会慢慢形成小蚀坑即孔蚀核腐蚀坑形成后, 下次停炉时, 在腐蚀坑内又会残留更多的盐分和碱。从而进一步在这些部位进行腐蚀, 腐蚀坑的面积和深度也慢慢随之扩大, 直到锅炉内部检验之时。

3 预防措施

(1) 湿保养。

在锅炉短期内不用时, 宜采用湿保养, 即把锅炉注满水, 水位要没过水位表可见边缘, 把水温加热到80-90度, 保持一段时间让水中的氧气充分析出, 然后关闭放空阀和其他所有阀门。

(2) 干保养。

在锅炉长期不用时, 即停用时间大于三个月, 宜采用干保养, 在锅炉使用完毕后, 把锅炉里面的水放净, 用小火慢慢把炉内残留水烘干 (燃油燃气锅炉因连锁保护装置不能点火, 可趁锅炉温度高时放干炉水, 并迅速打开锅炉的人孔和手孔, 利用锅炉余热把水分蒸发干) 。在锅筒内放入干燥剂 (如氯化钙) 。关闭人孔手孔和所有的阀门, 防止有潮湿空气进入。

根据事故企业锅炉实际使用情况, 建议其停用使用湿保养方法。短期内不用时应根据湿保养要求放满水。而当采用干法保养时, 一定要确定锅炉内的所有水分都已经去除。

摘要：就定期检验中发现的WNS0.5-0.7-Y工业锅炉严重腐蚀事件, 应用电化学腐蚀原理分析其产生腐蚀的原因, 提出了加强工业锅炉停炉和保护的具体措施。

关键词：锅炉,腐蚀,电化学,锅炉检验,小孔腐蚀

参考文献

[1]魏宝明.金属腐蚀理论及应用[M].北京:化学工业出版社, 1996, (3) .

锅炉腐蚀 第5篇

关键词：冷凝腐蚀;回水温度;混水泵

中图分类号：TK229     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）03-0176-02

1  现状概述

供热初期或末期，特别是锅炉负荷波动较大或较低时，供回水温度普遍也会降低，此时发生的腐蚀较为强烈，这是因为，温度较低时，烟气较为潮湿，空气中的水分吸附在金属表面上，形成薄薄的水膜，此时的水膜呈酸性或弱酸性状态，原因如下：

一是烟气本身就含有酸性气体成份，这些酸性或弱酸性气体经过燃烧后，生成亚酸及盐类物质，加大了其本身的浓度及数量;

二是酸中的氢离子得到电子后析出氢气H↑形成了析氢腐蚀;

三是被电离的铁离子及产生的亚酸类物质、盐类物质混合在一起，如使其中的氧得到电子后又析出氢氧根离子，从而加快了化学变化的速度，也就是说，烟火管的腐蚀就是由低温烟气冷凝引起的潮湿与金属发生反应后形成的，如果锅炉长期处在低温状态下运行，特别是在锅炉尾部受热面长时间处在不干燥状况，金属表面结露严重，冷凝水又不能及时排净，这种工作环境状况，就是导致WNS型锅炉烟火管发生腐蚀的主要原因。

2  提高锅炉回水的积极意义

我国常规的有压热水锅炉的设计温度通常在95 ℃/70 ℃下运行的，由于常压热水采暖系统限制了系统的进出口热水温度，通常采用75 ℃/55 ℃作为热水采暖系统的运行温度。然而在实际运行中，由于要兼顾经济成本的考核，有一定数量的锅炉采用低温度、大流量的运行方式，错误地认为高温水通过管路比低温水热损失大，以减小燃气的消耗。

低温差运行导致运行流量远远大于单台锅炉的额定流量，不得不多启用锅炉，这样其它设备启用数量也相应增加，每台设备都处于低效运行，流量增大造成循环水泵电耗增加，管路中的流动阻力增加，运行和管理费用都相应增加。

低温差这样的运行方式，锅炉的进出水比上述温度要低的多，在常压热水锅炉的运行中这种现象更普遍一些，大部分锅炉厂和设计院要求回水温度不低于55 ℃。

大量实例证明，在如此低的温度下运行产生冷凝水是不可避免的，因此要避免产生冷凝腐蚀，就要设法提高锅炉的回水温度。

3  提高锅炉回水温度的两种方法及效果

3.1  第一种方法

第一种方法可以利用一次网循环水泵直接控制一次网流量，也就是锅炉系统的流量，来达到提高锅炉回水温度的目标。现阶段的一次网流量一般都采用大流量的方式，使得一次网与换热器的热交换频率加快了，锅炉就可以采用较低温度的供回水温度。这是因为一方面从节能降耗的角度考虑的;另一方面某些锅炉房在先期改造锅炉房，锅炉选型的时候考虑了今后会有供热面积的增加，所以选用了较大蒸吨的锅炉，使得现阶段现有锅炉的热效率无法达到较高的水平，也就是说某些锅炉并没有达到它本身的最佳状态。所以，这种大流量、小温差的做法，会使燃气锅炉长期处于低温运行的状态，产生冷凝水是不可避免的。因此，应该提高锅炉的供回水温度，在保证一次网水力平衡和水管锅炉水量要求的情况下，适当降低流量，采用小流量、大温差的方式。然而，这种控制一次网流量的做法，要实施起来也是需要一定的条件的，例如，供热面积不宜过大，否则影响一次网到各个换热站的水力平衡。因此，这种控制一次网的方法是不能很精确的控制锅炉的回水温度的。

3.2  第二种方法

第二种方法就是在锅炉的供回水之间加一个旁通，已达到提高回水温度的效果。通过增加回水混水泵，把锅炉的出水再打入到回水当中，这个流量大约是锅炉系统流量的1/3，这种方法也可以保证锅炉回水不低于55 ℃。去年我们在自己的锅炉房使用了这种混水泵的方案，管道离心泵流量为89 m3/h，是该锅炉系统流量的1/3。但是，由于我们对这种提高回水温度的方法并不十分了解，在实际应用中只是进行了很短时间的试验。运行参数见表1。

从运行参数可以看出，在提高锅炉目标温度的同时，启动混水泵，在运行初期，锅炉的回水温度明显提高了，但随之而来的是，燃气流量的增加，这样是不符合经济成本考核的。随着混水泵频率的加大，锅炉的出回水温度进一步提高，燃气流量并没有进一步增加，反而有了小幅降低。这是因为，混水泵把一部分出水打回了锅炉，直接提高了回水温度，而且锅炉出水量的减小，也使得供给二次网的热量也相应的减少了，因此燃烧器不需要较大的火焰，就能维持锅炉的热量，燃气量也就不是很大。如果能长时间的进行这种方法的运行，我们就可以得出更加准确的结论，以及更加科学的运行曲线。

3.3  两种方法的效果比较

目前，对锅炉混水有一种意见认为，锅炉进水不需要提温，本来锅炉出水温度就不是很高，再让混水自耗一部分，送出的热量就不够用了，再说太浪费天然气了，实际意义不大。笔者认为，这种意见实际是在认识上存在着误区，从理论上讲，能量是守恒的，热力学第一定律告诉我们，只要一个热力系统和另一个热力系统不发生冷热交换过程，功量和热量就不会无缘无故的自行消耗所减少或丢失，应该肯定的说是不会浪费天然气的，从长远观点看问题，对防治腐蚀和延长锅炉使用寿命还是大有益处的。所以，加装混水泵这种方法，是值得实践和推广的，有利于燃气锅炉的稳定、健康的运行，达到减低运行维修成本和节能减排的目的。

4  结  语

随着我国对燃料政策的调整，特别是国家对环境保护要求越来越高，燃气锅炉将会有一个较大的发展，我们对于燃气锅炉的安全运行要引起足够重视。尤其是在冷凝腐蚀方面，一定要引起注意，用更科学更有效的方法调高锅炉回水温度，以提高锅炉的热效率，节能减排，增加锅炉的运行寿命，是我们在今后的运行中重点研究的课题。

参考文献：

[1] 顾永国.WNS型燃气热水锅炉尾部冷凝水腐蚀分析及改进措施[J].工   业锅炉，2005，（3）.

[2] 沈贞珉，徐福安.燃气锅炉作业人员读本[M].北京：中国计量出版社，

2005.

[3] 张春蕾.锅炉高温大温差运行对供热节能的影响[J].暖通空调，2009，

（12）.

锅炉停用腐蚀分析及停用保养 第6篇

关键词：停用锅炉,腐蚀分析,停用保养

黄骅港地处渤海湾, 脚下是寸草不生的盐碱滩, 地下浸透着海水, 这里携带盐碱的潮湿海风比内陆强大了许多, 特有的盐碱潮湿自然环境给这里的所有钢铁设备带来的腐蚀是严重的, 同时因海边淡水的匮乏使这里每处锅炉的用水质量也不尽相同。采暖热水锅炉本来就是一个饱受侵蚀的钢铁设备, 在这样的环境下锅炉设备的内外腐蚀就更加突显严重, 近年来由于锅炉逐年进入中老龄, 因腐蚀而产生的锅炉爆管、漏水、炉皮锈蚀穿孔保温材料泄漏、烟风道腐蚀穿孔等问题逐年凸现出来。分析、研究、进而采取有效的防腐措施减缓锅炉设备腐蚀势在必行。

1 锅炉停用腐蚀分析

锅炉在运行中或停用时, 炉中的介质会使其金属发生腐蚀, 从而降低其使用寿命。在锅炉中以氧分子作为去极化剂的腐蚀过程, 称为氧去极化腐蚀 (即吸氧腐蚀) , 是自然界中普遍存在而且破坏性较大的一类腐蚀。锅炉系统设备停用期间发生的腐蚀属于氧去极化腐蚀。锅炉在停炉期间, 如不采取保养措施, 则锅炉的水、汽系统的表面会被溶解氧腐蚀, 其危害性要比运行时严重, 这是由于空气中的氧进入锅炉的水、汽系统内, 它或溶解于金属表面因受潮而生成的水膜中, 或溶解于锅炉的水、汽系统中, 由于这些溶解氧的存在, 而使金属受到溶解氧的腐蚀。

如停用锅炉的金属表面上积有水垢、水渣、其它沉积物时, 腐蚀过程进行得更快。这是由于金属表面上因有沉积物、或这些沉积物表面上有孔隙、裂缝等情况的存在, 使金属表面产生了不同的电极电位。溶解氧浓度大的地方, 电极电位高而成为阳极;溶解氧浓度小的地方, 电极电位低而成为阳极, 这部分电极电位低的阳极地区, 金属便被腐蚀。此外, 也可能因金属表面的沉积物溶解于金属表面的水膜中, 使水膜中的含盐量增加, 从而加速了这些部位的氧腐蚀。一般情况下, 在金属表面有水渣、沉积物的地方最容易发生氧的腐蚀。

停用锅炉发生的腐蚀, 与运行过程中发生的腐蚀情况一样, 都是属于电化学腐蚀。这种电化学腐蚀的损伤是溃疡性的, 腐蚀严重时, 也常出现皿状腐蚀和孔蚀, 它比锅炉在运行过程中发生的氧腐蚀要严重得多, 锅炉的各个部位都能发生这种腐蚀。这种腐蚀的产物大都是呈疏松状态的Fe2O3, 它在金属表面上的附着能力较小, 极易被水流带走, 从而增加炉水中的含铁量, 加剧锅炉受热面上沉积物的形成过程。此外, 由于这些沉积物在锅炉受热面上形成后, 使金属表面呈粗糙状态, 也是腐蚀的促进因素;而且停用锅炉所生成的腐蚀产物是高价氧化铁, 它在运行时能起阴极去极化作用, 被还原成亚铁化合物, 它是锅炉被继续腐蚀的因素, 其化学反应式如下:在阴极上的反应:Fe2O3+2e+H2O→2FeO+2OH-;在阳极上的反应:Fe→Fe2++2e;由于锅炉在运行过程中生成的腐蚀产物是亚铁化合物, 在停用时能被氧化成为高价铁的化合物, 这就促使腐蚀过程的反复进行下去, 因而经常启动、停用的锅炉, 其腐蚀就更为严重。

锅炉停用腐蚀的危害主要表现为两个方面:一是短期内停用锅炉即遭到大面积腐蚀, 甚至腐蚀穿孔;二是加剧锅炉运行时的腐蚀, 停用腐蚀的腐蚀产物在锅炉启动时进入锅炉, 促使锅炉锅水浓缩, 腐蚀速度增加并造成炉管内摩擦力增大、水质恶化等。由于锅炉停用腐蚀的危害性极大, 因此在锅炉停用期间必须采取适当的停炉保养措施, 避免和减缓锅炉因停用而发生的腐蚀。

2 锅炉停用保养的方法

为保证锅炉设备的安全经济运行, 锅炉在停用期间, 必须采取有效的防腐措施以避免或减轻停用腐蚀。锅炉停用腐蚀预防的基本原理是消除金属表面的氧化反应, 锅炉停用保养的方法很多, 其基本思路是:不让空气进入锅炉的水、汽系统内;保持停用锅炉水、汽系统金属内表面的干燥使其相对湿度小于20%;在金属表面形成具有防腐蚀作用的钝化保护膜以隔绝空气;使金属浸泡在含有除氧剂或保护剂的溶液中。常用的停炉保护方法有干式法和湿式法两大类。

2.1 湿法保养

此法是将具有保护性的水溶液充满锅炉, 杜绝空气中的氧进入锅炉内部。它因保护性水溶液的不同, 主要有下列几种。

2.1.1 联氨法

联氨法适宜于停用时间较长或者备用的锅炉。此法是将化学除氧剂联氨和氨水配成保护性水溶液用加药泵注入停运后锅炉的水、汽系统, 并使各部分都充满保护性水溶液、各处的浓度都均匀。联氨的加入量应使炉水中的过剩联氨浓度在150～200mg/l范围内, 加氨水的目的是为了使炉水的pH值达到10以上。当注入保护性水溶液前, 应关闭所有水、汽系统的阀门、通路、避免药液泄露和有氧气溶解到炉水中去。当保护性水溶液注满锅炉后, 应再次详细检查是否泄漏, 最好用泵将炉内保护性水溶液升压至0.5MPa以上, 以防止空气渗入进炉内而消耗化学除氧剂联氨。

采用此法保养的锅炉, 在启动前应排尽保护性水溶液并用水冲洗干净。注意联氨有毒, 排放前应予以稀释。采用此法时应绝对避免保护性水溶液进入到与锅炉中间再热器相连接的其它机械设备中去。

2.1.2 氨液法

由于钢铁在含氨量很大的水中不会被氧腐蚀, 因此, 将氨水配制成800mg/l以上的稀溶液, 用泵注入锅炉的水、汽系统中进行循环, 使各部分氨的浓度趋于一致, 然后关闭所有阀门和通路, 防止氨的稀溶液泄漏, 在保养期间应定期 (5d～10d) 检查炉水的含氨量, 若有下降应予以补充。锅炉在注入氨的稀溶液前应排除存水, 在启动前应将氨的稀溶液排尽后再进水。

氨液法适用于长期停用的锅炉。由于铜质制品会被氨液腐蚀, 故在注入稀氨液前应拆除或隔离铜质制品及零件。

2.1.3 保持给水压力法

保持给水压力法是在锅炉停用时, 即用给水泵将经过除氧的锅炉给水充满锅炉水、汽系统, 维持炉水的压力在1.0MPa, 再关闭全部阀门, 防止空气渗入炉内。保养期间, 应严密观察炉水压力, 发现压力下降, 即用给水泵再顶压。此法应每天测定炉水的溶解氧, 发现超过允许值时, 即予以更换全部炉水。最好在给水泵将给水注入锅炉的同时, 将化学除氧药剂亚硫酸钠随给水一起进入炉内, 以提高防腐效果。

此法适用于停用期一周以内的短期停用锅炉的保护。此法简单, 保护效果较好, 而且中止保护投入运行也很方便, 但锅内温度最好保持在10℃以上, 不能低于零度, 以免冻坏设备。

2.1.4 保持蒸汽压力法

锅炉因临时小故障或外部电负荷需求情况而处于热态备用状态, 或锅炉处于停用状态, 需采取保护措施, 并且锅炉必须准备随时再投入运行, 所以锅炉不能放水, 也不能改变锅水成分。这种情况下, 可采用保持蒸汽压力法。方法是:在锅炉停用后, 用间断升火的办法保持锅炉蒸汽的压力大于0.5MPa, 一般使蒸汽压力达0.98MPa, 防止外部空气渗入锅炉的水、汽系统内。在保养期间, 炉水应进行硫酸根校正处理, 即按运行时的要求向炉内增加硫酸盐, 以增强防腐效果。

此法适用于一周以内的短期停用保护, 优点是保护操作简便, 启动和升压迅速, 锅炉能随时投入运行, 缺点是耗费较大。

2.1.5 碱液法

碱液法是向炉水中添加碱液 (氢氧化钠NaOH、磷酸三钠Na3PO4) , 使锅炉中充满pH值在10以上的水, 以抑制水中的溶解氧对锅炉的腐蚀。配制碱液应用锅炉给水或软水。锅炉在进碱液前应处于低水位状态, 在碱液进入后, 需用泵将锅炉内的水循环流动, 并使锅炉充满碱液, 以使锅炉内各处的碱液浓度均匀一致。保养期间, 应每天检查, 发现泄漏及时消除, 保证炉水的碱度。锅炉启动时, 应排尽碱液并用水冲洗干净, 尤其是停用时积有水垢的锅炉更须冲洗干净。因为水垢被碱液浸泡后会脱落, 若冲洗不干净会堵塞管道。碱液的配制如表1所示。

此法适用于较长时间停用的中、低压小容量锅炉。

2.1.6 磷酸盐和亚硝酸盐混合液保养法

由于磷酸三钠混合液能在金属表面形成保护膜, 它可以防止金属的腐蚀。将亚硝酸钠∶磷酸三钠=1∶1的混合液注满锅炉的各个部分, 即能防止锅炉金属发生腐蚀。锅炉在启动前应排尽这种溶液, 并需冲洗干净。

此法适用于中、低压锅炉的保养。

2.2 干法保养

干法保养就是锅炉的金属表面保持干燥, 从而防止金属发生腐蚀。干法保养主要有下列几种。

2.2.1 烘干法

锅炉停运后, 降低炉水的水温到100℃时, 放尽炉水, 利用炉内余热或再在炉内点火, 也可将热风引入炉膛, 使锅炉内部的金属表面被烘干, 便可抑制锅炉金属的腐蚀。

此法非常简便, 但只适用于短期或锅炉检修期间的防腐。

2.2.2 充氮法

由于氮气很稳定、又无腐蚀性, 故可用来防止锅炉在停用期间发生腐蚀。使用此法时, 可将纯度99%以上的氮气充入锅炉的水、汽系统内, 并保持锅炉内氮气的压力为0.5大气压以上即可。锅炉水、汽系统内的存水如不放掉的话需加入一定剂量的化学除氧剂 (联氨或亚硫酸钠) , 并保持存水的pH值在10以上。充氮气时, 水汽系统的阀门均应关闭, 并保持严密不泄漏。保养期间应定期检查水中的溶解氧、过剩联氨量和氮气的压力, 如水中溶解氧升高、过剩联氨量降低、氮气压力下降时应检查泄漏的地方并予以消除后再补充氮气。

2.2.3 干燥剂法

此法是通过把生石灰放入炉内和炉外 (燃烧室, 烟道) 用以吸收锅炉内的水份。锅炉停用后, 在锅炉水温降至100℃时, 排尽锅炉各部分存水, 并微火烘烤锅炉金属的表面, 使其干燥, 最好除去水、汽系统内的水垢和水渣 (因水垢和水渣具有良好的吸潮能力, 能促进锅炉金属的腐蚀) , 然后在锅炉气包和联箱内放置干燥剂, 并严密关闭锅炉水、汽系统上的所有阀门, 防止外界湿空气进入而腐蚀金属。干燥剂可盛于有较大面积的容器内, 沿锅炉汽包和联箱长度方向均匀排列于汽包和各联箱内。装入的数量和位置应在锅炉保养记录内, 以免投入运行时忘记取出。

常用的干燥剂及它们的加入量如表2所示。

干燥剂放入一个月后应进行第一次检查, 如发现潮解, 应立即更换或烘干, 以后可每三个月检查一次。干燥剂法防腐效果好, 适用于中、低压, 小容量汽包锅炉的长期停用保养, 汽包容积占整个锅炉水容积的比例越大, 此法越方便。

特别注意, 如果锅炉水侧发生腐蚀或结垢在停用期不宜采用干燥剂法进行停炉保护, 这是由于锅炉水侧表面已经产生氧腐蚀, 锅炉在停炉期间, 水侧表面吸收空气中的水分而形成水膜。生石灰与炉内空气结合产生氧气, 氧气进入水膜和铁作用生成铁锈, 加剧锅炉表面腐蚀, 被腐蚀的锅炉投入运行后, 铁锈在高温下又会加剧腐蚀深度和扩大腐蚀面积, 严重降低钢板强度。

3 选择停炉保养方法的原则

锅炉停炉保养方法很多, 它们各有特点和适用范围, 在选择时应根据锅炉结构、停用时间、各种方法的效果和应用条件等多种因素综合考虑来选择。

(1) 锅炉的结构。如锅炉在停炉保养时不能将存水排尽、烘干, 就不能用干燥剂;保养后如不能进行彻底冲洗干净, 就不宜用碱液法。锅炉结构复杂的或高压汽包锅炉, 一般宜采用充氮法、联氨法或氨液法, 但在启动前应对水、汽系统进行彻底冲洗。

(2) 停用时间。短期停用的锅炉应采用在短时间内即能启动的方法, 如保持蒸汽压力法、保持给水压力法等。长期停用的锅炉, 应采用干燥剂法、联氨法或氨液法等。

(3) 环境温度。选择锅炉停用保养方法时, 应考虑到气候季节和环境温度, 如遇冬季应考虑到水或溶液有否冰冻的可能;如锅炉周围的环境温度可能低于0℃时, 不能采用氨液法或碱液法, 因有可能使水、汽管路冻裂。

(4) 水的质量。采用满水保养的方法时, 必须是软水或除盐水, 不然锅炉保养的效果往往不够理想。

(5) 锅炉房现场的具体条件。应考虑到有否相邻锅炉的热风可以作为烘干用;排除炉水或溶液后冲洗时, 水的流量和流速是否符合要求等。

4 结语

燃煤锅炉露点腐蚀实验研究 第7篇

西安交通大学锅炉教研室提出了一种独立于运行系统的烟气深度冷却余热回收系统[8],可将烟气温度降到适合脱硫的90℃左右,回收的余热用于加热凝结水或暖风器,经计算可降低煤耗1～3g/kWh。但此系统中,循环水温通常为40～80℃,受热面面临的低温腐蚀风险较大。

过去低温腐蚀研究多集中在燃油锅炉和浸泡实验上[9,10,11,12,13,14],很少有人提到燃煤锅炉中的低温腐蚀研究。随着材料工艺的发展,先后研究出了Corten钢、316L钢、ND钢等耐低温腐蚀材料,但都没经过实炉低温腐蚀研究[15]。本工作以新型实验装置为基础,选择ND钢、Corten钢、316L钢作为研究对象,以20G与20#碳钢为对比材料,以内蒙古大唐国际托克托发电有限公司5#机组为实验平台,对各材料进行低温腐蚀实验。主要研究电站系统采用烟气深度冷却器后,受热面硫酸结露的外部特性,利用SEM,XRD,EDS对腐蚀后的试样进行分析,揭示材料低温腐蚀机理;测量各种材料在不同壁温下的腐蚀速率,指导工程实践,促进火力发电厂节能减排事业的发展。

1 实验装置及方法

1.1 实验系统

本实验以内蒙古托克托电厂600MW亚临界参数燃煤发电机组为实验平台,实验期间锅炉负荷维持在500MW左右,排烟温度为150℃左右,由前苏联公式[11]计算得出的酸露点为103.4℃,水露点为44.6℃。

本实验将新型实验系统安装到锅炉尾部静电除尘器与脱硫塔之间的水平烟道上,实验点如图1所示。

本研究提出一种新型的低温腐蚀实验装置,形式上采用套管结构实现内部水循环,建立不同水平的金属壁温,从而完成低温腐蚀性能研究。实验装置如图2所示,在烟气流动方向上,水冷套管放置于烟道中,烟气冲刷水冷套管的外壁面,同时循环水由高温循环机进入水冷套管,高温循环机控制循环水的温度,同时为水的循环提供动力,循环水流经水冷套管后进入流量计,流量计用以控制循环水的流量。水冷套管由循环水入口管和循环水出口管组成(图3)。循环介质出口管由间隔分布的实验段和非实验段构成。实验段是由5种不同材料的实验管段焊接而成的组合管段,焊接顺序如图4所示。水冷套管外壁面的温度用热电偶来监测,壁面温度低于烟气露点时,烟气中的硫酸蒸汽会在壁面凝结,进而腐蚀实验段。

316L,20#钢,ND和20G都选用ϕ38mm×4mm的无缝钢管,截成30mm长的管段,Corten钢用2.5mm厚的钢板卷成ϕ40mm×2.5mm的有缝钢管,也截成30mm长的管段,5种材料均用氩弧焊焊接。

实验结束后对腐蚀后的钢管进行切割,切割试样如图5所示。由于试样经过腐蚀,腐蚀层较脆,在打磨和抛光时容易脱落,利用牙托粉将试样浇铸起来后再进行处理,浇铸后的试样如图6所示。浇铸后的试样依次经400,600,800,1000,2000号砂纸打磨,抛光机抛光后进行SEM和EDS分析。

1.2 实验参数

对5种材料的抗露点腐蚀能力进行了实炉测量,实验期间基煤成分分析如表1所示,其中挥发份为40%(质量分数,下同)。5种材料的成分分析如表2所示。

低温腐蚀影响因素较多,其中壁温的影响最为主要,因此本工作主要研究不同材料的金属腐蚀速率随壁温的变化曲线,从而确定出各种材料的安全壁温。

由于烟气冷却器处在尾部受热面,其循环介质为末级低压加热器内的水,水温一般在40～80℃之间,因此实验中循环介质温度控制在30,40,50,60,70,80℃五档,每个温度腐蚀72h。

2 结果及分析

2.1 角度对腐蚀速率的影响

在露点腐蚀过程中,由于与迎风面不同夹角处的积灰厚度不同,金属基体受到的腐蚀也会不尽相同,图7为不同角度(5～175°)的金属腐蚀图。

图8为不同角度的金属腐蚀层厚度图。可以看出金属管存在两个腐蚀最严重的区域,分别为迎风面与背风面,中间腐蚀趋于缓和。迎风面的腐蚀层比较脆,容易剥落,而背风面的腐蚀层较致密。

对迎风面腐蚀层进行线扫描分析,得出迎风面腐蚀层中含有大量的O,Si,Al,K,Na,Ca,S等元素,这些元素都是灰分中的成分,而迎风面又是积灰最严重的区域,因此可以推断,迎风面金属与灰分反应比较充分,腐蚀机理主要是凝结的酸液被灰分吸收,与灰分反应形成黏性积灰,而黏性积灰又对金属管壁形成严重的腐蚀;对背风面腐蚀层进行分析,得出其中所含的灰成分较少,主要是Si,其他元素很微量,可推断背风面的腐蚀机理主要是冷凝的酸液腐蚀,由于灰分含量少,酸液并没有被灰分充分吸收,多余的酸液直接与管壁进行反应,造成严重腐蚀。

由于迎风面腐蚀量大且积灰严重,本工作对各入口水温下的管壁试样进行SEM和EDS分析,研究露点腐蚀机理和材料的抗露点腐蚀能力。

2.2 入口水温对露点腐蚀的影响

图9为各材料腐蚀层厚度对比图。可知,316L的腐蚀量随着入口水温的升高而降低;Corten钢与ND钢在60℃时腐蚀量达到最小值;20G与20#钢在70℃时腐蚀量达到最小值。除316L外,其余4种材料的腐蚀量都呈现出先降低后升高的趋势。5种材料的耐腐蚀能力:316L>ND>Corten>20G>20#,316L,Corten钢及ND钢的耐腐蚀能力明显强于普通的20G及20#。

传统理论[11]认为:壁温在水露点以下时,大量的水与酸凝结,再加上其他酸性气体也溶于水中,因此腐蚀速率很高;壁温在水露点以上时,只有稀硫酸凝结,因此腐蚀速率明显降低,且随着壁温的升高,凝结酸的浓度不断增大,反应活性降低,酸量也减少,因此腐蚀速率随着壁温的升高而降低;当超过60℃时,虽然酸量减少,硫酸浓度升高,但是由于壁温的升高,提高了反应活性,因此腐蚀速率随着壁温的升高而升高。

本工作认为70,80℃的腐蚀速率大于60℃的,除了传统理论所说的壁温高、酸的活性大以外,还有一个重要因素是积灰量的减少。壁温升高导致积灰量下降,使得灰分对酸的吸收和中和作用降低,部分冷凝的硫酸接触到了管壁。

2.3 酸露点预测方法

目前存在的多种酸露点计算公式得出的结果偏差较大[16],且都是20世纪六七十年代以前提出的,对现代锅炉的适用性受到了怀疑。因此应该通过现场实验筛选出一种酸露点计算公式,为以后更快更简单预测露点腐蚀提供依据。验证方法主要就是实测酸露点值,与计算公式得到的结果进行对比,从而筛选公式及修正公式。酸露点的实测可以包括直接测量和间接测量,本文提出一种利用低温腐蚀实验装置间接测量酸露点的方法,为酸露点公式的筛选和修正提供依据。

新型露点腐蚀装置得到的实验结果如图9所示,腐蚀趋势与传统理论[11]一致,充分说明实验装置的可靠性,因此可以利用该装置对金属的露点腐蚀速率进行测量,绘制腐蚀速率与壁温的变化曲线,从壁温中反推出烟气的酸露点。由于抗硫酸露点腐蚀钢的腐蚀速率不明显,因此本文推荐使用抗硫酸露点腐蚀能力最差的20#为实验材料,测量烟气的酸露点。

2.4 露点腐蚀机理

本工作以30℃入口水温下的ND钢为例,对腐蚀层由外到内进行点能谱分析,分析各元素的迁移规律,各点位置如图10所示。

从点7到点10,含量最多的是O元素,由外到内逐渐减少,为48.71%,43.3%,39.57%,0%;S含量也是由外到内逐渐减少,为1.34%,1.02%,0.38%,0%。

低温腐蚀原理主要有两种观点:

第一种观点,以电化学腐蚀为基础,认为在酸性溶液中(PH<4)主要发生金属与酸的反应[9]:

Fe→Fe2++2e- (1)

2H++2e-→H2↑ (2)

在中性或者弱酸性溶液中(PH>4)主要发生氧化还原反应:

O2+2H2O+4e-→4(OH)- (3)

4Fe(OH)2+ 2H2O+O2→4Fe(OH)3 (4)

第二种观点,认为低温腐蚀主要是化学腐蚀与电化学腐蚀综合腐蚀[11]:

Fe2O3+6H++3SOundefined→3H2O+2Fe3++3SOundefined (5)

Fe+2H++SOundefined→H2+Fe2++SOundefined (6)

4Fe+8H++4SOundefined→4H2O+FeS+3Fe2++SOundefined (7)

Fe2O3+5Fe+H2SO4→H2+7H2O+FeS+4FeSO4+ Fe2 (SO4)3 (8)

因此腐蚀产物主要以低价铁的硫酸盐及铁的氧化物组成。

本文认为在腐蚀初期,主要发生金属及金属氧化物与酸的反应,主要反应机理与第二种观点相同。随着反应的进行,管壁表面被积灰覆盖,灰分可以吸收酸液,且其中含有的碱性氧化物也可以中和酸,酸液已经不能轻易与金属表面相接触。经过灰分过滤后未反应的微量酸及水分与管壁面接触,同时烟气中的氧气也可以扩散进来,因此会发生氧化还原反应,腐蚀产物主要为铁与氧的化合物。从点扫描中可以看出,腐蚀层主要由Fe与O组成,S含量很少,因此不能说腐蚀产物主要是铁的硫酸盐,而应该是铁的氧化物。

低温腐蚀反应顺序如图11所示,首先金属及金属氧化物与酸反应,产物主要是金属的硫酸盐,很快管壁面会被积灰覆盖,接下来在外层发生的是积灰与酸液的反应,在内层发生的是管壁面与水和氧的氧化还原反应。腐蚀产物的顺序:第一层是灰分及与酸的反应产物,该层较厚;第二层为铁的硫酸盐,该层很薄;第三层为铁的氧化物,该层较厚,构成了主要的腐蚀层。

由此可知,含灰气流对金属管的腐蚀主要为电化学腐蚀,而316L 中Cr含量高,Cr具有很强的抗O腐蚀能力,因此316L具有很强的抗低温腐蚀能力。该现象也反映出黏性积灰下的低温腐蚀主要是O腐蚀。

3 结论

(1)提出一种新型露点腐蚀实验装置,得出的结果真实可靠,并以此为基础提出一种利用实验装置测量酸露点的方法。

(2)露点腐蚀中,管子迎风面与背风面的腐蚀最严重,中间腐蚀趋于缓和。

(3)当受热面入口水温高于40℃后,5种材料的抗腐蚀能力:316L>ND>Corten>20G>20#。

浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策 第8篇

近年来，随着泉州市经济的快速发展，锅炉数量增加很快，总数已达3000台左右，从每年的定期检验情况看，由于大部分没按GB1576—2001的要求进行除氧，不能有效地控制给水和锅水指标，锅炉自身结构的缺陷，运行方式不合理，锅炉保养跟不上等，导致锅炉受力部件的氧腐蚀现象很严重。据统计，不同程度的氧腐蚀锅炉台数约占总数的5%(尤以采暖热水锅炉的氧腐蚀最为严重)。在这5%的锅炉中，轻者使受力部件的壁厚减薄，降低了锅炉的使用寿命，重者使元件无法满足强度要求，需要修理或报废，更严重者达到了临界爆炸的状态，直接威胁着人们的生命财产安全。就泉州市来说典型例子如下：1)某单位的DZL2～7蒸汽锅炉右集箱(φ159×6mm)中底部，在停炉检验时发现有—φ120mm的溃疡腐蚀，经铲除腐蚀物，发现剩余壁厚仅0.5mm。2)某厂生产用锅炉DZL4～13，刚运行六年，因氧腐蚀问题，锅炉只能降压运行，无法满足要求而报废。3)某养殖场SZL4～1.25型蒸汽锅炉改热水锅炉，锅筒内壁大面积溃疡腐蚀，深度达3.0mm，锅内胀接管端溃疡腐蚀，管头剩余厚度仅0.5mm。

2 腐蚀的机理和特征

按机理，可把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。一般化学腐蚀无电流产生，电化学腐蚀伴有电流的产生。对锅炉受力元件来说，水侧以电化学腐蚀为主，火侧(或烟气侧)以化学腐蚀为主。氧腐蚀实际上是一种电化学腐蚀，其机理为：由于锅炉水是一种有极性的电解质，在水的极性分子的吸引下，钢材表面的一部分铁原子，开始移入炉水而成为带正电的铁离子，而钢材上保留多余的电子带负电荷。若铁离子不断进入锅水，则使钢板(管)上逐渐出现坑洞，产生了腐蚀。锅水中的溶解氧具有去极化作用，会使这一过程加剧。而去极化作用的强弱与含氧量多少有关，也就是说溶解氧的含量决定着腐蚀的强弱，而两者成线性正比关系。如图所示：

3 影响氧腐蚀的主要因素

3.1 水中溶解氧的浓度

我国水质标准GB1576～2001表2规定，工作压力1.6

3.2 锅水的PH值

因锅水中含有溶解氧，当4

3.3 水的温度

锅水的温度高，钢材表面温度也高，按照化学动力学规律，则Fe2+在水溶液中的扩散速度加快，电解质水溶液的电阻降低，因而腐蚀速度加快。对低压锅炉来说，其汽水系统的加热属于开式系统，所以当温度升高时，部分氧气被除去，这样，腐蚀速度与水的加热温度就必然出现一种先上升，到一定程度后再下降的关系，实验数据表明，t=65～70℃时均匀氧腐蚀最严重。对于局部腐蚀(溃疡腐蚀)，前苏联全苏热工研究所实验室的研究结果表明，随着水温的升高，局部腐蚀的程度和速度明显提高，且腐蚀的最大值发生于T=90～100℃之间。这对于低温(95℃)采暖热水锅炉极为不利，这也是造成常见的热水锅炉氧腐蚀问题很严重的原因。

3.4 水流速度

当流速增加时，氧气扩散到金属表面的量也增加，使腐蚀过程加快，同时，过大的流速会造成金属破坏，产生冲击腐蚀。

4 防止氧腐蚀的对策

4.1 除去水中的溶解氧

根据前面的论述，我们发现，水中的溶解氧是发生氧腐蚀的元凶。而且随着含氧量的升高，腐蚀速度和程度加剧，因此，必须采取措施除氧，对低压锅炉来讲，简单易行的方法为热力除氧和化学除氧或两者结合。

4.2 保证锅水的PH值在合理的范围

按GB1576-2001规定，锅水PH=10～12，但其前提是在给水进行了充分除氧时，才能保证腐蚀程度较弱。目前，从运行锅炉的实际情况来看，大多数锅炉未配除氧设备，即使配有除氧器的，运行效果也不理想，在这种情况下，就不能死套水质标准，而要根据实际情况调整PH值的范围，因此，笔者认为宜将锅水的PH值控制在7～10范围内，因为只有这样腐蚀程度才最弱。

4.3 控制水的温度，使之避开腐蚀的最大值区域

由前面论述可知，在开式系统中，当水温T=65～70℃时，均匀腐蚀最强烈，T=90～100℃时，局部腐蚀最剧烈。因此，对热水锅炉和蒸汽锅炉的省煤器而言，在设计中或选用时应考虑到这一因素，对热水锅炉应尽量采用高温热水采暖，从而避开90～100℃时的腐蚀区域，对蒸汽锅炉的省煤器来讲，出水温度应尽量低(T<65℃)，或尽量高(T>100℃)，一避免氧腐蚀，实际上我国标准中规定的省煤器出水温度已经满足了这一点，需要指出的是，从防止氧腐蚀的角度出发，标准中应取消95°/70°参数的热水锅炉。

4.4 水流速度

在锅炉设计时应考虑到水流速度对氧腐蚀的影响，从而给定一个最佳值。

4.5 运行方面应做到

1)充分保证除氧器的运行效果，减少水中溶解氧。2)对于热水锅炉应尽量减少系统泄漏量，从而减少系统的补水量，最好使补水量控制在系统循环水量的0.5%以内。3)在热水锅炉的循环系统中设置合适有效的放气装置。4)加强水质处理和化验的监督，定时按要求排污。

4.6 停炉保养

由于保养不善或不保养，停炉状态下的腐蚀往往比运行状态下更严重，因此，做好停炉保养工作是防止氧腐蚀的有效途径之一，通常短期停炉采用湿保养法，长期停炉采用干保养法。

锅炉氧腐蚀产生的原因及措施 第9篇

1.1 氧腐蚀的范畴

从历年来分析锅炉降低使用寿命和加大检修量, 增加生产成本的主要原因是因为锅炉的氧腐蚀。

1.2 反应机理

1.2.1 反应方程式

从上面的反应方程式 (1) , (2) , (3) (4) 可以判定出由单质的铁变成和红褐色的铁的胶体。使锅炉本体发生腐蚀。

1.2锅炉停用期间的氧腐蚀发生的原因

停炉期间, 锅筒内的水蒸气和氧气和铁的反应并没有停止, 继续反应方程式为:

从上述 (5) , (6) , (7) 反应方程式就可以表明锅炉本体和受压部件的严重腐蚀。

1.3 氧腐蚀产生的影响因素:

1.3.1 氧的浓度

在发生氧腐蚀的条件下, 随着氧的浓度增加, 加快金属腐蚀速度。

1.3.2 锅炉锅水PH值的影响:

(1) 当锅炉锅水的PH<4, 腐蚀速度猛增, 主要是氢离子去极化加速了腐蚀速度。 (2) 当锅炉锅水的4<PH<10, 腐蚀速度几乎为零, 溶解氧的浓度没有改变。 (3) 当锅炉锅水的10<PH<13, 金属腐蚀速度和抑制腐蚀的速度基本相等。停止对金属的腐蚀。 (4) 当锅炉锅水的PH>13, 腐蚀产物变成可溶性HFe O2-, , 加剧了腐蚀速度。

1.3.3 锅炉炉水流速的快慢对锅炉腐蚀有很大:

(1) 当锅炉锅水的水流速度≥10m/S, 这时水中的各种物质扩散的非常快, 就会加速腐蚀。 (2) 当锅炉锅水的水流速度≤0.2m/S, 这时水中的气体就会析出, 一部分气体会附着在金属壁上, 附在金属壁上的气体会加速金属氧腐蚀。 (3) 水流速度很慢时, 就会造成各种杂质在炉内发生沉积, 还由于炉水一般含盐量高, 从而会加速腐蚀。 (4) 锅炉的补水量增大。补水量和除氧效果是成反比的, 补水量越大, 从密封不严处带入的氧气就越多。例如, 神华准能黑岱沟供热车间在供热期间的三台循环硫化床热水炉的每小时补水量是60T。要想保持锅炉不腐蚀, 除了增加相应台数的除氧设备, 还必须采取相应的措施。增加相应台数的热交换器。

2 金属氧腐蚀对安全生产造成很大的不利因素:

2.1 氧腐蚀对锅炉安全运行的危害

(1) 使金属表面变薄和粗糙。 (2) 结生水垢。水垢能导致垢下金属腐蚀锅炉受热面内有水垢附着的条件下, 从水垢的孔、缝隙渗入的锅水, 在沉积的水垢层与锅炉受热面之间急剧蒸发。在水垢层下, 锅水可被浓缩到很高浓度。其中有些物质在高温高浓度的条件下会对锅炉受热面产生严重腐蚀。为了锅炉安全经济运行, 除氧是尤为重要的。

2.2 锅炉氧腐蚀的防止

为了遏制和预防氧腐蚀必须做到以下几点建议:

(1) 做好锅炉锅内水处理工作。只有做好锅炉水处理工作, 才能保证锅炉能够安全、经济、可靠而稳定运行。1) 锅内水处理工作的方针:对症下药, 量水投药, 科学排污, 严格监督。2) 合理投放水处理药剂。 (2) 做好排污工作。 (3) 采用合理的锅炉设计和安装方案为了防止锅炉氧腐蚀, 锅炉的设计和安装应比较合理, 以保证锅炉运行时管壁温度和水循环的状况符合要求 (4) 做好锅炉启停运保养工作。要想在停止运行期间的锅炉做好防止氧腐蚀保护, 常用的最佳停止运行期间防止氧腐蚀方法有停炉十八胺保护法, 此方法在锅炉锅筒内形成一种保护膜, 起到防氧腐蚀的作用。 (5) 提高检修精度。合理的检修, 增加锅炉设备及锅筒及辅助设备的的密封程度, 对锅炉的氧腐蚀起到很大的抑制作用。 (6) 补给水微调至中性。补给水微调至中性腐蚀速度上升。当氧起钝化剂作用时, 氧的存在是降低腐蚀速度的。并可以达到保护的目的。中性处理对条件的要求比较严格, 如果控制不好, 不但起不到防腐的作用, 还可能引起腐蚀。中性处理只能用于直流炉, 不能用于汽包炉。因为, 汽包炉的炉水电导率随着水的蒸发而提高, 这样, 电导率不能维持在规定的范围内。 (7) 给水的有机化学反应。给水络合处理后, 只生成铁的络合物, 它分解以后可以在金属表面生成Fe3O4保护膜。从而达到防止锅炉氧腐蚀。 (8) 降低锅水水流速度。水流速度快慢直接影响氧气的进入锅筒的含量, 水流速度和氧气的进入含量成正比。 (9) 增加相应台数的热交换热器。

2.3 锅炉补给水除氧的目的

在锅炉给水处理工艺过程中, 除氧是非常关键的一个环节。氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物质, 给水系统中的氧应当迅速得到清除, 否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件, 腐蚀性物质氧化铁会进入锅炉内, 沉积或附着在锅炉管壁和受热面上, 形成难溶而传热不良的铁垢, 腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑, 阻力系数增大。管道腐蚀严重时, 甚至会发生管道爆炸事故。

2.4 控制给水溶解氧的浓度

GB1576-2008<<工业锅炉水质标准>>规定Ro2<0.1mg/L.

3 除氧途径的分析

下面介绍几种锅炉给水除氧的方法, 提供给锅炉给同行或从事水处理工作的人们运用。

3.1 除氧的方法

3.1.1 物理方法

常用的有:热力除氧法;真空除氧法;解析除氧法;艾吉克脱气膜除氧。

艾吉克脱气膜热力除氧器是保证电厂和工业锅炉安全运行的重要设备涉及一种用热力方法除氧的装置防止锅炉等热力设备及管道的腐蚀和传热恶化, 在艾吉克脱气膜热力除氧器中增设内部能量循环装置, 同步通断控制装置, 保证热力设备安全、经济地运行。

艾吉克脱气膜热力除氧器的能源节约效果非常好, 同时可以在锅炉给水泵同一地面安装设备节省投入, 蒸汽减压装置输出压力由0.02MPa改变为0.04-0.09 MPa表压。

3.1.2 其特点

无需加强基地, 普通基地即可;无需高位安装, 地面即可;无需加蒸汽。

3.1.3 真空除氧的特点

(1) 真空一体化除氧器结构设计简单, 占地空间小, 可以低位布置。

(2) 真空一体化除氧器是热水锅炉专用, 适用于常温水除氧, 运行费用低。

(3) 真空一体化除氧器不受进水温度和除氧器负荷波动影响, 除氧器运行稳定, 除氧效果好。

(4) 真空一体化除氧器使用时只需控制真空, 既可间断运行也可以连续运行, 适应性强, 属于节能环保型先进产品。

(5) 真空一体化除氧器优点:不结垢, 无汽化, 耗量低, 除氧效果好。

(6) 真空一体化除氧器操作控制方式分手动操作控制和PLC自动化控制, 用户订货时自己选择。

(7) 真空一体化除氧器溶解氧含量可以控制在0.05-0.1mg/L范围之内。

3.1.4 热力除氧的优点:

(1) 除氧后的水中的含盐量不会增加。

(2) 气体溶解量也不会增加。

(3) 操作控制相对轻易, 而且运行稳定, 可靠, 是目前应用最多的一种除氧方法。也是最普遍的一种除氧方法。

3.1.5 解析除氧方法的优缺点

(1) 解吸除氧方法的优点:解吸除氧设备小, 制造轻易, 耗钢材, 投资低;操作方便, 运行可靠;

不用化学药品, 减少了环境污染;可在低温下除氧, 节约了热能, 降低了成本。

(2) 解吸除氧方法的缺点:只能除去水中氧气而不能除去其他不凝气体, 水中二氧化碳含量有所增加, 给水的PH略为降低;水箱水面不能密封, 有时使除氧后的水与空气接触从而影响除氧效果。

我公司两个锅炉车间均采用解析除氧。

3.1.6 树脂除氧方法的优缺点:

(1) 树脂除氧方法的优点:用树脂和氧发生氧化还原反应, 不污染环境, 操作简单方便。

(2) 树脂除氧方法的缺点:必须采用双罐;给水中有残留的含氧量。

3.2 化学方法

化学方法常用的有药剂除氧法和铁屑除氧法 (也用海绵铁) 等。

(1) 铁屑除氧。

(也用海绵铁) 此除氧法是目前最好也是最适用的一种除氧方法。

除氧原理:采用具有巨大比表面积的海绵铁为滤料, 当含有溶解氧的水通过海绵铁时, 水中氧气与海绵铁发生生彻底的氧化反应。其化学反应如下:

反应产物Fe (OH) 3为不溶于水的松软絮状物, 当其积累到一定程度时, 即可通过反冲洗排掉, 恢复到初始的除氧能力。

(2) 工作环境:

处理水量:4-50t/h反洗强度:16-21L/m22

反洗间隔:24h工作温度:5-80℃

除氧速度:15-18m/h处理前溶氧含量:6-8mg/L

工作压力:0.15-0.5MPa处理后溶氧含量:0.03-0.05mg/L

(3) 应用范围:各种锅炉、换热器、热力管线补水、工业循环冷却水及油田注水。

(4) 性能特点:

使用帮命长、无毒、不污染环境, 出水含氧量稳定在0.05mg/L以下, 完全符合国家低压锅炉水质标准 (GB1576-2008《工业锅炉水质标准>>) 要求;常温运行, 无需加热, 运行成本低, 克服了热力除氧, 真空除氧须加热耗能的缺点;用量少, 一般情况下除氧剂消耗量1吨水为10g;反洗频率低, 再生效果好。

(5) 主要特点

技术特点:海绵铁除氧器采用的技术及工作原理有以下特点:可在常温下实现除氧, 进水无需加热;系统可随时供水, 可不需准备时间, 也可不需要除氧水箱;除氧效果稳定可靠, 出水中溶解氧含量稳定≤0.05mg/L, 符合低压锅炉水质标准;安装无特殊要求, 克服了热力、真空除氧必须高位安装的不便;Ro2≤0.03mg/L。

(6) 化学药剂除氧

亚硫酸钠除氧方法的优缺点:

优点:投资低;安全可靠;操作也较为简单。

缺点:加药量不易控制, 除氧效果不可靠;给水溶解氧无法长期保证达标;还会增加锅炉水含盐量, 导致排污量增大、热量浪费。联氨除氧。

(7) 活性炭除氧

活性炭除氧的原理:利用活性炭吸附水中的氧气, 从而达到出去补给水中的溶解氧。

活性炭除氧的优点:操作简单方便;价格便宜;可以做成美观的工艺品, 可根据用途的不同做成条状, 柱状, 水果状和动物状等多种形状;可循环利用;

活性炭除氧的缺点:更换日期不好控制。

3.3 除氧方式比较

本人通过对上述九种除氧方式方法的分析, 我们认为不同种的除氧方式, 其除氧效果不同。除氧方式的不同, 经济投资也不同、环保的效果也就不同, 水质稳定性也就不同。我们在选择除氧方法时一定要选择运行成本低, 环保效果好, 操作简单方便, 综合比较选择既经济又高效的除氧方法是我们的主旨和目标。

4 结束语

锅炉和循环水设施的防腐是世界性一大难题, 每年由于腐蚀而造成的经济损失高达数十亿美元, 在各种腐蚀当中以氧腐蚀最为严重, 降低和去除水中的溶解氧是防止锅炉和管道等热力设施腐蚀的一种有效手段。

运行时的管理工作和停炉保养工作, 通过提高水处理人员的专业技术能力。只有这样, 我们才能使氧腐蚀大大减弱, 延长了锅炉的使用寿命, 保证了设备的安全经济运行。本人从事二十多年的水处理技术管理工作, 积累了一些锅炉防腐工作的经验和技术, 为了能是锅炉安全经济运行, 达到节能降耗的目的, 在锅炉防腐方面提出了一点点建议和意见, 对重大的防腐工作来说只是杯水车薪, 望广大同行和各界学术领导们共同携手, 早日完成防氧腐这一难题。

参考文献

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[6]韩昭沧.燃料及燃烧.第二版.北京:冶金工业出版社[J].1994.

锅炉腐蚀 第10篇

【关键词】水冷壁上升管;腐蚀;热疲劳;裂纹

在火力发电厂中，金属材料在加热、冷却的循环作用下，会出现由于交变的热应力而引起的热疲劳破坏现象。金属部件一旦发生热疲劳破坏，经常导致发电机组的停炉停机等事故，严重地影响电厂的安全运行。为防止此类事故的再次发生，针对水冷壁上升管的开裂原因进行分析与探讨。

1.观分析

检查水冷壁上升管外壁，发现开裂处张开很小，破口呈缝隙状，破口处有裂纹向外延伸，管子无明显胀粗，开裂部位附近未发现明显的塑性变性和管壁减薄现象，具有脆性破坏的特征。管子的外壁有氧化层。

剖开水冷壁上升管，发现内壁有大量密集的相互平行的环向裂纹，且有明显的腐蚀坑，腐蚀坑的大小不一。裂纹与腐蚀坑密切相连，裂纹由内壁向母材扩展，裂纹宏观形态见。

2.观分析

取水冷壁上升管进行金相检验，观察横断面上裂纹的形态、深度及金相组织情况。微观分析结果如下：

（1）试样浸蚀后在显微镜下观察，离开内壁较远处母材的金相组织正常，为珠光体十铁素体，球化级别2级。未发现晶间裂纹，也没有脱碳现象。其金相组织为正常组织。

（2）在显微镜下观察水冷壁上升管内表面附近的金相试样，发现内表面有许多小裂纹。一些小裂纹逐渐由水冷壁上升管内表面向金属母材内部扩展。裂纹有穿晶型的，也有沿晶型的。裂纹尾端多为圆钝的，也有的稍尖，裂纹具有疲劳的特征。裂纹内部充满了灰色腐蚀产物，说明在裂纹扩展中伴随有腐蚀现象。

3.蚀性热疲劳分析

锅炉小汽包水冷壁上升管经过多次反复循环的加热和冷却而产生交变热应力。在这种热应力作用下产生低周疲劳，形成了热疲劳裂纹。由于交变的热应力引起的破坏称为“热疲劳”。部件的热应力往往不是它自己单独起作用，经常是与其它应力叠加在一起发生作用。热应力的来源是多种多样的，大体上可分为如下几种：

（1）工质扰动、温度分布不均匀引起的应力。

（2）部件之间的温度差或约束限制金属自由膨胀或收缩引起的应力。

（3）热膨胀系数不同的材料的组合形成的应力。

锅炉小汽包水冷壁上升管内部介质的扰动、温度的波动、上下壁的温差、内外壁的温差以及轴向温差都会引起热应力。如果锅炉受热面管子发生汽水分层、汽塞，受热面管带水，会使热疲劳加剧。此段金属的温度发生周期的变化，由于温度的波动产生热应力循环。这样就会在管子中产生交变热应力，此热应力与其它应力相叠加。随着起动停机和温度波动的次数增加，经受多次热应力的反复循环作用；当热应力循环达一定次数后，在上升管的某些薄弱地方就会产生疲劳裂纹，使管子产生热疲劳破坏。热疲劳裂纹扩展速度取决于热应力大小、循环次数和材料性能。

热疲劳裂纹起源于上升管的内表面，是由于在表面热应力值最大，而且部件表面易受腐蚀过程的影响。因为热应变本身较大，所以经过多次数的循环后，在部件的光滑表面上同样也可以萌生裂纹。在材料的塑性作用下，温度循环引起的塑性变形极小，而且塑性变形可使应力得到松弛，要多次温度循环才能使疲劳裂纹扩展导致破坏。运行温度状态对热疲劳的影响很大，随着循环温度幅的增加，材料的热疲劳强度下降。高温下应力松弛显著，塑性变形增加。高温保持时间增加，热疲劳寿命较低，因为在高温下循环塑性变形促使析出相沿晶界析出的过程加快了。

在发生热疲劳破坏的零件表面有大量的裂纹。一种是密集的相互平行的直线型丛状裂纹。裂纹一般是平行地呈丛状并垂直于管子的轴向分布，有时为环形横向裂纹。另一种热疲劳裂纹是网状裂纹，或龟裂，产生这种裂纹是由二个方向的热应力或约束造成的。本次水冷壁上升管热疲劳裂纹是环形横向裂纹，这种方向性是由于管子的轴向刚性较大而横向刚性较低，即管子的轴向受到约束。产生这种热疲劳的交变热应力以单向应力为主。

锅炉小汽包水冷壁上升管同时又在腐蚀介质（汽水混合物）的长期作用下。腐蚀环境降低热疲劳寿命，使材料表面出现晶间“显微缺口”，促使裂纹扩展。热疲劳寿命与环境气氛有很大关系。正常情况下，管子的内表面覆盖一层致密的Fe3O4保护膜，受热面管不会继续腐蚀。反应式为：

3Fe＋4H2O→Fe3O4＋8[H]

而当运行的工作条件出现异常时，情况就会发生变化。管壁金属温度波动，管内产生汽水分层或蒸汽停滞时，破坏了管内表面钝化膜的连续性，而钝化膜遭到破坏地方，具有很高的腐蚀活性。腐蚀就会进一步加剧向纵深发展。水冷壁上升管热疲劳裂纹内部有灰色腐蝕产物，说明在高温下热疲劳裂纹的发生、扩展都发生明显的腐蚀现象。在腐蚀与热疲劳两方面的共同作用下，微裂纹逐渐形成宏观裂纹，宏观裂纹继续向母材内部扩展，最终使水冷壁上升管再也无法承受运行中的工作应力，导致脆性开裂。

水冷壁上升管腐蚀性热疲劳裂纹有穿晶型的，也有沿晶型的。裂纹尾端多为圆钝的，也有的稍尖。当交变故应力较小、裂纹扩展较慢或腐蚀作用占优势时，裂纹端部多呈现圆钝状；当交变热应力较大时，裂纹端都就略尖。

总之，经过30多万多小时的运行，水冷壁上升管在热应力和腐蚀介质的共同作用下，产生开裂。本次水冷壁上升管开裂，属于腐蚀性热疲劳损坏。

4.结论与建议

4.1锅炉小汽包水冷壁上升管在经过多次反复循环的加热和冷却而产生交变热应力。在这种热应力作用下产生低周疲劳，形成了热疲劳裂纹。

4.2受热面管内部介质的扰动、温度的波动、上下壁的温差、内外壁的温差以及轴向温差都会引起热应力。如果锅炉受热面管子发生汽水分层、汽塞，受热面管带水，会使热疲劳加剧。

4.3受热面管表面热应力值最大，而且表面易受腐蚀过程的影响，所以热疲劳裂纹起源于上升管的内表面。

4.4受热面管子的轴向刚性较大而横向刚性较低，管子的轴向受到约束，导致上升管热疲劳裂纹具有方向性。产生这种热疲劳的交变热应力以单向应力为主。

4.5水冷壁上升管腐蚀性热疲劳裂纹尾端多为圆钝的，也有的稍尖。当交变故应力较小、裂纹扩展较慢或腐蚀作用占优势时，裂纹端部多呈现圆钝状；当交变热应力较大时，裂纹端都就略尖。

4.6腐蚀环境降低热疲劳寿命，使材料表面出现晶间“显微缺口”，促使裂纹扩展。本次水冷壁上升管开裂，属于腐蚀性热疲劳损坏。

燃煤火电厂锅炉“四管”的高温腐蚀 第11篇

1 锅炉烟气侧高温腐蚀现象

1.1 锅炉烟气侧高温腐蚀特点与原因

在燃煤火电厂当中, 发电时使用的锅炉会因烟气侧高温出现腐蚀现象, 这种现象的发生与所处环境的温度、气体的成分以及所燃烧的煤的运动情况有着直接的联系, 在其腐蚀方面具有速度较快、区域较为集中的特点, 不仅如此, 这种现象多为突发, 经常令人措手不及。产生这种现象的原因在于煤在空气中与气流发生反应, 从而导致在贴壁周围进行燃烧时, 出现缺氧现象, 一旦氧气不足, 就会产生炉内腐蚀物增加, 最终引发高温腐蚀现象的发生。除了煤对其具有一定的影响以外, 飞灰也是导致高温腐蚀的罪魁祸首之一[1]。在其成分当中, 大多含有没有燃烧殆尽的煤粉, 而这些剩余的煤粉与气流发生反应, 直接冲出受热管道, 不仅令周围管道温度上升, 而且还形成了一定的还原气氛, 这种气氛形式可以对金属管壁进行直接冲刷, 从而引发高温腐蚀现象。除此之外, 该现象的产生与低熔点的沉积物具有一定的关联, 严重影响“四管”的工作效力。

1.2 硫腐蚀现象

硫腐蚀的现象包括很多种, 比如, 二氧化硫与三氧化硫综合生成、硫化物腐蚀现象以及硫酸盐腐蚀现象等。二氧化硫与三氧化硫综合生成主要是锅炉在燃烧过程中所有的硫都会转化成为二氧化硫, 而一部分二氧化硫进行转化形成三氧化硫, 当遇到高温时, 三氧化硫会与水蒸汽进行融合, 从而形成了对受热面具有腐蚀性的物质, 导致高温腐蚀现象发生;硫化物腐蚀现象是根据燃煤中存在的黄铁矿硫导致的, 其腐蚀过程复杂, 但是通常情况下是硫与铁发生了反应, 从而导致腐蚀现象发生;硫酸盐腐蚀现象的产生主要是因为在燃烧过程中燃用了具有较高含量的硫, 而这种较高含量的硫与碱性物质燃料发生反应, 经常在锅炉受热过程中, 导致受热管出现高温腐蚀的现象。

2 锅炉受热面的高温腐蚀现象

2.1 水蒸汽腐蚀

在锅炉燃烧的过程当中, 由于温度过高, 会产生腐蚀现象。当水蒸汽温度超过500℃时, 水蒸汽将会与碳钢发生反应, 经过反应以后会出现氧化物, 这种氧化物的出现对于管壁而言具有一定的影响, 会令管壁逐渐变薄, 从而导致高温腐蚀现象的发生。此种腐蚀现象属于主要腐蚀过程, 在腐蚀的过程中, 呈现出的状态比较均匀, 腐蚀强度不高。但是在大型的火电厂中, 锅炉的型号比较大, 功率也很大, 其过热器与再热器的材料大多为不锈钢制品。当这种不锈钢制品经过一段时间的运行, 其制品管道内将会生成氧化皮, 当这种氧化皮长到一定的厚度以后, 便会产生脱落现象, 其脱落的废弃物容易将过热管管道造成阻塞。一旦形成阻塞, 锅炉在运行过程中会出现蒸汽回路的现象, 这种现象会加速锅炉温度的上升, 从而引发喷泄事故, 最终导致高温腐蚀现象[2]。

2.2 垢下腐蚀

垢下腐蚀也是高温腐蚀的一种, 对于锅炉有效运行来说具有一定的影响, 该形式具有腐蚀速度快的特征, 一旦发生腐蚀现象, 后果将不堪设想。在研究理论当中, 对于该腐蚀现象的研究具有一定的影响, 一些学者认为, 当受热面当中的金属表面发生变化时, 产生的氧化物电位率较高, 可以称作阴极, 与此同时, 管壁中的电位率较低, 此时可以称作阳极。不论是阴极还是阳极, 当遇到氧化铁或者遇到氧化铜时便会发生反应。该现象主要发生在高热区域, 一旦锅炉容量较高, 在燃烧的过程中用量较高, 便会出现垢下腐蚀的现象。而依据垢下腐蚀的原理可以将其分为酸性腐蚀与碱性腐蚀两种形式, 无论哪种形式, 对于锅炉管壁来说, 都具有一定的影响, 令其无法正常运行。

3 预防腐蚀现象的方法

在以上所提到的腐蚀现象中, 大多为主要的腐蚀现象, 针对腐蚀现象要提出有效的预防方法, 从而有效的缓解腐蚀现象的发生, 确保“四管”的可用性。针对于硫腐蚀现象来说, 最主要的原因在于三氧化硫, 而减少三氧化硫的产生是非常重要的。虽然燃料的选择与管壁的温度没有办法进行改变, 但是可以改变燃煤设备与燃烧情况, 从根本上解决硫腐蚀现象。而针对于水蒸汽与垢下腐蚀的现象采取的方法是对酸碱值进行有效控制, 当锅炉内的水蒸汽达到8-10之间时, 腐蚀的速度将会下降, 从而减少了腐蚀性[3]。不仅如此, 还可以充分的考虑除氧器的使用效果, 令除氧器能够保持有效的运行, 从而减少氧含量, 避免发生氧化反应, 减少腐蚀现象的发生。还要对锅炉的受热面以及“四管”进行及时的监督, 监督方式采取化学监督与金属监督形式, 通过监督, 可以有效的避免高温腐蚀现象的发生。

结束语

通过本文的研究, 燃煤火电厂锅炉“四管”高温腐蚀类型多种多样, 比如, 硫腐蚀、水蒸汽腐蚀等等, 但不止于文中所提到的形式, 还包括很多种, 在其具体的腐蚀过程中, 各形式都会相互作用, 相互影响, 从而产生不同的结果。在该方面的研究过程中, 其理论研究较多, 但是还缺少系统的研究工作, 对其实践工作的研究还有待加强, 希望通过本文的呈现为今后的研究工作提供有效的帮助, 以提升该研究的实效性。

摘要：燃煤火电厂锅炉存在高温腐蚀的现象, 对于火电厂来说, 要及时的对其进行有效的检查, 以提升安全性能。而这种现象主要出现在受热面的“四管”当中, 也就是说, 经常会出现在水冷壁管道、过热器管道、省煤器管道以及再热器管道当中。为了进一步研究燃煤火电厂锅炉“四管”的高温腐蚀问题, 本文阐述了相关高温腐蚀的现象, 并提出具有针对性的预防方法, 以期解决该现象的发生。

关键词：燃煤火电厂,锅炉,水冷壁管,高温腐蚀

参考文献

[1]高洪顺.浅谈火电厂锅炉“四管”泄漏原因及预防[J].能源与环境, 2013, 5 (2) :28-30.

[2]朱卫兵.燃煤火电厂锅炉“四管”爆漏原因及预防[J].山东电力技术, 2013, 7 (3) :75-76.