高压锅炉水侧腐蚀及防治

电力18讯：    摘  要：通过对扬子石化公司热电厂220t/h高压锅炉的运行状况分析和研究，以及在马来西亚TITAN公司公用工程部工作的经验和体会，经过对高压锅炉水侧管路的采样分析及常见腐蚀的状况调研，得出了高压锅炉管道水侧的腐蚀原因以及防治方法，为高压锅炉的安全、稳定运行提供了可靠的理论和实际依据。
关键词：腐蚀. 防治. 锅炉. 溶解氧. 垢下腐蚀.
中图分类号:TG174    文献标识码:A    文章编号:1007-015X(2003) 06 -0001-05
收稿日期:2002-08-29;修稿日期:2003 - 06 - 12.
作者简介:凌汉宏，男，1968年9月生，1992年毕业于西北工业大学热能工程专业，大学本科，工学学士，工程师。现在扬子一巴斯夫有限责任公司CIS部公用工程联合装置工作。

      高压锅炉的给水经过预处理和离子交换等工艺过程后，水中的悬浮物、胶体及溶解性盐类均已除去，但水中还溶解有各种气体(有中间脱气器的情况除外)，这些气体中的氧气和二氧化碳能引起锅炉给水系统的腐蚀。腐蚀不仅造成经济上的损失，同时腐蚀产物进人锅炉水中，使水中杂质增多，加剧了锅炉受热面的结垢，影响其传热效果，并且还会促进水侧的腐蚀。
高压锅炉水侧腐蚀的原因，主要有溶解氧腐蚀、沉淀物垢下腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀、碱性脆化、铜氨化合物腐蚀、冲蚀等。以下针对高压锅炉常见的腐蚀作具体分析，并提出一些切可实行的防治方法。

1 溶解氧腐蚀
1.1 腐蚀原因
    溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成两个电极，组成腐蚀电池，在腐蚀电池中铁的电位总是比氧的电极电位低，所以铁是电池的阳极，而遭到腐蚀。反应机理见图1。
       由于这些生成物比较疏松，没有保护性，一旦在金属表面的某一点发生腐蚀，就会持续下去。究其原因主要有两方面，一方面是氧化铁帽中产生一种酸性溶液，加速了铁的溶解及提高了导电度；另一方面生成氧化铁帽，腐蚀产物阻止了氧的扩散，在腐蚀产物下形成缺氧的阳极区，外部便形成了富氧的阴极区，从而构成了一个浓差电池，两部分的差异，加速了腐蚀反应。
溶解氧腐蚀的判别方式：当除去红色氧化铁帽时，在穴中暴露有黑色的四氧化三铁沉积物，则为溶解氧腐蚀；如果没有黑色的氧化铁在穴中，或穴外无红色的氧化铁时，则为非溶解氧腐蚀。
     溶解氧腐蚀随着水中的溶氧量的增加和水温的提高，腐蚀性也就愈强，见图2。
      当PH值小于4或大于14时，腐蚀会加大。当PH值小于4时，金属表面不易形成保护膜；当水的PH值介于4和14之间时，金属表面上形成一种致密的氢氧化物保护膜，所以腐蚀速度会降低；当PH值大于14时，由于Fe3O4 保护膜在碱性溶液中溶解，腐蚀速度会重新上升。
      水中离子的化学组成不同，溶解氧的腐蚀速度也有所不同。如水中含有Cl-  ，Cl-有破坏保护膜的能力，因而会促进腐蚀；如水中含有  、 等，则可促进保护膜的生成，可以减缓腐蚀。
      含有溶解氧的水进入锅炉后，大部分的氧气将闪化进入蒸汽，而在汽包的水线和给水入汽包的空间产生特定的孔蚀，另外后炉膛水冷壁也可能有严重的局部腐蚀。
      随着给水速度的提高和锅炉热负荷的增加，溶解氧腐蚀也会随之加剧。 给水管道和省煤器入口端特别容易受到溶解氧腐蚀。
1.2 防治方法
      (1)未除氧之前热回收系统及管路，宜选择耐腐蚀的金属材料或保护涂层。
      (2) 配制合适的除氧器，表1给出了三种常用的除氧器设备（即真空除氧器、开放式除氧器、喷湿式除氧器），其中高压锅炉普遍采用喷湿式除氧器。
      (3)采用化学除氧法。根据操作压力和温度，选用适当的除氧剂，一般高压锅炉宜选用不会增加溶存固体物的有机脱氧剂，通常选用联氨（N2H4），而中、低压锅炉可采用亚硫酸钠。
      由于联氨毒性较高，现阶段有机脱氧剂已渐渐使用较低毒性的脱氧剂代替联氨，如对氧环已环、环已胺、乙二胺、对苯二酚、碳酰肼等。
      (4)给水加氨（NH3）处理。通过加氨处理，提高给水的PH值，PH值应控制在8.5～9.2之间比较合适。

2 沉积物下腐蚀
2.1 腐蚀原因
      当锅炉内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，这种腐蚀与锅炉水的局部浓缩有关，沉积物腐蚀主要发生在水冷壁管沉积物的下面，一般是热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处。如果沉积物下腐蚀速度达到1.5～5