汽包鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕及其防止

梁 佳，齊雅麗，梁晶晶

鄭州市鄭東新區(qū)熱電有限公司發(fā)電部，河南 鄭州 450000

鍋爐給水的主要組成部分有化學(xué)供給的補(bǔ)給水、汽輪機(jī)的凝結(jié)水、加熱器的疏水，另外還有熱網(wǎng)疏水。水作為工質(zhì)在汽包鍋爐的給水管道中流動(dòng)，一般是較為純凈的，所以在給水管道系統(tǒng)中不易出現(xiàn)由于鹽類從水中析出而發(fā)生的沉積現(xiàn)象，所以本文討論的腐蝕，主要指的是給水系統(tǒng)的金屬腐蝕。

1 給水系統(tǒng)金屬的腐蝕

金屬腐蝕按照本質(zhì)的不同可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是指金屬表面和其周圍的介質(zhì)直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而使金屬遭到破壞；電化學(xué)腐蝕是指金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，從而使金屬失去電子被氧化，金屬處于潮濕的地方或者遇到水時(shí)特別容易發(fā)生這一類腐蝕，給水系統(tǒng)中發(fā)生的腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。

給水雖然較為純凈，但其中往往含有氧和二氧化碳，這兩種氣體是引起給水系統(tǒng)中金屬腐蝕的主要因素。以下主要就這兩種腐蝕進(jìn)行討論。

1.1 溶解氧腐蝕

溶解于水中的氧隨著給水流動(dòng)，最易對(duì)鍋爐的金屬進(jìn)行侵蝕。給水系統(tǒng)中大部分的管道和設(shè)備都是由鋼鐵制成的，所以鐵和氧分別形成為兩個(gè)電極，在運(yùn)行過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致金屬腐蝕。給水中溶解的氧含量大小、水的PH值和流速、運(yùn)行的溫度對(duì)腐蝕的程度都有著不同的影響鍋爐的給水主要包括補(bǔ)給水、凝結(jié)水、熱力設(shè)備的疏水等。

給水中含有的溶解氧在經(jīng)過除氧器后，其含量會(huì)大大降低，但流動(dòng)到省煤氣時(shí)，溫度較高，所以即使含有少量的氧，仍有可能發(fā)生氧腐蝕。通常這類腐蝕發(fā)生在省煤氣的進(jìn)口部分，其中部及出口的腐蝕較輕，因?yàn)樵谶M(jìn)口處氧已經(jīng)被消耗掉了。當(dāng)除氧器運(yùn)行不正常時(shí)，如：進(jìn)入除氧器的蒸汽量調(diào)節(jié)不及時(shí)，補(bǔ)水量不正?；蛘叱跗髫?fù)荷變動(dòng)過大，都有可能導(dǎo)致給水的含氧量增大從而加重給水管路特別是省煤氣的腐蝕。當(dāng)給水中含氧量過大時(shí)，腐蝕會(huì)延伸至省煤氣的中部及尾部，甚至可能對(duì)下降管也造成腐蝕。

凝結(jié)水含氧量較小，因?yàn)槟鞅旧砜梢云鸬匠醯淖饔?，大部分的氧?huì)由抽氣器抽走，再加上凝結(jié)水的溫度較低，含鹽量較少，因此不易發(fā)生氧腐蝕。

疏水系統(tǒng)中，由于疏水系統(tǒng)中有連通大氣的部分，而且有些疏水管道不是經(jīng)常有水，無水的時(shí)候，管道中充滿空氣，從而加重了疏水系統(tǒng)中的含氧量，因此，疏水系統(tǒng)管路也極易發(fā)生溶解氧腐蝕。

1.2 游離的CO2腐蝕

水中若含有游離的CO2，它溶于水后呈弱酸性，會(huì)使PH值顯著下降，但弱酸的腐蝕性不能僅僅用PH值衡量，因?yàn)槿跛嶂挥幸徊糠蛛婋x，隨著腐蝕的持續(xù)進(jìn)行，電離會(huì)持續(xù)發(fā)生，直到所有弱酸電離完畢，在此期間pH值會(huì)維持在一個(gè)較低的范圍。

金屬受游離的CO2腐蝕生成的產(chǎn)物為易溶離子，在金屬表面不易形成保護(hù)膜，但會(huì)使金屬均勻變薄，對(duì)金屬壁產(chǎn)生均勻腐蝕，腐蝕產(chǎn)物會(huì)隨給水一起，進(jìn)入汽包，容易引起汽包內(nèi)結(jié)垢、腐蝕等許多問題。

給水系統(tǒng)中的CO2主要來源于補(bǔ)給水和漏入凝結(jié)水系統(tǒng)中的碳酸化合物。除鹽水中的碳酸化合物一般較少，凝結(jié)水由于處于除氧器之前，其中的CO2含量較多，極易發(fā)生CO2腐蝕，而且其水質(zhì)較純，只要含有少量的CO2，就會(huì)顯著降低凝結(jié)水的PH值，同樣，在有水汽蒸發(fā)的管道中，如疏水管道中也會(huì)發(fā)生游離的CO2腐蝕。

另外，給水系統(tǒng)中，若同時(shí)含有O2和CO2，則系統(tǒng)的金屬腐蝕就會(huì)更加嚴(yán)重。凝結(jié)水系統(tǒng)、加熱器和熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)都可能發(fā)生O2和CO2同時(shí)存在的腐蝕。這種腐蝕之所以比較嚴(yán)重，是因?yàn)镺2的電極電位比較高，易形成陰極，侵蝕性強(qiáng)；CO2使水呈酸性，破壞保護(hù)膜，因此加快了腐蝕金屬的速度。

2 給水系統(tǒng)金屬腐蝕的防止

為防止給水系統(tǒng)的腐蝕，通常采用的是除掉水中的氧來防止氧腐蝕，通過提高給水pH防止游離的CO2引起的酸性腐蝕。

2.1 除氧可以采取熱力除氧和化學(xué)除氧兩種方法

給水熱力除氧通過熱力除氧器來實(shí)現(xiàn)，這種除氧方法，可將水中絕大部分的溶解氧除去。根據(jù)氣體溶解定律，熱力除氧法不僅能除去水中的溶解氧，而且也可以除去水中其它各種溶解氣體，包括大部分的游離CO2。電廠中用得最廣的為混合式除氧器，在除氧器中，給水與加熱用的蒸汽直接接觸，把水加熱到相當(dāng)于除氧器壓力下的沸點(diǎn)，從而除去水中的氣體。運(yùn)行過程中，應(yīng)注意除氧器汽量和水量的調(diào)節(jié)，以及排氧門大小的調(diào)節(jié)，及時(shí)排出氧氣；穩(wěn)定的補(bǔ)給水量和隨工況的調(diào)整是保證除氧器正常工作的前提。

給水化學(xué)除氧是通過向給水中加入化學(xué)藥品，使其發(fā)生反應(yīng)，從而除去水中殘留的溶解氧的過程。向給水中加入聯(lián)氨可以有效地起到去除溶解氧的效果。聯(lián)氨是一種還原劑，它可以與水中的溶解氧結(jié)合，將其還原，產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，這兩種物質(zhì)對(duì)熱力系統(tǒng)沒有任何害處，同時(shí)聯(lián)氨還可以將金屬氧化物還原，防止汽包內(nèi)結(jié)成鐵垢和銅垢。我廠與大多數(shù)廠相同，加藥點(diǎn)設(shè)置在給水泵的低壓側(cè)，除氧器的出口管道，這樣，更有利于藥液與給水的混合，起到更好的除氧效果。運(yùn)行過程中要控制好聯(lián)氨的加藥量，根據(jù)隨時(shí)監(jiān)控到的含氧量進(jìn)行及時(shí)的調(diào)節(jié)。

2.2 給水pH值的調(diào)節(jié)

為防止給水對(duì)金屬的腐蝕，除了消除其含氧量外，還可以調(diào)節(jié)給水的pH值。因?yàn)殡S著pH值的增大，金屬的腐蝕明顯減少，調(diào)節(jié)給水pH值的方法是在給水中加氨。

由于水中含有游離的CO2，所以加入氨水就相當(dāng)于用氨水的堿性來中和碳酸的酸性。時(shí)間表明，若加入適量的氨，能起到很好的中和作用，防止系統(tǒng)的酸性腐蝕。同樣，我廠加氨的位置也設(shè)置在除氧器出口管道上，在運(yùn)行過程中很好地起到了pH調(diào)節(jié)的作用，將給水，爐水等的PH值調(diào)整在最合理的范圍內(nèi)，保證了機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

3 結(jié)論

通過對(duì)給水系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能發(fā)生腐蝕的情況和位置的分析，使我們更清楚地認(rèn)識(shí)到防腐的重要性，這就要求運(yùn)行人員在工作中勤分析，勤調(diào)整，很好地運(yùn)用防腐的相應(yīng)措施，把機(jī)組的隱患降低到最小。

[1]戴改明.鄭東熱電化學(xué)培訓(xùn)教材，2006.

[2]肖作善，施燮鈞，王蒙聚.熱力發(fā)電廠水處理[D].武漢水利電力大學(xué)，1977.

[3]于瑞生，杜祖坤.電廠化學(xué)[M].中國電力出版社，2005，11.