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蒸汽锅炉的氧腐蚀现状及影响因素

文章作者:艺能锅炉   发布时间:2019-05-01
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随着我国现代工业的不断发展,使得蒸汽锅炉的数量和使用率都获得增长,但是由于受到蒸汽锅炉自身构造方面存在缺陷,加之其运行方式存在落后以及其定期保养未跟因素的影响,使得锅炉无法控制给水和氧指标,进而引起锅炉内受热面受力部件出现严重的氧腐蚀现象。
1蒸汽锅炉的氧腐蚀现状
随着我国现代工业的不断发展,使得蒸汽锅炉的数量和使用率都获得增长,但是由于受到蒸汽锅炉自身构造方面存在缺陷,加之其运行方式存在落后以及其定期保养未跟因素的影响,使得锅炉无法控制给水和氧指标,进而引起锅炉内受热面受力部件出现严重的氧腐蚀现象。我们的蒸汽锅炉一般使用的钢材为16MnR钢或者20#锅炉钢,如果当锅炉运行一段时间后不进行除氧处理,其便会由于受到氧腐蚀而使锅炉局部出现凹坑(点腐蚀)或者内水锈增多等现象。
对于锅炉内的锅筒和对流管:锅筒在制造时一般都是选用30~50mm的较厚钢材,因而不会轻易使其穿孔;而对流管的管壁厚度一般只有3.5~5mm,因而氧腐蚀较容易使其腐蚀穿孔,进而会导致穿孔处的应力集中,当锅炉处在运行状态时对流管会发生爆裂,这将会导致重大的锅炉事故从定期检验和试验数据来看,在我县的锅炉出现不同程度的氧腐蚀占到总数的10%左右,而在这些受到不同程度氧腐蚀的锅炉中,若其受力部件影响程度较轻可减薄其壁厚,降低蒸汽锅炉的使用时间,若其其受力部件影响程度较重使得无法满足的强度要求时,就需要对锅炉进行修理或者报废,若锅炉处在运行时可能会使其达到临界爆炸状态,威胁工作人员的生命及财产的。
2蒸汽锅炉氧腐蚀的机理特征
对于蒸汽锅炉的氧腐蚀按照机理特征来划分可分为:电化学腐蚀、化学腐蚀。一般情况下电化学腐蚀会产生的电流,而化学腐蚀则不会产生电流。对于锅炉较易氧腐蚀的受热面受力元件,火则(或烟气侧)以化学腐蚀为主,水则以电化学腐蚀为主。其实氧腐蚀是属于一种电化学腐蚀,其基本机理特征为:蒸汽锅炉内的水其实是一种带极性的电解质,而在水中的积极分子吸引下,使得锅炉钢材表面上的部分铁原子逐渐转入炉水进而成为带正电的铁离子而多余带负电荷的电子则保留在锅炉钢材上如果锅炉表面的铁离子不断进入炉水,就会使得锅炉钢板表面铁离子流失进而出现坑洞,也就产生了氧腐蚀。
3影响蒸汽锅炉氧腐蚀的主要因素
3.1炉水的温度不管锅炉中的水温是过
低还是过高,都比较容易产生冷凝水,而冷凝水会直接腐蚀锅炉的金属材料。若锅炉内的供同水温度处在额定温度时,锅炉的使用率是较高的,若其供同水温度较低时,锅炉的使用率也就会降低,其原因就在于低温较易产生S02,这将会对锅炉产生的腐蚀性。
3.2水中溶解氧的浓度在给锅炉注水时
若不进行除氧,这样在锅炉水体中就会含有溶解氧如采取这样的注水方式使得锅炉内会产生电化学反应,也就是出现了氧腐蚀。产生氧腐蚀时会产生铁和氧两个电极,但是铁的电极却比氧的电极电位低。当对锅炉进行大量注水时若未对水采取任何除氧方式及钠离子交换软化措施时,由于蒸汽锅炉需要量均衡连续的大量注水,若此时所注入的水不能达到相应标准,在炉内加热的过程中就会使水中的重碳酸盐产生二氧 化碳;其实若直接的注入生水,这就在无意中补进了溶解氧,这样会直接腐蚀锅炉的金属内壁。
3.3炉水的PH值引起蒸汽锅炉内壁金属
腐蚀的主要因素是炉水的PH值一般PH的值越高其腐蚀作用就越低,反之PH值越低其腐蚀作用就会越强,若炉水中的PH值为9.62时,在无氧状态下其腐蚀作用就会基本停比,但是炉水中的PH值达到12时,锅炉中的铁腐蚀速度将不会受到氧浓度的影响,其腐蚀作用就会停止。
4防止蒸汽锅炉氧腐蚀的措施
4.1控制炉水温度
在上段己经说到,锅炉中的水温是过低还是过高,都比较容易产生冷凝水,而这些冷凝水将会腐蚀锅炉的金属材料,从而缩短了锅炉的使用寿命。因此,在锅炉运行过程中可以给锅炉添加旁通管,以此来解决锅炉水温过低或过高无法控制的问题。
4.2保持水流速度
在锅炉正常运行过程中,应该认真做好锅炉水循环的同路工作,也就是要随时保持的水循环速度,通过水流及时的将析出的氧气带走,不让其腐蚀锅炉的受热面。
4.3控制炉水的PH值
一般金属的腐蚀会在有氧存在时或者是湿热条件下变得,如何此时的环境刚好是偏酸性的话便会加剧这种腐蚀的速度。所以,及时测定炉水的PH值可控制锅炉腐蚀情况的产生,而在时可采取一些预防措施将炉水的PH值控制在7-12范围内,以此来减弱锅炉的腐蚀程度。
4.4蒸汽锅炉除氧措施
目前,行之的除氧方法大概有以下几种:①真空除氧。方法就是在注水时的让水在真空的环境中流过,因为低温水会在真空环境中产生沸腾,进而来达到除氧的目的。但是此方法的运行难度较大,实践应用较少;②化学除氧。这种方法在实践中应用较多,具体方法就是在锅炉内投放的除氧,让其与水产生的化学反应,进而减少或者注水中的溶解氧。但是此方法的缺点就是除氧不;③热力除氧。也就是将锅炉内的水加热至沸腾的温度,以此来让锅炉水中的溶解氧自己析出,从而达到除氧的目的。但是此种方法的缺点就是运行费用较高;④解析除氧具体方法就是将锅炉水与不含氧的固体或气体进行混合。其原理就在于不含氧的固体或气体中的氧的分压力是为零的,因而锅炉水中的氧就会自然的向无氧固体或气体中进行大量转移,进而降低了锅炉水中的含氧量,也就达到了除氧的目的。
上述的几种除氧方法对于我县的蒸汽锅炉除氧,认为比较适用解析除氧,因为此项方法的运行成本相对于热力除氧来说偏低且难度也较低,而相对于化学除氧此方法除氧率较高。
4.5锅炉运行管理
①若是热水锅炉,需要尽可能的减少系统的泄漏量,这样可减少系统的补水量,而较好将补水量控制在系统循环水量的0.50k之内;②在锅炉的循环系统中设置合适的放气装置;③实时除氧器的正常运行,以此来降低水中溶解氧量;④进一步加强水质化验和处理的督察,定时进行排污。
4.6实施停炉保养
如果蒸汽锅炉处在正常使用中,若频繁停炉检修且在停炉期间为采取任何保护措施时,便会将含有氧的潮湿空气进入炉内,其含氧空气就会腐蚀烟管及炉胆金属。所以,在停炉检修期间需要做好保养工作,以此来防比氧腐蚀。一般情况下长期停炉均采用干保养法,而短期的停炉均采用湿保养法。
目前,蒸汽锅炉的防氧腐蚀己经严重威胁到其运行,因而实施防比氧腐蚀能人们的生命财产,另外我县的锅炉一般运行到阶段便会被淘汰,如果对锅炉实施的保养,其使用寿命还可延长,因而蒸汽锅炉的除氧还具备的经济价值。
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