高壓鍋爐的給水經(jīng)過(guò)預(yù)處理和離子交換等工藝過(guò)程后,水中的懸浮物、膠體及溶解性鹽類(lèi)均已除去,但水中還溶解有各種氣體(有中間脫氣器的情況除外),這些氣體中的氧氣和二氧化碳能引起鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)上的損失,同時(shí)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)人鍋爐水中,使水中雜質(zhì)增多,加劇了鍋爐受熱面的結(jié)垢,影響其傳熱效果,并且還會(huì)促進(jìn)水側(cè)的腐蝕。
高壓鍋爐水側(cè)腐蝕的原因,主要有溶解氧腐蝕、沉淀物垢下腐蝕、酸性腐蝕、堿性腐蝕、堿性脆化、銅氨化合物腐蝕、沖蝕等。以下針對(duì)高壓鍋爐常見(jiàn)的腐蝕作具體分析,并提出一些切可實(shí)行的防治方法。
1 溶解氧腐蝕
1.1腐蝕原因
溶解氧腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕,鐵和氧形成兩個(gè)電極,組成腐蝕電池,在腐蝕電池中鐵的電位總是比氧的電極電位低,所以鐵是電池的陽(yáng)極,而遭到腐蝕。反應(yīng)機(jī)理見(jiàn)圖1。
由于這些生成物比較疏松,沒(méi)有保護(hù)性,一旦在金屬表面的某一點(diǎn)發(fā)生腐蝕,就會(huì)持續(xù)下去。究其原因主要有兩方面,一方面是氧化鐵帽中產(chǎn)生一種酸性溶液,加速了鐵的溶解及提高了導(dǎo)電度;另一方面生成氧化鐵帽,腐蝕產(chǎn)物阻止了氧的擴(kuò)散,在腐蝕產(chǎn)物下形成缺氧的陽(yáng)極區(qū),外部便形成了富氧的陰極區(qū),從而構(gòu)成了一個(gè)濃差電池,兩部分的差異,加速了腐蝕反應(yīng)。
溶解氧腐蝕的判別方式:當(dāng)除去紅色氧化鐵帽時(shí),在穴中暴露有黑色的四氧化三鐵沉積物,則為溶解氧腐蝕;如果沒(méi)有黑色的氧化鐵在穴中,或穴外無(wú)紅色的氧化鐵時(shí),則為非溶解氧腐蝕。
溶解氧腐蝕隨著水中的溶氧量的增加和水溫的提高,腐蝕性也就愈強(qiáng)。
當(dāng)PH值小于4或大于14時(shí),腐蝕會(huì)加大。當(dāng)PH值小于4時(shí),金屬表面不易形成保護(hù)膜;當(dāng)水的PH值介于4和14之間時(shí),金屬表面上形成一種致密的氫氧化物保護(hù)膜,所以腐蝕速度會(huì)降低;當(dāng)PH值大于14時(shí),由于Fe3O4保護(hù)膜在堿性溶液中溶解,腐蝕速度會(huì)重新上升。
水中離子的化學(xué)組成不同,溶解氧的腐蝕速度也有所不同。如水中含有Cl-,Cl-有破壞保護(hù)膜的能力,因而會(huì)促進(jìn)腐蝕;如水中含有、等,則可促進(jìn)保護(hù)膜的生成,可以減緩腐蝕。
含有溶解氧的水進(jìn)入鍋爐后,大部分的氧氣將閃化進(jìn)入蒸汽,而在汽包的水線和給水入汽包的空間產(chǎn)生特定的孔蝕,另外后爐膛水冷壁也可能有嚴(yán)重的局部腐蝕。
隨著給水速度的提高和鍋爐熱負(fù)荷的增加,溶解氧腐蝕也會(huì)隨之加劇。給水管道和省煤器入口端特別容易受到溶解氧腐蝕。
1.2防治方法
(1)未除氧之前熱回收系統(tǒng)及管路,宜選擇耐腐蝕的金屬材料或保護(hù)涂層。
(2)配制合適的除氧器,表1給出了三種常用的除氧器設(shè)備(即真空除氧器、開(kāi)放式除氧器、噴濕式除氧器),其中高壓鍋爐普遍采用噴濕式除氧器。
(3)采用化學(xué)除氧法。根據(jù)操作壓力和溫度,選用適當(dāng)?shù)某鮿话愀邏哄仩t宜選用不會(huì)增加溶存固體物的有機(jī)脫氧劑,通常選用聯(lián)氨(N2H4),而中、低壓鍋爐可采用亞硫酸鈉。
由于聯(lián)氨毒性較高,現(xiàn)階段有機(jī)脫氧劑已漸漸使用較低毒性的脫氧劑代替聯(lián)氨,如對(duì)氧環(huán)已環(huán)、環(huán)已胺、乙二胺、對(duì)苯二酚、碳酰肼等。
(4)給水加氨(NH3)處理。通過(guò)加氨處理,提高給水的PH值,PH值應(yīng)控制在8.5~9.2之間比較合適。