淺析蒸汽鍋爐腐蝕原因與防范措施
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摘 要：在使用蒸汽鍋爐的過程中，往往會遇到不同程度的腐蝕問題。這些問題如果得不到解決，通常會影響到鍋爐的安全運行，更會縮短其使用期限。本文通過分析腐蝕產生的原因，提出了對應的防范措施，以提高蒸汽鍋爐的運行效率，延長使用壽命。
關鍵詞：蒸汽鍋爐；腐蝕原因；防范方法
1 蒸汽鍋爐腐蝕概述
一般情況下，制作蒸汽鍋爐使用的最多的是16MnR鋼和20#鍋爐鋼。蒸汽鍋爐在使用一段時間后，需要進行除氧處理，否則蒸汽鍋爐就會受氧的作用被腐蝕，局部產生凹坑或結垢。由于對流管壁相對較薄，極容易產生腐蝕穿孔現象，在鍋爐運行狀態下，這種現象會引起對流管壁爆裂，甚至引起鍋爐事故。在鍋爐中，最容易損壞的是鍋爐壓力元件，鍋爐受壓構件的火側和水側都會產生腐蝕現象，但腐蝕原因各不相同。火側腐蝕主要由水滴、水蒸氣和漏氣引起。水側腐蝕的主要原因是氯離子、游離的CO2、溶解氧等的作用。為此，有必要先找出腐蝕部位，分析產生腐蝕的原因，最后提出預防措施和消除措施。
2 腐蝕原因分析
在蒸汽鍋爐諸多的腐蝕原因類型中，溶解氧、水溫、pH值、水流速度是最主要的四種因素。
2.1 水中的溶解氧
由于蒸汽鍋爐在工作過程中，水中的溶解氧會與鍋爐內壁的金屬發生化學反應，進而造成腐蝕現象的發生。蒸汽鍋爐一般在注水的過程中，均需對水做除氧處理，然而在實際運行過程中，注水是連續而不間斷的，其對水體進行除氧的能力是有限的，仍不可避免地會有一些氧進入蒸汽鍋爐，腐蝕蒸汽鍋爐內壁。
實踐表明：當爐內水中含氧量小于0.1mg/L時，蒸汽鍋爐能夠使用30多年；當含氧量大于8.3mg/L時，鍋爐腐蝕速度加劇，大大縮短蒸汽鍋爐的使用壽命。
2.2 鍋爐水溫
蒸汽鍋爐的腐蝕可分為兩類，一類是電化學腐蝕，另一類是化學腐蝕。主要是由機制的性質決定的。電化學腐蝕主要發生在水側，氧腐蝕也屬于電化學腐蝕?；瘜W腐蝕主要發生在火側。蒸汽鍋爐的蒸汽加熱系統是開放式的，要達到最高效率的目的，就必須使給水溫度和回水溫度能夠達到額定溫度。鍋爐水溫較低時，容易形成SO2露點腐蝕。如果鍋爐水溫過高，鋼的表面溫度也會升高，電解液水溶液在爐內的電阻降低，這將進一步加速氧的腐蝕。局部氧腐蝕或均勻氧腐蝕在t位于90℃～100℃和65℃～70℃時最為嚴重。
3 防范措施
3.1 降低水中的溶解氧
通過以上分析可知，水中的溶解氧對于蒸汽鍋爐的腐蝕是比較嚴重的，而如何降低水中的溶解氧，是防范蒸汽鍋爐腐蝕的重要工作。對于蒸汽鍋爐來說，常用的降低溶解氧的方法有熱力除氧和化學除氧。
3.1.1 熱力除氧
熱力除氧一般有兩種方式：大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。熱力除氧的工作原理是將水加熱至沸騰，降低水的溶解氧能力，使水中的溶解氧不斷逸出，在降低水中溶解氧的同時將水面上產生的氧氣以及其他氣體一塊排出，進一步降低鍋爐設備的腐蝕程度。由于經過熱力除氧方法進行除氧后的水不會增加含鹽量，并降低了其他氣體溶解量，操作控制方便、運行穩定，是目前應用最多的一種除氧方法。
3.1.2 化學除氧
化學除氧因其藥量不易控制導致排污量增大的特點，使用得較少。在有需要的情況下，一般采用鋼屑除氧法，作為熱力除氧的輔助措施。鋼屑除氧法對水體溫度有一定的要求，不同溫度條件下除氧效果是不同的。鋼屑除氧時水體溫度應大于70℃，最佳溫度為80℃～90℃，此時除氧效果最好；水體溫度在20℃～30℃之間時，鋼屑除氧效果最差。另外，實踐表明，由于水中溶解氧含量越大，需要水體流速越低，因此，鋼屑除氧法的除氧效率不高，常用在對給水品質要求不高的小型鍋爐房以及高壓鍋爐熱力除氧后的補充除氧，一般僅作輔助措施。
3.2 控制水流速度
在蒸汽鍋爐實際使用過程中，省煤器出水流速應盡量控制在操作規程的標準范圍內，降低一些雜質凝結，提高水流對雜質的沖刷，以利于降低腐蝕程度。
3.3 爐內水溫需嚴格控制
造成蒸汽鍋爐腐蝕的原因有很多，要想有效地治理，需以預防為主。針對不同的影響因素，制定不同的預防措施。爐內的水溫不穩定會加大氧腐蝕發生的幾率。研究表明：當水體溫度處于65℃～70℃之間時，水溫對蒸汽鍋爐造成的均勻腐蝕影響最大；當水體溫度處于90℃～100℃之間時，水溫對蒸汽鍋爐造成的局部腐蝕影響最大，為此在設計熱水鍋爐和蒸汽鍋爐的省煤器時，應考慮到這一因素。因此，要嚴格控制爐內的水溫。將水溫控制在合理的范圍內，降低氧腐蝕發生的幾率。例如，在省煤器的選擇或設計方面，要著重考慮水溫因素，水溫要控制在100℃或65℃以上，當然，具體要根據實際情況來定。
4 結論
在中石化行業，由于蒸汽鍋爐連續運行過程中腐蝕現象是存在的，一旦發生腐蝕，蒸汽鍋爐使用壽命將被大大縮短，甚至會發生爆炸，因此，科學防范與合理處理是必不可少的。只有認真分析鍋爐腐蝕的原因并采取相應的防范措施，才能夠延長蒸汽鍋爐的使用壽命，確保鍋爐的使用安全。
參考文獻：
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