梁 佳,齐雅丽,梁晶晶

郑州市郑东新区热电有限公司发电部,河南 郑州 450000

锅炉给水的主要组成部分有化学供给的补给水、汽轮机的凝结水、加热器的疏水,另外还有热网疏水。水作为工质在汽包锅炉的给水管道中流动,一般是较为纯净的,所以在给水管道系统中不易出现由于盐类从水中析出而发生的沉积现象,所以本文讨论的腐蚀,主要指的是给水系统的金属腐蚀。

1 给水系统金属的腐蚀

金属腐蚀按照本质的不同可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属表面和其周围的介质直接进行化学反应,从而使金属遭到破坏;电化学腐蚀是指金属跟电解质溶液接触时,发生原电池反应,从而使金属失去电子被氧化,金属处于潮湿的地方或者遇到水时特别容易发生这一类腐蚀,给水系统中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。

给水虽然较为纯净,但其中往往含有氧和二氧化碳,这两种气体是引起给水系统中金属腐蚀的主要因素。以下主要就这两种腐蚀进行讨论。

1.1 溶解氧腐蚀

溶解于水中的氧随着给水流动,最易对锅炉的金属进行侵蚀。给水系统中大部分的管道和设备都是由钢铁制成的,所以铁和氧分别形成为两个电极,在运行过程中发生氧化还原反应,从而导致金属腐蚀。给水中溶解的氧含量大小、水的PH值和流速、运行的温度对腐蚀的程度都有着不同的影响锅炉的给水主要包括补给水、凝结水、热力设备的疏水等。

给水中含有的溶解氧在经过除氧器后,其含量会大大降低,但流动到省煤气时,温度较高,所以即使含有少量的氧,仍有可能发生氧腐蚀。通常这类腐蚀发生在省煤气的进口部分,其中部及出口的腐蚀较轻,因为在进口处氧已经被消耗掉了。当除氧器运行不正常时,如:进入除氧器的蒸汽量调节不及时,补水量不正常或者除氧器负荷变动过大,都有可能导致给水的含氧量增大从而加重给水管路特别是省煤气的腐蚀。当给水中含氧量过大时,腐蚀会延伸至省煤气的中部及尾部,甚至可能对下降管也造成腐蚀。

凝结水含氧量较小,因为凝汽器本身可以起到除氧的作用,大部分的氧会由抽气器抽走,再加上凝结水的温度较低,含盐量较少,因此不易发生氧腐蚀。

疏水系统中,由于疏水系统中有连通大气的部分,而且有些疏水管道不是经常有水,无水的时候,管道中充满空气,从而加重了疏水系统中的含氧量,因此,疏水系统管路也极易发生溶解氧腐蚀。

1.2 游离的CO2腐蚀

水中若含有游离的CO2,它溶于水后呈弱酸性,会使PH值显着下降,但弱酸的腐蚀性不能仅仅用PH值衡量,因为弱酸只有一部分电离,随着腐蚀的持续进行,电离会持续发生,直到所有弱酸电离完毕,在此期间pH值会维持在一个较低的范围。

金属受游离的CO2腐蚀生成的产物为易溶离子,在金属表面不易形成保护膜,但会使金属均匀变薄,对金属壁产生均匀腐蚀,腐蚀产物会随给水一起,进入汽包,容易引起汽包内结垢、腐蚀等许多问题。

给水系统中的CO2主要来源于补给水和漏入凝结水系统中的碳酸化合物。除盐水中的碳酸化合物一般较少,凝结水由于处于除氧器之前,其中的CO2含量较多,极易发生CO2腐蚀,而且其水质较纯,只要含有少量的CO2,就会显着降低凝结水的PH值,同样,在有水汽蒸发的管道中,如疏水管道中也会发生游离的CO2腐蚀。

另外,给水系统中,若同时含有O2和CO2,则系统的金属腐蚀就会更加严重。凝结水系统、加热器和热网疏水系统都可能发生O2和CO2同时存在的腐蚀。这种腐蚀之所以比较严重,是因为O2的电极电位比较高,易形成阴极,侵蚀性强;CO2使水呈酸性,破坏保护膜,因此加快了腐蚀金属的速度。

2 给水系统金属腐蚀的防止

为防止给水系统的腐蚀,通常采用的是除掉水中的氧来防止氧腐蚀,通过提高给水pH防止游离的CO2引起的酸性腐蚀。

2.1 除氧可以采取热力除氧和化学除氧两种方法

给水热力除氧通过热力除氧器来实现,这种除氧方法,可将水中绝大部分的溶解氧除去。根据气体溶解定律,热力除氧法不仅能除去水中的溶解氧,而且也可以除去水中其它各种溶解气体,包括大部分的游离CO2。电厂中用得最广的为混合式除氧器,在除氧器中,给水与加热用的蒸汽直接接触,把水加热到相当于除氧器压力下的沸点,从而除去水中的气体。运行过程中,应注意除氧器汽量和水量的调节,以及排氧门大小的调节,及时排出氧气;稳定的补给水量和随工况的调整是保证除氧器正常工作的前提。

给水化学除氧是通过向给水中加入化学药品,使其发生反应,从而除去水中残留的溶解氧的过程。向给水中加入联氨可以有效地起到去除溶解氧的效果。联氨是一种还原剂,它可以与水中的溶解氧结合,将其还原,产物为氮气和水,这两种物质对热力系统没有任何害处,同时联氨还可以将金属氧化物还原,防止汽包内结成铁垢和铜垢。我厂与大多数厂相同,加药点设置在给水泵的低压侧,除氧器的出口管道,这样,更有利于药液与给水的混合,起到更好的除氧效果。运行过程中要控制好联氨的加药量,根据随时监控到的含氧量进行及时的调节。

2.2 给水pH值的调节

为防止给水对金属的腐蚀,除了消除其含氧量外,还可以调节给水的pH值。因为随着pH值的增大,金属的腐蚀明显减少,调节给水pH值的方法是在给水中加氨。

由于水中含有游离的CO2,所以加入氨水就相当于用氨水的碱性来中和碳酸的酸性。时间表明,若加入适量的氨,能起到很好的中和作用,防止系统的酸性腐蚀。同样,我厂加氨的位置也设置在除氧器出口管道上,在运行过程中很好地起到了pH调节的作用,将给水,炉水等的PH值调整在最合理的范围内,保证了机组安全、经济地运行。

3 结论

通过对给水系统运行过程中可能发生腐蚀的情况和位置的分析,使我们更清楚地认识到防腐的重要性,这就要求运行人员在工作中勤分析,勤调整,很好地运用防腐的相应措施,把机组的隐患降低到最小。

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