高壓鍋爐的給水經(jīng)過預(yù)處理和離子交換等工藝過程后,水中的懸浮物、膠體及溶解性鹽類均已除去,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)濟上的損失,同時腐蝕產(chǎn)物進人鍋爐水中,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,并且還會促進水側(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。以下針對高壓鍋爐常見的腐蝕作具體分析,并提出一些切可實行的防治方法。
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,所以鐵是電池的陽極,而遭到腐蝕。反應(yīng)機理見圖1。
由于這些生成物比較疏松,沒有保護性,一旦在金屬表面的某一點發(fā)生腐蝕,就會持續(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)物阻止了氧的擴散,在腐蝕產(chǎn)物下形成缺氧的陽極區(qū),外部便形成了富氧的陰極區(qū),從而構(gòu)成了一個濃差電池,兩部分的差異,加速了腐蝕反應(yīng)。
溶解氧腐蝕的判別方式:當除去紅色氧化鐵帽時,在穴中暴露有黑色的四氧化三鐵沉積物,則為溶解氧腐蝕;如果沒有黑色的氧化鐵在穴中,或穴外無紅色的氧化鐵時,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。
當PH值小于4或大于14時,腐蝕會加大。當PH值小于4時,金屬表面不易形成保護膜;當水的PH值介于4和14之間時,金屬表面上形成一種致密的氫氧化物保護膜,所以腐蝕速度會降低;當PH值大于14時,由于Fe3O4保護膜在堿性溶液中溶解,腐蝕速度會重新上升。
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-有破壞保護膜的能力,因而會促進腐蝕;如水中含有、等,則可促進保護膜的生成,可以減緩腐蝕。
含有溶解氧的水進入鍋爐后,大部分的氧氣將閃化進入蒸汽,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重的局部腐蝕。
隨著給水速度的提高和鍋爐熱負荷的增加,溶解氧腐蝕也會隨之加劇。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?shù)某鮿?,一般高壓鍋爐宜選用不會增加溶存固體物的有機脫氧劑,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)階段有機脫氧劑已漸漸使用較低毒性的脫氧劑代替聯(lián)氨,如對氧環(huán)已環(huán)、環(huán)已胺、乙二胺、對苯二酚、碳酰肼等。
(4)給水加氨(NH3)處理。通過加氨處理,提高給水的PH值,PH值應(yīng)控制在8.5~9.2之間比較合適。