简论防腐工业锅炉系统中除氧与防腐

论文导读：
金属腐蚀几乎存在于各种机械设备，据有关资料统计，全世界每年因腐蚀消耗的钢铁（无法回收的部分）约占总产量的十分之一左右。
目前钢铁设备的腐蚀正日益引起重视，工业锅炉数量最多，是不容忽视的重要组成部分。工业锅炉给水系统的腐蚀大多数情况下是由于遇到了水，所以基本上属于电化学腐蚀，而水中溶解的氧气常常是引起金属发生电化学腐蚀的一个主要因素。
在工业锅炉系统运行中，氧腐蚀不但发生在除氧器以前的设备上，当除氧器运行不良时，氧的腐蚀作用也会扩展到给水管道、省煤器和锅炉本体中。设备停用时，如果保养不善这些部位更容易造成氧的腐蚀。
氧对工业锅炉系统腐蚀速度的影响，一是增强了腐蚀速度，二是氧化生成的保护膜又能够减缓腐蚀的速度。但是在大多数情况下，氧腐蚀所形成的保护膜并不能保护工业锅炉本体所有的金属表面，氧化膜薄弱的部分仍然会遭受腐蚀。在锅炉本体内部，特别是自然循环较慢地方，常常会遇到氧的局部腐蚀，有时会达到很深的溃烂程度，甚至穿孔。因此在锅炉给水中实际存在的溶解氧，含量超过一定值的情况下，这种保护膜对锅炉本体内部的金属表面来说并不可靠，相反其腐蚀速度还会与溶解氧的浓度成正比。
氧是一种化学性质很活泼的气体，它源于：论文格式范例www.7ctime.com
不但能跟除金、银、铂等少数金属以外的绝大多数金属直接化合，而且还能跟很多非金属直接化合，发生氧化反应。当其与金属或非金属化合后，往往形成稳定的氧化物，或生成很难溶解的沉淀物。由此可见，氧腐蚀是威胁工业锅炉安全运行的一个重要因素。根据氧在水中溶解的特性，通常可以采取以下几种方法，对工业锅炉的给水进行除氧处理。

一、热力除氧

将水加热至沸点，氧的溶解度会随温度升高而减小，随之被逸出，用水蒸汽将水面上产生的氧气推顶排除，让蒸汽充满空间。如此使水中氧气不断逸出，降低水中氧气的含量，从而保证了给水含氧量达到GB1576-2008给水质量标准的要求。
热力除氧有以下特点：（1）不仅能除O2，而且也能除去CO2、N2和铵一钠离子交换时产生的NH3；（2）较其它除氧方法效果稳定可靠；（3）除氧水中不增加含盐量，也不增加其它气体的溶解量；（4）容易进行操作控制；（5）蒸汽消耗量大；（6）提高给水进入省煤器的温度，影响烟气废热的利用；（7）负荷变动时不易调整。

二、解吸除氧

将不含氧的气体与要除氧的给水强烈混合接触时，根据液面上氧气分压为零（或近于零）时液体中氧气的溶解度会降低的原理，给水中的氧气就大量扩散到无氧的气体中，从而使水中含氧量迅速降低。从给水中扩散出来的氧气又随着原来的无氧气体流至反应器，在反应器中与炽热的木炭作用，使氧进一步变成二氧化碳气体，而残存极微量的氧气。然后再将此气体与要除氧的给水强烈混合接触，继续除氧。如此循环，以达到除氧的目的。
解吸除氧的主要特点：（1）设备易制造，并且耗钢材较少；（2）操作简单，不需要化学药品，只要木炭即可；（3）给水温度低，省煤器吸热量大，降低排烟温度；（4）因影响除氧效果的因素很多，若调整不好，则影响除氧效果；（5）只能除氧，而不能除去其它气体，并且除氧后水中CO2含量会增加；（6）水箱水面不易密封，常使除氧后的水与空气接触，而影响除氧效果。

三、化学除氧

（1）钢屑除氧；使水经过钢屑过滤器，表面积很大的钢屑会被氧化，而将水中的溶解氧除去。反应过程：3Fe+2O2→Fe3O4
钢屑除氧装置简单，投资少，操作也很方便。但原水温度过低、水中氢氧根碱度过大，或者铁屑表面有钾盐和钠盐存在反而会被钝化，都会降低除氧效果，同时更换钢屑的劳动强度也较大。
（2）加反应剂除氧：常用的反应剂有亚硫酸钠Na2SO3，亚硫酸氢钠NaHSO3，气体二氧化硫SO2，亚硫酸H2SO3，氢氧化亚铁Fe（OH）2以及联胺N2H4·H2O等。
加反应剂除氧法的特点及应用：加反应剂法除氧，设备简单，操作方便，除氧效果良好，但药剂费用比较高。因此很少单纯使用加反应剂法进行除氧，而往往是与钢屑除氧联合使用。

四、电化学除氧

电化学除氧，就是利用电保护的原理，人为地在除氧器中使用一种金属（常用的是铝AI），发生电化学腐蚀，原水流过除氧器后，水中的氧气会被消耗掉，从而达到除氧的效果。
电化学除氧的特点：除氧设备简单，操作论文导读：常压热水锅炉，特别是在定期检验中发现有局部氧腐蚀时，锅炉给水更应采取除氧措施。在选择除氧方式时，除了要考虑各种除氧方法的特点以外，还应根据行业特点、工艺要求和现场情况等，本着安全、节约、可靠的原则，科学把握，选择适合该炉型、适合该工艺的除氧方式及设备，以达到减缓锅炉腐蚀，延长使用寿命的目的。上一页12
方便，运行费用低。设备正常运行条件下一般给水含氧量可降至0.1mg/L以下。电化学除氧效果与原水中的含氧量大小无关，与待除氧水流经除氧器的流速快慢、水温高低、电流大小有关，尤以流速和水温影响最大。水温最好在70℃左右，不得低于40℃，电化学除氧要取得好的效果还需根据设备情况、管路布局和现场条件进行试验。
为保证工业锅炉安全运行，对于额定蒸发量大于等于6T/H的蒸汽锅炉和额定热功率大于等于4.2MW的承压热水锅炉给水要进行除氧，对于额定蒸发量小于6T/H的蒸汽锅炉和额定热功率小于4.2MW的承压热水锅炉、常压热水锅炉，特别是在定期检验中发现有局部氧腐蚀时，锅炉给水更应采取除氧措施。在选择除氧方式时，除了要考虑各种除氧方法的特点以外，还应根据行业特点、工艺要求和现场情况等，本着安全、节约、可靠的原则，科学把握，选择适合该炉型、适合该工艺的除氧方式及设备，以达到减缓锅炉腐蚀，延长使用寿命的目的。