浅析现代锅炉氧腐蚀及防护措施

肖海涛

摘 要 本文对动力厂锅炉汽包发生腐蚀情况进行分析，介绍锅炉发生氧腐蚀的机理，并列出了停炉时常用的保养方法，结合车间实际情况，采用氮气防护的方法有效防止锅炉的氧腐蚀，以助于延长锅炉寿命， 确保锅炉安全运行。并提出汽轮机停机保护的建议，在保证安全的前提下，尽早实现。

关键词 锅炉；汽包；氧腐蚀；氮气

前言

动力车间现有六台单锅筒自然循环锅炉，三台背压汽轮机和一台抽凝汽轮机。车间为保证公司中低压蒸汽的使用及平衡，并兼顾环保指标合格，所有设备要求时刻达到完好备用状态，这样就对锅炉等设备的停机保养有所限制，在每两年一次的锅炉全面检验过程中，发现锅炉汽包存在不同程度的氧腐蚀，经过分析，造成这种现象的原因就是没有进行有效的停炉保养，车间结合生产实际情况，采用充氮气的方法进行停炉保护，并取得了显著效果，确保了锅炉的使用寿命及安全运行。

1 氧腐蚀机理

锅炉水中的溶解氧和炉体金属铁组成腐蚀电池，铁的电极电位总是比氧的电极电位低，所以在铁氧腐蚀电池中，铁是阳极，失去电子成为亚铁离子，氧为阴极进行还原，溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素。

此外，氧还会把溶于水的氢氧化铁沉淀，使亚铁离子浓度降低，从而使腐蚀加剧。随着锅炉的交替运行和停用，腐蚀过程也随之恶性循环，一般会在金属表面形成许多小型鼓包，鼓包颜色由黄褐色到砖红色再到黑色，直径约为 1-25 毫米，清除之后便会出现腐蚀造成的陷坑[1]。

2 停炉保护的方法

防止锅炉内部金属腐蚀的方法较多，主要可分为湿法和干法两种，湿法保护适用于短期停用的小型锅炉，干法适用于长期停用的任何类型锅炉，下面介绍几种常用的保护措施。

2.1 湿法保护

湿法保护是指具有保护性的水溶液充满锅炉，防止空气进入炉内。

（1）碱液法。此法是采用加碱的方法，使锅炉中充满pH达10以上的水。使金属表面生成耐腐蚀性保护膜，以防止溶解氧对金属的腐蚀。所用碱液为NaOH、Na3PO4或者二者的混合液。常用碱液配制方法是：将NaOH和Na3PO4放入容器内，用软水溶解后，再用泵从锅炉下部联箱送入炉内。注意要保持溶液碱浓度均匀。

（2）亚硫酸钠保护法。亚硫酸钠是一个还原剂，能和水中溶解氧作用生成硫酸钠。从而防止金属表面遭受溶解氧腐蚀。

采用这二种湿法保护时，锅炉启动前应将溶液排放干净，并進行彻底清洗。不适合公司锅炉随时启动的生产需求。

2.2 干法保护

（1）干燥剂法。干燥剂法就是在锅炉停用后，将锅炉内的水全部放掉，利用炉内余热，将金属表面烘干，并清除沉积在锅炉水系统内的水垢和水渣。然后在锅炉内放入干燥剂，保持金属表面干燥，防止腐蚀。常用的干燥剂有三种，无水氯化钙（CaCl2） 常用量1.0～1.5kg/m3 ，生石灰（Cao） 常用量3～5kg/m3 ，硅胶 常用量1.5～3.0kg/m3，干燥剂的放置方法：将药品分盛在若干个敝口的非铁制容器里，分别放入汽泡和各联箱内。装入的数量和位置应在锅炉保养记录内，以免投入运行时忘记取出。干燥剂放入炉内后应立即关闭各汽水阀门，防止外界空气进入。放入干燥剂半月后，应打开锅筒的门孔，检查干燥剂是否失效，如果已失效应更换新的干燥剂，以后每隔1～2月检查一次。 此法适用于较长时间的停炉保养。

（2）烘干法。此法就是在停炉后，待压力降至锅炉规定值时，立即全开输水阀门，排气阀门等迅速放净锅炉内部存水，利用余热、点微火或引入炉膛热风进行烘干。本方法一般不能排净热力设备中的积水，因为排放后，热力设备内部汽空间内充满与大气压平衡的蒸汽，随着热力设备温度的降低，这些蒸汽的一部分最终还会凝结成水，残留在热力设备中。

（3）充氨法。充氨法就是锅炉停用放水后，在锅炉全部容积内充满氨气。氨溶解在金属表面上的水膜中，使金属表面形成耐腐蚀性保护膜。氨还能使氧在水膜中的溶解度降低，防止溶解氧的腐蚀。采用充氨法时，应将铜质部件拆除，并在充保护液过程中，每2h分析pH一次，保护期间每天分析一次。保护结束后，宜排空保护液，再用合格的给水冲洗锅炉本体、过热器、再热器等，保护液必须经过处理至符合排放标准后才能排放。

（4） 充氮法。充氮法就是将氮气充入锅炉水系统内，用氮气来覆盖汽空间，并保持一定的正压，以阻止空气进入。由于氮气很不活泼，无腐蚀性，所以可以防止锅炉的停炉腐蚀。

车间结合生产实际情况，采用充氮法对停运锅炉进行保护，具体做法是锅炉停炉解列后维持原锅炉运行水质状态，当过热器出口压力降至0.5MPa时，关闭过热器放空阀、疏水阀、取样阀、加药阀、连续排污阀、定期排污一、二次阀，开启炉顶充氮一、二次阀门，进行充氮，维持压力在0.05-0.6MPa之间，充氮结束后，关闭炉顶充氮一、二次阀门，全开充氮一、二次阀门之间倒淋阀，保持备用及运行锅炉炉顶氮气管线倒淋阀常开状态，防止管道内积水防冻。注意检查系统中氮气压力和锅炉的严密性。

3 汽轮机停机腐蚀原因及防护意见

机组在停备用时，由于机组的热力系统内有疏水积存在死角或有疏水未及时排净，致使机组内湿度增大，在机组的金属表面形成一层水膜。原来在运行中积存在金属表面的沉积物主要是盐类物质，在水膜发生作用下形成导电的电解质，另外机组在停备用时由于热力系统的密封面结合不严还会有空气漏入系统中，空气中的氧气会加速金属的腐蚀，发生溶解氧腐蚀，与锅炉痒腐蚀的机理相同，所以，在保证正确的停机操作条件下，应加强机组在停备用时的保护，防止金属表面产生水膜、防止氧气进入热力系统。

4 结束语

锅炉停用期间，如果不采取有效的防护措施，在金属内部表面易产生溶解氧腐蚀，并逐渐发展恶化，所以，必须采取安全有效的方法进行停炉保护，来确保锅炉的使用寿命和安全运行，车间采用氮气保护的方法是最经济适用的，取得了显著效果，在以后的工作中，还要做好机组的停机保护工作。

参考文献

[1] DLT 956-2005.火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则[S].北京：中国标准出版社，2005.