1、浅析热水锅炉采暖系统氧腐蚀及其防止摘要：某公司有热水锅炉 10 台，其中 DZL29-1.25/130/70-A四台，QXL71.095 两台，DZL7-1.0/95A两台，发现锅筒及烟管存在不同程度氧腐蚀，而且氧腐蚀坑逐年加深，因此解决锅炉本体氧腐蚀问题是迫在眉睫的。 关键词：热水锅炉 采暖系统 氧腐蚀 防止 中图分类号：TU833+.1 文献标识码：A 一、腐蚀原因分析 影响锅炉腐蚀有内部和外部因素，内因有金属成份，含量、强度、韧性及应变等，内部因素对氧腐蚀程度有严重的影响。 锅炉本体在出厂时有当地劳动局复审的质量证明书，材质化验分析C0.24、Mn0.48、Si0.29、P0.025、S
2、0.021 为 20#钢及机械性能试验，各项指标均合格，同时金属表面状态及其他因素进行检查均未有问题，为预防万一，在 2009 年我们对腐蚀较重的 4 号、6 号锅炉的材质送专业金相化验室进行化验，均未有任何异常，证明锅炉出厂材质是合格的。 由此看来，氧腐蚀的原因出现在外部因素，包围在金属周围的电解质溶液，它的成份和温度等是属于影响腐蚀速度及分布情况的外部因素，据使用情况，腐蚀因素有如下几种： 1、氧气影响 氧气对腐蚀速度表现为双重影响，氧一方面作为电池和微电池阴极部分的主要极化剂，可加速腐蚀，另一方面，氧可以在金属表面形成保护层，可以缓和腐蚀。 在含有氧气的水中，最常见的铁被腐蚀的形态是点状
3、腐蚀，原因是氧气可以减少腐蚀核心数目，同时也就使每一个发生腐蚀的速度增加。 2、二氧化碳的影响 游离二氧化碳能提高溶液中氢离子的浓度，因此可以在阴极分出氢气，而使腐蚀过程加强。 水中有碳酸和溶解氧，可促进铁的腐蚀。 这是一个循环过程，只有当氧气耗尽时才可能停止，当水中有氧气时，少量的二氧化碳可以大大加速 Fe 的腐蚀。 3、氢离子的影响 H+离子浓度的变化是影响腐蚀速度的外部因素之一，在 H+离子的电解溶液中，像酸性溶液 Fe 的溶解进行的非常活泼，当 PH 值小于 7 形成氧化皮很松软，没有保护性能，因氧气向金属表面扩散，便不会被阻碍，氧气腐蚀金属的速度，也就不会逐渐得到缓和。 随 PH 值
4、的增加，OH-离子浓度增大，Fe 表面的氧化保护层变得比较稳定了，可阻碍溶解氧进入被腐蚀的金属中，当 PH 值很高腐蚀过程停止。4、盐类成份的影响 水中其他盐类成份也可增加腐蚀速度，例如：MgCL2 能形成与 Fe 作用的盐酸。 5、热力设备金属腐蚀的主要原因是由于介质中含有氧和二氧化碳所致，因此只要除去水中的溶解氧和二氧化碳就能有效的防止热力设备金属腐蚀。在热水采暖系统中，除氧通常用亚第二种方法是提高 PH 值、在Fe 的表面生成坚实的保护层，有效地把溶解液和 Fe 隔离开，这就是在系统中加色素缓蚀剂 。 第三种方法是使锅炉与系统完全隔离开，成为单独一锅水，锅炉密闭燃烧，不存在氧腐蚀。 据以
5、上分析我们找出了采暖系统、锅炉腐蚀原因，而我公司在 2006年以前加亚硫酸钠，2006 年以后加色素缓蚀剂进行除氧仍有十分严重的腐蚀，针对于这一情况，我们认真调查分析，找出如下几点： a、采暖过后锅炉停运，锅炉的保养采用湿法保养，即把出水阀和排污阀全部关闭，锅筒内保存冬季运行的软化水，但由于阀门不严，尽管用肉眼难以观察渗漏，但仍有渗漏，当再次打开锅筒时，水位下降 200-300 毫米，存入大量空气，炉内湿度大，加速腐蚀，锅筒内表面出现 2毫米的氧化皮，停炉后，保养措施不当是造成锅筒上部腐蚀的主要原因。b、以前向炉内加碱目的是提高炉水 PH 值，水温 95 度以下的锅炉运行水质要求 PH 值控制
6、在 1012 之间是为了使锅炉受热面形成坚实的保护膜，而加碱的方法不易达到，即使每吨水加 2kg，PH 值也达不到规定的标准下限 10，同时形成了十分严重的氧腐蚀。 c、今年来，为了改善这种不良的效果，我们改加碱为色素缓蚀剂，它可以提高锅水 PH 值，在金属表面形成保护膜，但是为何锅炉一年比一年腐蚀严重，以至于烟管，水冷壁管渗漏，耗费资金进行大修。主要原因是系统补水量大，系统丢水过多，平均日补水 600 吨以上，丢水过多，软化水供应不足，用生水补充，大量的生水带入大量的溶解氧，加入的色素缓蚀剂来不及在金属表面形成完整的保护膜将金属与溶解氧隔离，色素既被带走，并且流失，加大色素缓蚀剂的剂量，由于
7、流失太快，形成的保护膜不均匀，致使烟管、锅筒中局部地区腐蚀十分严重，年复一年导致渗漏，同时运行费用和设备大修费用增加。 造成系统丢水的原因很多，以往存留的不通行地沟只能检查井口却不能检查内部，一旦渗漏也只是在冬季有大量热蒸气冒出时，才能发现，此时须放出大量的软化水才能处理，增大了补水量。相当一部分家属住宅楼内安有水嘴，偷用热水，公共场所安水嘴洗车，刷地等，部分管网由于设计不合理或调整不当，甚至不能调整（阀门质量不过关）而采暖系统不热采取放水办法强制循环，也大量损失热水。 以上是造成锅炉不同程度腐蚀的主要原因。 二、采取措施 1、对腐蚀严重的锅炉为延长设备使用寿命保证冬季采暖，对腐蚀严重的烟管按
8、规程要求进行整改。 2、降低系统补水量，这是提高供热系统运行水平，减缓锅炉腐蚀速度的重要措施之一，要达到这一目的就要在管路上下功夫。我们制定厂外采暖热水管理制度和罚款细则，利用广播电视宣传教育，在供暖前凡私接水嘴，一律掐掉，在运行过程中不定期检查，一旦发现偷用采暖水，重罚并掐掉。更换易渗水 易掉柄的阀门，换成暗杆的，加强阀门检修质量，减少运行中失水量，对设计不合理的系统在夏季进行改造，对老旧小区的楼外内网，进行改造，达到流量、压力均衡，因此系统不热而放热水现象大大减少。 由于采取了以上有效措施，整个系统补水量得以控制，20002001年采暖期日补水量控制在 300 吨左右。 3、对锅炉上部腐蚀
9、防止办法：据上述分析，我们已经了解锅筒上部腐蚀的原因，也有了对策，改变以往的检修程序，先加速检修本体及阀门，然后将阀门加死垫，装满合格的软化水保护液，然后将炉封死，直至下一个采暖期开始，锅筒内的水不再缓慢向外渗漏，使锅筒内的水位始终处于满水，腐蚀不再发生。 4、不管我们如何努力降低补水量，但就工厂目前的经济状况，不能完全改变运行状况，补水量始终难以根除，只能降低。为彻底解决锅炉氧腐蚀，我们引进了一项新的专利技术即“相变换热技术” ，所谓“相变换热技术”就是在锅筒内烟管上加装特制的不锈钢波节管换热管组，波节管组与系统相连而锅炉成为独立的系统，与才暖系统分离，如图示。热网循环水通过此换热管组与锅筒
10、内沸腾状态的汽-液双相流体直接换热，管外（锅筒内）沸腾状态的汽-液双相流体相变换热对管壁放 热系数高，管内水较高速度流动，又在波节管几何型状约束流动的热网循环水强化扰动，加大放热系数，其内的气体和杂质也很难析出附在波节管壁上，传热系数大，换热效率高，由于炉水温度在锅炉运行时较稳定，可保持较理想的炉膛温度，对燃烧十分有利，不结垢，第灰污，不仅节约能源，同时对环保不利。 改造后的锅炉在常压下运行，锅炉密闭燃烧，一个采暖期只有一锅水，锅炉不发生氧腐蚀，使用寿命延长，可省去锅炉水处理设备以及人员，锅炉运行费用降低，节约资金。 参考文献： 1 卢黎明,张凤银,李文宏,余珂,郭锐凯.炉胆氧腐蚀原因分析及防护措施J. 工业锅炉. 2008(04) 2 韩刚,王宁辉.探讨锅炉的氧腐蚀及停炉保养J. 化学工程与装备. 2009(01) 3 张洪举.热泵在地板辐射采暖中的应用A. 中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集C. 2009
