[科普中国]-锅炉给水除氧

锅炉氧腐蚀的危害

氧腐蚀是锅炉系统中最常见又较为严重的腐蚀。由于给水一般都与大气接触，水中的溶解氧基本上是饱和状态，因此给水流经的管路和设备均有发生氧腐蚀的可能。

氧腐蚀经常发生的部位是给水管路和省煤器。由于省煤器内水温逐渐升高，给溶解氧的腐蚀提供了有利条件。氧腐蚀一般都集中在省煤器的入口侧，因为它的表面积大，能很快将水中残余的溶解氧消耗掉。如果给水中溶解氧含量较高，腐蚀也可能延伸到省煤器的中部和尾部，甚至使锅炉的下降管也遭到氧腐蚀；某些小型锅炉，当给水不采取除氧措施时，溶解氧可大部分或全部进入锅内。其中一部分被蒸汽带走，造成蒸汽管路等的氧腐蚀。另一部分氧则造成锅炉腐蚀。腐蚀的部位一般在锅筒的水侧及下降管内，而上升管内，由于锅筒的除氧作用，使溶解氧不易到达金属表面，很少出现氧腐蚀。

氧腐蚀的形态一般为溃疡型腐蚀和小孔型局部腐蚀，这种腐蚀对金属构件强度的损坏是十分严重的。从全国工业锅炉损坏和报废事故原因分析看，由于锅炉给水除氧不良，造成腐蚀而损坏，提出报废或爆管的占相当的比例。为了消除溶解氧对锅炉汽水系统的腐蚀和危害，国家标准规定：对于蒸发量大于2吨/时（t/h）的锅炉，其给水要采取除氧措施，并根据锅炉工作压力的不同，要求给水溶解氧控制在合格的范围内。2

除氧技术热力除氧热力除氧一般有大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，这样能除掉水中各种气体（包括游离志CO2，N2）。除氧后的水不会增加含盐量，也不会增加其他气体溶解量，操作控制相对容易，而且运行稳定、可靠。热力除氧是目前应用最多的一种除氧方法。

真空除氧这是一种中温除氧技术。相对热力除氧技术来说，它的加热条件有所改善，锅炉房自耗汽量减少，但热力除氧的大部分缺点仍存在。真空除氧的高位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高，另外还增加了换热设备和循环水箱。真空除氧能利用低品位余热，可用射流加热器加热软化水，又能分级及低位安装，除氧可靠，运行稳定，操作简单，适用范围广。我国大力开展节能工作以来，工业锅炉房用此法除氧日渐增多。

化学除氧1.钢屑除氧。水经过钢屑过滤器，钢屑被氧化，把水中的溶解氧除去。这种方法有独立式和附设式两种。此法水温要求大于70℃，以80~90℃温度效果最好，温度20~30℃除氧效果最差。即用钢屑要求压紧，越紧越好，水中含氧量越大，要求水流速降低。因为钢屑除氧自应用以来技术改进和提高不大，除氧效果也不太可靠，一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉房，或者作为热力网补给水，以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧，一般仅作辅助措施。

2.亚硫酸钠除氧。这是一种炉内加药除氧法。在给水系统中，氧是导致锅炉腐蚀的主要物质，要求迅速将氧从给水中除去，一般使用亚硫酸钠作为除氧剂。通常，其加药量要比理论值大。温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。当锅炉水pH=6时，效果最好，若pH增加则除氧效果下降。加入铜、钴、锰、锡等作催化剂，可提高除氧效果。该方法投资低、安全，操作也较为简单。但此法加药量不易控制，除氧效果不可靠，无法保证选标。另外，还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、浪费热量，很不经济。该方法一般用在小型锅炉房和些对水质要求较高的热力系统中，作为辅助除氧方式。

3.联氨除氧。目前，此法多用作热力除氧后的辅助措施，以达到彻底清除水中的残留氧，并不增加锅炉水的含盐量。当压力大于6.3Mpa时，亚硫酸钠要分解成腐蚀性很强的二氧化硫和硫化氢。因此，高压锅炉多采用联氨除氧，联氨与氧反应生成氮和水，有利于阻碍锅炉的进一步腐蚀。因联氨有毒，容易挥发，不能用于饮用水锅炉和生活用水锅炉除氧。许多锅炉使用单位正限制或不再使用此法。

解析除氧解析除氧是近年来兴起的一种比较先进的技术。其工作原理是将不含氧的气体与要除氧的给水强烈混合接触，使溶解在水中的氧解析到气体中去，如此循环而使给水达到脱氧的目的。解析除氧的特点：

1.待除氧水不需要预热处理，因此不增加锅炉房自耗汽；

2.解析除氧设备占地少，金属耗量小，从而减少基建投资；

3.除氧效果好。在正常情况下，除氧后的残余含氧量可降到0.05mg/L；

4.解析除氧的缺点是装置调整复杂，管道系统及除氧水箱应密封。

锅炉给水除氧方式多种式样，要想高效经济、稳定安全运行，必须结合炉型和实际情况，根据锅炉的热力参数、水质、吨位、负荷变化、经济条件等情况综合考虑，因地制宜选用。

对于给水除氧技术，要时刻关注新技术、新材料、新成果，勇于探索、创新和改进，寻求除氧效果好、运行可靠、管理简单、所需投资少的除氧方法。

锅炉给水除氧剂对锅炉给水进行化学除 氧的药剂。它们是还原性化学物质，当加到 锅炉给水中以后，即与水中的溶解氧起化学 反应，使氧还原生成无害物质，从而防止或 减轻锅炉在运行期间的氧腐蚀。

常用的除氧剂有亚硫酸钠（Na2SO3）和联氨（N2H4）等。 前者只适用于中、低压锅炉，不能用于高压锅炉。因为亚硫酸钠在锅内高温条件下会分 解生成有害气体，引起金属腐蚀。联氨易挥 发、有毒、易燃，在使用中应注意安全与防 护，不能用于生活用锅炉，常用于中、高压 以上的锅炉给水，作为热力除氧的辅助除氧 剂，很少单独使用。低压锅炉采用的极少。近 年来，在环保法规日益强化的情况下，由于 联氨的毒性，国外在高压锅炉给水除氧中逐 渐采用了甲基乙基酮肟、碳酰肼、胺基乙醇 胺等一些新型化学除氧剂。它们属挥发性除 氧剂，性能优于联氨，并且可使金属钝化，进 一步保护金属不受腐蚀。例如，碳酰肼 [(N2H4)2CO]与氧的反应速度比联氨快；甲 基乙基酮肟（CH3C2H5CNOH）的毒性比联氨 小，未被怀疑是致癌物质； 胺基乙醇胺 （乙 醇与脂肪胺的缩合物） 的热稳定性高、除氧 能力强、反应速度快。各种新型化学除氧剂 正在不断研究开发中。