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锅炉结垢及腐蚀成因
发布时间:2020-09-09 15:58

锅炉的结垢和腐蚀是锅炉维护和检修中应重点关注的问题,因为结垢和腐蚀会给锅炉带来的各种问题,不仅威胁到锅炉的安全运行,而且大大增加锅炉的维护和检修成本,缩短锅炉的使用寿命。对于锅炉的结垢和腐蚀问题,应深入分析其产生的原因,及时采取有效防范措施,为锅炉的安全、节能、经济运行提供有力保障。

.锅炉结垢

1.结垢的危害

(1)影响传热效果。由于水垢的导热系数只有钢铁的几十分之一,锅炉受热面结水垢必然造成传热效率降低。据估算锅炉受热面水垢厚度每增加1mm传热效率即降低 5%以上

(2)影响安全运行。锅炉的受热面温度一般要比炉水的温度高六到十度左右,但是水垢的存在,会使受热面的温度升高,金属过热产生蠕变,从而导致金属鼓包甚至爆破,严重影响锅炉的安全运行。

(3)增加大气污染。锅炉受热面结垢必然导致热效率下降,要保证锅炉出力必须加大燃料的用量,燃料特别是煤的用量增加,会增加大气污染,影响空气质量。

(4)破坏水循环。受热面特别是水冷壁管、对流管等内部结垢,会影响正常的锅炉水汽循环,造成循环阻滞,破坏正常的水循环。

2.结垢的原因

(1)碳酸盐、硫酸盐水垢

碳酸盐、硫酸盐水垢形成的原因是由于锅炉给水中存在钙、镁盐类,其重碳酸盐在高温锅水中会转化为碳酸盐,碳酸盐、硫酸盐等溶解度随温度的升高而降低,到一定程度会析出水垢。碳酸盐水垢,一般是在受热比较不强烈的地方形成的;硫酸盐水垢则一般在高温状态下发生沉淀,常发生在受热比较强烈的受热面上,在锅炉的水冷壁管以及对流管束中很常见。

(2)硅酸盐水垢

硅酸盐水垢的化学成分主要是铝、铁的硅酸化合物,其化学结构较为复杂,这种水垢质地最硬,并且导热性非常差,所以其危害最大,一般在锅炉热负荷高的炉管中形成。

(3)氧化铁水垢

氧化铁水垢的主要成分是铁的化合物,锅炉在正常运行情况下,水中氧含量很低,不会对锅炉造成氧腐蚀。但如果水中溶氧量增加,就可能使金属表面产生氧腐蚀,生成氧化铁产物溶解在锅炉水中,并在高温作用下,逐渐形成氧化铁水垢。

结垢对于锅炉的安全经济运行危害非常大,因为它的隐蔽性特征,容易被忽视,但是由于结垢而导致的锅炉安全事故却占很大一个比例。只有了解结垢产生的原因,找到解决的方法,通过采取相应的措施避免结垢的产生,才能从根本上确保锅炉安全、经济的运行。

.锅炉腐蚀

1.腐蚀的危害

锅炉发生腐蚀会使金属的有效厚度减薄,破坏了金属内部金相组织,金属的力学性能变差,承压能力降低,造成锅炉的使用寿命缩短,以至提前报废。锅炉腐蚀有时可能造成炉管穿孔泄漏,甚至发生锅炉爆炸等严重事故,严重威胁人身和设备安全。

2.腐蚀的原因

(1)水侧腐蚀

①溶解氧腐蚀

钢材最容易受到水中溶解氧的腐蚀。钢铁氧腐蚀属于电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,形成腐蚀电池,铁在电池中不断的失电子,氧不断得到电子,所以铁是阳极,氧是阴极,铁不断被消耗,不断被腐蚀,形成溶解氧腐蚀。

②游离二氧化碳腐蚀

水中能够溶解二氧化碳,生成碳酸,使水呈酸性,水中的氢离子的浓度不断增大发生氢去极化腐蚀。二氧化碳腐蚀,从腐蚀电池角度来看, 是氢的去极化腐蚀。温度升高会使碳酸电离出来的氢离子更多,更容易造成腐蚀。

③沉积物下腐蚀

锅炉内部的金属表面存在结垢时,结垢底下易发生腐蚀,这种腐蚀称为沉积物下腐蚀,其主要包括:酸性腐蚀和碱性腐蚀。酸性腐蚀是当水中含有较多的氯化镁和氯化钙时,沉积物中的氯化镁、氯化钙与锅水发生反应形成氢氧化镁和氢氧化钙以及盐(HCl),使pH值下降,对钢材形成酸腐蚀。碱性腐蚀是水中含有氢氧化钠的时候,且锅水的pH值大于13时,金属壁的氧化保护膜被NaOH溶解,电化学腐蚀加剧,就会发生碱性腐蚀。

(2)气侧腐蚀

灰致腐蚀,在高温条件下,锅炉中的炉灰形成低熔点的化合物,在锅炉炉管表面凝结形成熔融层,这样就会使原有的氧化层保护膜失效,从而造成炉管材料的氧化腐蚀。露点腐蚀,燃烧生成SO2SO3,当换热面的外表面温度低于烟气露点温度时,在换热面上就会形成硫酸雾露珠,导致换热面腐蚀。

腐蚀对于锅炉的安全经济运行危害非常大,因为它的隐蔽性特征,容易被忽视,但是由于腐蚀而导致的锅炉安全事故却占很大一个比例。只有了解腐蚀产生的原因,找到解决的方法,通过采取相应的措施避免腐蚀的产生,才能从根本上确保锅炉安全、经济的运行。

综上所述,只有弄清锅炉结垢及腐蚀的原因,才能对症下药。更好的解决锅炉结垢及腐蚀问题。

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