锅炉氧腐蚀隐患及给水除氧合规方案

在国家标准GB/T1576-2018《工业锅炉水质》中指出，对于额定蒸发量≥10t/h 的蒸汽锅炉和额定功率≥7.0MW的热水锅炉，应设给水除氧装置。

1、锅炉给水中溶解氧的危害

给水中溶解氧的存在是造成锅炉发生腐蚀的主要因素。锅炉给水中溶入的氧如果得不到及时清除，会对给水系统及部件产生氧腐蚀作用，其腐蚀产物会进入锅炉内部，附着或沉积在管 道内壁和受热面上形成难溶的铁垢，严重降低传热效果，并且会造成管道内壁出现点状凹坑，甚至导致锅炉事故。

2、给水系统氧腐蚀的机理

工业锅炉的氧腐蚀是一种发生在铁和氢或氧之间的自发 的电化学反应。它是一个极缓慢的过程，其电化学过程可用下列 反应式表示：

阳极：Fe→Fe²+2e-0.409E(V)

阴极：2H+2e→H₂0.000E(V)

1/2O₂+2H*+2e→H₂O 1.23E(V)

1/2O₂+H₂O+2e→20H-0.401E(V)

式中，E为半电池反应的标准电位，可用来衡量一种物质参与电子得失反应的难易程度。E值越大，表示反应越容易进行，因此氧比氢容易还原。当无氧存在时，氢离子与铁反应生成氢气；当有氧存在时，氧与铁发生作用很快被还原，其总反应式为:

Fe+1/2O₂+H₂O→Fe(OH)₂

氧腐蚀主要与水中溶解氧的浓度、水的PH值和温度有关， 还与水中存在的CI-、SO2 等离子及水的流速等因素有关。氧在水中的含量越高，腐蚀性越严重。当水的PH值在10~12时，烟管表面能形成一定的保护膜，有利于减弱氧腐蚀。溶解氧进入锅炉给水中，温度越高，腐蚀速度越快。水流速度加快，使氧的供应充足，从而加快了氧的腐蚀。

3、锅炉给水除氧的途径

为了防止或减轻锅炉的氧腐蚀，必须按国家标准GB/ T1576-2018 的有关规定对锅炉给水进行除氧。锅炉给水除氧可采取物理、化学和电化学三种途径，下面主要阐述物理除氧。

3.1、利用物理方法除氧

所谓物理方法除氧，是指采用一定的方法使给水中的氧气能够外逸析出。根据亨利定律可知，当多种气体同时存在于水面上时，各 气体的溶解度与其本身的分压力有关且成正比。在压力一定的 情况下，随着水温的升高，水蒸汽分压力就会增大，而水面上部空间的氧气分压力则会减小，这就有利于水中的氧气外逸析出， 使水中氧的溶解度下降，亦即溶解氧量减小。当温度升高至100℃时，氧气分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。

根据上述原理，在对锅炉给水除氧时，可通过提高给水的温度来减小氧的溶解度，或者将水面上部空间的氧气或空气排除掉或使其转变成其它气体，以减小水面上部氧气分压力，减小给水中的溶解氧含量。

4、锅炉给水除氧的方法及特点

为了有效进行给水除氧，避免因产生氧腐蚀而对锅炉设备 造成危害，锅炉给水处理工作者一直努力探求既高效又经济的 除氧方法。目前锅炉给水除氧所用的方法很多，常用的有热力除氧法、真空除氧法、解析除氧法和药剂除氧法等。

4.1、热力除氧法

热力除氧法可分为大气式和喷射式两种方式。其除氧的原理是：首先将锅炉的给水加热至沸点，使水中氧的溶解度下降，而析出的氧气不断外逸到水面上部；再将水面上部的氧气与水蒸汽及其他游离气体(如CO₂,N₂等)一起排除掉。经过热力除氧后，给水中的含盐量及其他气体溶解量较低。

热力除氧法是目前应用最广泛的一种除氧方法，其操作简单、容易控制且运行可靠，除氧后的出水的残氧量约0.05mg/L。

在实际应用时，热力除氧技术存在着一些不足。首先，经过除氧的软水的水温较高，很容易达到给水泵的汽化温度，在输送过程中会被汽化；当热负荷发生频繁变动，除氧水温<102℃时，除氧效果并不理想。其次，热力除氧器一般要求在高位配置，故基建投资大，且工作时震动和噪声也大。通常热力除氧仅适用于蒸汽锅炉的给水除氧，而对热水锅炉则不适宜。

5、结语

除氧是锅炉给水处理工艺过程中的一个关键环节。锅炉给水中的溶解氧必须达到国家规定的锅炉水质标准要求，并且锅炉压力越高，允许的溶解氧规定值越低。

为保证锅炉安全稳定地运行，必须结合锅炉设备的实际情况进行综合考虑，合理选用除氧方法，尽可能地降低给水中溶解氧的含量。