[影响锅炉炉水pH值的因素及对锅炉的危害] 锅炉危害因素.docx

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1、影响锅炉炉水pH值的因素及对锅炉的危害 锅炉危害因素(包头铁路工程学校 ，内蒙古 包头 014040)摘 要：结合生产实际对锅炉水pH值出现偏高或偏低的缘由及其危害进行了分析，并提出了防范措施以保证锅炉得以平安经济运行，从而防止发生事故。关键词：锅炉；pH值；腐蚀中图分类号：TK233.5 文献标识码：A 文章编号：10176921(2022)09006502锅炉是生产蒸汽和热水的设备，锅炉用水的水质对锅炉的平安运行和效率有很大的影响，因此，对锅炉用水的水质及水质管理提出肯定的要求，把处理后合格的水用作锅炉给水，使锅炉得以平安经济运行。而pH值就是一个重要的指标，它的改变干脆影响到锅炉设备的平

2、安经济运行。我国现行的低压锅炉水质标准(GB15762001)中规定：蒸汽锅炉或热水锅炉采纳锅内加药水处理或锅外化学水处理时的水质标准pH(25)均为给水大于7，锅水1012。在锅炉正常运行条件下，由于锅水不断蒸发浓缩和某些盐类的分解，锅水的pH值比给水高，这时在金属表面就能形成一层致密的Fe3O4爱护膜，这对锅炉表面的防腐非常有利，因此规定锅水pH值在1012之间，保证锅炉平安运行。但由于各种因素的影响造成锅炉炉水的pH值偏高或偏低，这给锅炉设备的平安运行造成危害，必需加以防范，避开发生事故。1 锅炉炉水pH值偏低的缘由及危害1.1 缘由及危害一般锅炉用水运用的是城市管网的供水系统，我国城市

3、供水水质标准(CJ/T2062022)规定pH值为6.58.5。城市供水水质在处理和传送过程受pH值的影响较大，同时，地表水的pH值随着季节的改变和外界污染的影响，也在改变。二氧化碳是一种易溶于水的气体，自然水特殊是地下水中，通常含有肯定量的二氧化碳。在水的软化及降碱过程中，经常会产生游离的二氧化碳，含量一般大于20mg/L。对于中高压以上的锅炉，为防止给水系统腐蚀，应维持给水的pH值在8.0以上，最好在9.09.2。由于净水工艺的连续性和相关性，以及考虑投资成本，不行能满意各种用水设备的要求。在进行锅炉补给水的离子交换处理时，水的pH值不会有改变，进入锅炉内的补给水偏酸性。另外，离子交换树脂

4、的碎片等有机物，进入锅炉后，在炉内高温高压下分解形成无机强酸和低分子有机酸；某些物质随给水带入锅内，它们在锅内分解、降解或水解也会产生酸性物质，使炉水的pH值下降。当锅水pH值小于7，水中有游离二氧化碳存在时，就会同相接触的金属发生以二氧化碳为去极剂的电化学腐蚀。给水不除氧除气，给水回水管路系统就会产生这种酸腐蚀。其反应如下：740)this.width=740 border=undefined总的反应为：Fe+2H2O+2CO2Fe(HCO3)2+H2 反应生成物重碳酸亚铁Fe(HCO3)2 ，系氢氧化亚铁与二氧化碳化合而成，易溶于水，不易在金属表面形成爱护膜，所以二氧化碳引起的酸腐蚀是匀称

5、腐蚀，使金属表面形成结构壁面匀称减薄。锅炉给水中含有各种碳酸化合物，其阴离子形成为CO32-和HCO3-，在锅炉内这些碳酸化合物会受热分解，生成大量的二氧化碳气体，混入蒸汽内流向用汽设备及凝气设备。当蒸汽凝聚时，这些二氧化碳气体随着溶解到凝聚水中，使凝聚水的pH值降低，呈酸性，在回水管路系统产生酸腐蚀。反应如下：2NaHCO3CO2+H2O+Na2CO3Na2CO3+H2OCO2+2NaOHCO2+H2OH+HCO3-当水中同时溶解有氧气和二氧化碳时，由于这两种腐蚀因素相互影响，会使金属腐蚀速度明显增加，腐蚀后果更为严峻。给水系统、回水系统及疏水系统都会发生氧气和二氧化碳同时起作用的腐蚀。1.

6、2 防止措施1.2.1 去除锅炉给水中的游离CO2。锅炉给水中的游离CO2主要来源于锅炉补给水中，工业锅炉一般采纳软化系统，对于大型工业蒸汽锅炉房的补给水处理睬实行氢钠系统，除盐系统在工业锅炉房基本上没有应用。若水处理采纳氢钠系统，系统中的除碳器会除去大部分的CO2，其含量小于5mg/L；若水处理采纳单钠软化系统，补给水的CO2含量比较高，一般大于20mg/L 。补给水的游离CO2随锅炉给水进入除氧器内，若采纳热力除氧器(大气式热力除氧器或真空热力除氧器)会在除去O2的同时除去CO2气体，所以说补给水的游离CO2在除氧方式合适的前提下是不会带入锅炉的。1.2.2 削减炉内碳酸盐类受热分解产生的

7、CO2。削减炉内碳酸盐类受热分解产生的CO2主要途径是削减炉内碳酸盐类的NaHCO3的量，也就是限制好锅炉炉水的碱度。工业锅炉水质(GB15762001)对锅炉炉水碱度有明确的规定，锅炉额定压力1.0MPa时，锅水总碱度在626mmol/L；当1.0MPa<锅炉额定压力1.6MPa 时，锅水总碱度在无过热器时为624mmol/L；有过热器时14mmol/L；当1.6MPa< 锅炉额定压力2.5MPa 时，锅水总碱度在无过热器时为616mmol/L；有过热器时12mmol/L。锅炉炉内碳酸盐类的来源也是补给水，限制好锅炉炉水碱度主要要限制好补给水的碱度和锅炉排污率。单钠软化水系统，补

8、给水的碱度就是原水的碱度，在运行中无法限制，只能通过限制锅炉排污率来限制炉水碱度，这样会造成水量和热量的奢侈。对于大型工业蒸汽锅炉房的补给水处理尽量采纳氢钠软化除碱系统，采纳氢钠软化除碱系统不仅能很好限制碱度，还可以削减排污率，节约资源。1.2.3 在蒸汽中加药消耗CO2。锅炉给水中游离CO2是可以实行措施消退的，炉内碳酸盐分解产生的CO2只能削减，无法消退，所以蒸汽中总是含有CO2 。对于蒸汽中的CO2气体可以通过加药的方式来解决，蒸汽中所加的药主要有NH4OH(氨水)、中和胺和膜胺。2 锅炉炉水pH值偏高的缘由及危害2.1 缘由及危害原水中的碱度通常以暂硬Ca(HCO3)2，Mg(HCO3

9、)2及钠碱(NaHCO3)的形式存在。在进行钠离子交换软化时，暂硬碱度也转化为钠碱度，钠离子交换后，以 me/L计的软化水碱度与原水相同，由于钙的当量(20)和镁的当量(12)，均小于钠的当量(23)，所以若以mg/L计算，钠离子交换转化后水的碱度要适当增加。原水及软化水中的碱度如不太高，进入锅炉后对锅炉运行一般是有利的。但当原水及软化水中碱度较高时，在锅内肯定温度和压力作用下，NaHCO3 转化为Na2CO3 ，锅水中的碳酸钠(Na2CO3)在锅内总是有一部分要发生水解反应变成氢氧化钠(NaOH)，其反应式如下：NaHCO3Na2CO3+H2ONa2CO3+H2O2NaOH+CO2由于蒸发浓

10、缩，使得锅水碱度及相对碱度过高，会造成汽水共腾，苛性脆化等严峻后果，不仅降低供汽质量，也危及设备平安。其水解程度与锅水温度有关，而锅水温度的凹凸取决于锅炉的压力，因此，碳酸钠的水解率与锅炉压力有干脆关系。锅炉压力越高，碳酸钠水解率愈大，即意味着锅水的碱性越强，游离氢氧化钠越多，锅水也就越简单起泡沫，同时也增加了产生碱性腐蚀的几率。在一般正常运行状况下，锅水的pH值保持在1012时，在金属表面上形成一层致密的Fe3O4爱护膜比较稳定，所以不会发生腐蚀现象。当锅水中pH>13，NaOH的含量浓缩到5，即使温度在310的条件下，爱护膜也将会遭到破坏被溶解而生成铁盐。反应如下：Fe3O4+4Na

11、OH2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O另一方面，膜被溶解后，金属表面爆露在高温炉水中，与NaOH干脆反应：Fe+2NaOH=Na2FeO2+H2其NaFeO2产物在pH值高的水中是可溶生的，所以随pH值增高，碱性腐蚀速度快速增大。同时，当锅内产生磷酸盐的短暂消逝现象时，炉管管壁上会产生磷酸氢盐的沉积物，其化学组成与锅水中的磷酸盐组分有关。在进行一般的Na3PO4处理时，从溶液中析出的沉积物为Na2.85H0.15PO4并产生了游离的NaOH ，也会造成碱性腐蚀。其化学式为：Na3PO4+0.15H2ONa2.85H0.15PO4+0.15HaOH这就是一般磷酸盐处理的主要缺点。2.2 防

12、止措施为了防止锅水碱度过高，通常是用调整锅炉排污的方法来实现的。假如在进行Na3PO4处理的同时，再加入肯定量的Na2HPO4，它可与游离的NaOH发生反应：Na2HPO4+NaOHNa3PO4+H2O0.15NaOH+0.15Na2HPO40.15Na3PO4+0.15H2O由以上两式可得：0.85Na3PO4+0.15Na2HPO4Na2.85H0.15PO4上式反应说明，只要限制锅水中含有肯定量的NaHPO4，就可防止产生游离的NaOH，避开碱性腐蚀。为了适当地限制NaHPO4和Na3PO4的加药量，可限制的Na/PO4比值，叫做磷酸盐中的钠离子和磷酸盐中的磷酸根离子的摩尔比，以R表示。实践证明，R在2.852.2之间，就能保证不会发生锅水pH值低所引起的金属腐蚀，还使锅水中无游离氢氧化钠(NaOH)，因而不会发生炉管的碱性腐蚀。3 结论在装置正常运行，补给水pH值正常的状况下，由于锅炉炉水浓缩，炉水pH值应在规定要求的范围内。影响锅炉炉水pH值的因素许多，应定时检测，以便刚好做出推断，实行相应的措施，保证锅炉安生经济运行。 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页