热水锅炉及供热系统的防腐与除氧

热水锅炉及供热系统的防腐与除氧「摘要」本文通过实例说明加强锅炉及供热系统水质管理的必要性。对常用热水锅炉给水除氧方法进行简要评述。简述海绵铁粉过滤除氧技术的发展、原理及需规范化的概要内容。介绍丹麦对水质监测的思路与腐蚀监测装置。「关键词」热水锅炉供热系统防腐除氧海绵铁粉1、加强热水供热系统水质处理与监控要保证热水供热系统（含热水锅炉、换热器及管网等）的安全经济运行，必须要对系统中的水质进行处理与监控，我国较多的供热单位对此不够重视。水质不良常会带来两个方面的事故：一个方面，是由于应设的水处理装置不设置，或虽已设置但运行管理不善；或竣工后不按规定进行系统的清洗，以致造成设备及管网堵塞和结垢，这方面本文不予展开阐述。另一方面就是不考虑金属的防护，造成设备或管道的腐蚀。水质不良造成腐蚀的事例很多，例如某单位有2台6.5t/h的锅炉，按规定应配备除氧器而没有设置，锅炉严重腐蚀，炉水为锈红色浑浊。有的锅炉房设了热力除氧器，但达不到额定除氧温度，仍发生腐蚀，例如某单位的25t/h锅炉，配有除氧器，但水温过低，除氧水的含氧量为0.2～0.3mg/L，使锅炉投产后一年多的时间内，省煤器腐蚀泄漏达20次以上。某县级市的一个供热公司，由小型中压锅炉和发电机组的热电厂供热。该厂生水水质很差，二次网的水不经任何处理，一次网虽设了水处理设备也管理不善。这个厂的35t/h中压锅炉用化学脱盐水，但管理不善，这台单锅筒水冷壁锅炉，仅运行三年左右，由于结构和腐蚀已将50～60％的水冷壁管更换。该厂的换热器也经常泄漏，例如首站的一台Φ900、85m2受热面的全新换热器，热备用几个月后实际仅运行两个多月就严重泄漏，其382根管子至少有53根泄漏，不是穿孔就是有裂纹。该厂技术负责人认为设水处理设备要有投资和配备人员操作管理，宁可对换热器进行修理或更换，也不设水处理设备。腐蚀对设备和管道的危害往往不是短期就能发现的，腐蚀使壁厚变薄就存在隐患。例如，某供热公司的热水供热系统，由于发电厂突然停电，其热水锅炉和管道系统内产生水击现象，热水锅炉房内并没发生损坏，但在锅炉房外的500米处Φ500的管道发生爆管。事后检查，管道爆裂处管内发生腐蚀，原为9mm的壁厚已减薄为4mm.从上述事例可以充分说明，加强供热系统水质处理与监控的必要性，而首先是提高对水质管理的认识和意识。往往设备越先进对水质要求也越高，过去是以不良水质为条件来选用设备，今后应该建立要改善水质去适应先进设备要求的概念。2、防止腐蚀的首要任务是给水除氧对腐蚀介质进行处理是防止腐蚀最常用的途径，它又可分为：（1）去掉介质中的有害成分；（2）在水中加入能减慢腐蚀的缓蚀剂。水中溶解的杂质，易使金属腐蚀的种类很多，尤其是溶解氧的存在，腐蚀特别严重。因此，给水除氧成为防止锅炉、换热器及管道腐蚀的首要任务。热水锅炉流过的水量很大，直供系统这些水还要流过热力管道和散热器，其防止水侧腐蚀问题不仅涉及热水锅炉，还涉及到整个热水供热系统（有些热水锅炉房都没有蒸汽源）。总之，热水锅炉的除氧问题有其特殊性，往往比蒸汽锅炉除氧存在的问题更多。热水锅炉房无蒸汽源，故一般都不用大气式热力除氧。真空除氧可不用蒸汽加热，但要增设一套抽真空装置，并且系统要保持绝对严密；除氧器要设置在7～8米的楼层上，故也很少用。过去曾采用过氧化还原树脂除氧，其除氧效果好，水温可以较低。但初期投资较大，更为不利的是失效后要用含毒性的水合肼还原。加亚硫酸钠除氧，初投资较小，但加药物等运行费用较高；水质、水温、PH、的过剩量的变化，对除氧效果影响较大。前些时期，采用电加热解吸除氧的比较普遍。解析除氧是二十世纪50年代由原苏联引进的技术，70年代以后经我国工程技术人员的不断改进，取得了很大的改善：将反应器放置在烟道内，改为电加热，使除氧效果不受锅炉负荷波动的影响；将反应器由木炭改为“催化脱氧剂”，降低反应温度而避免了电阻丝及热电偶经常烧坏；提出了除氧水箱密闭的改善方法，虽有所改善但并未彻底解决；当负荷波动时的稳定性仍不理想。并且除氧水CO2的含量增加，使PH值降低0.2～0.3，对循环水PH值保持8.5～10不利。最近热水锅炉采用海绵铁粉过滤式除氧的较多，它有很多优点，取得除氧效果很好，但由于技术的规范化不够，也存在一些问题。3、海绵铁粉过滤式除氧技术有待规范化海绵铁粉过滤式除氧是在钢屑除氧、活化钢粒除氧的基础上，1992年由原武汉水利电力学院王蒙聚教授研究成功的新工艺。钢屑除氧是对切削的钢屑用碱液清洗油污，再用硫酸处理钢屑表面，将处理后的钢屑放在除氧器中压紧。水流过除氧器中钢屑表面，使钢屑表面氧化将水中的氧消耗掉而达到除氧的目的。钢屑除氧器装置简单，投资少，操作也比较简单。但它要求水温高于70℃，待除氧水要加温；钢屑表面氧化后要用酸洗，压实的钢屑很难清洗完全，造成运行后期除氧效果降低。尤其是压得很紧的钢屑，当全部氧化后需要更换时，锈蚀的钢屑很难拉出，劳动量特大。针对钢屑除氧的缺点，将钢屑或钢料按配方要求炼成钢水，浇铸成3～5mm、不规则近似圆球状的钢粒。钢粒经碱液清洗表面后，放入与钠离子交换器相仿的罐体内，罐体内表面涂搪瓷防酸。钢粒在除氧器的罐体中用稀盐酸浸泡活化处理。水流经过活化钢粒，水温≥40℃就可以除氧。这种方法避免了更换钢屑时繁重的体力劳动；水温要求降低；除氧剂为不规则的球形，对床层的流动特性也得到改善。但是，钢粒浇制及活化较麻烦；仍要常用酸洗；滤层为很重的钢粒，出水不能用塑料水帽，除氧器也要特别制造，因而也难以推广。