锅炉水处理中化学除氧的运用

锅炉水处理中化学除氧的运用

纳海涛

宁夏特种设备检验检测院

摘要：锅炉是工业装备中的重要组成部分，其在供热过程中消耗了大量的水，而未经处理的锅炉水中含有溶解氧，如果超过这个标准，将对锅炉设备造成严重的腐蚀。化学除氧法是近年发展起来的一种新工艺，其原理是利用化学剂与锅炉水中的溶解氧快速充分反应而对管壁及部件无损害。本文着重论述了利用化学除氧法对锅炉给水进行处理的可行性，期望通过本项目的研究，能够为有关人员提供科学的参考意见，推动化学除氧法在我国的推广与普及，提高锅炉水处理与设备维护的效能。

关键词：化学除氧；锅炉水处理；运用

引言

在现代工业中，锅炉是应用最广的一种高温设备，而国内每年对锅炉的投资也越来越大。锅炉因其苛刻的工作条件，在生产过程中对水的消耗量很大，如果进水的溶解氧增多，就会导致锅筒内壁和水冷壁管内壁出现水垢和腐蚀。使锅炉工作效率下降，严重时还会发生事故。通过对造成锅炉氧气腐蚀的各种因素分析，发现氧气的含量是影响锅炉氧气腐蚀的重要原因。降低水体中的溶氧浓度是防治氧气腐蚀的重要途径。热力除氧法和化学除氧法是锅炉给水除氧的两种方法。化学药剂法除氧是向水中添加还原剂来去除热除氧后的残余氧气，对于工业锅炉，规范规定，额定蒸发量在10吨/小时以上的锅炉给水要除氧，低于10吨/小时的锅炉，如有局部氧气腐蚀，也要进行除氧处理。对于小容量的工业锅炉，热力除氧方法比较困难，所以以化学除氧法为主。

1锅炉水处理中化学除氧的应用优势

相对于常规除氧工艺，化学除氧工艺在锅炉给水处理中具有十分显著的优越性。过去，锅炉水处理多采用热除氧工艺，其工艺原理是用蒸汽代替锅炉水，去除水中溶解氧。然而，这种方法并没有能够将锅炉进水中的溶解氧彻底地去除掉，溶解氧的残余问题也是非常常见的。同时，因锅炉系统水泵和给水回水管不严密等原因，造成溶解氧漏入锅炉给水，目前常用的热力除氧法对其进行处理，但其效果并不理想。化学脱氧法是一种以化学脱氧剂为主要成分，具有较高的应用价值。第一，化学脱氧剂与溶解氧反应极快，这是因为它们具有强烈的还原溶解氧的能力，在化学除氧剂与锅炉进水中的溶解氧充分反应之后，不会产生沉积，腐蚀等不良影响，如锅炉的内部部件，再循环管道和蒸汽系统，这种方法既能达到理想的脱氧效果，又能方便锅炉设备的维修保养，使传统的热脱氧技术难以实现的长期稳定安全运行。

第二，与传统热力脱氧方法相比，化学脱氧法在锅炉水处理中的应用更为广泛，锅炉给水设备的类型和压力不同，其化学除氧剂的选择也不同，采用化学脱氧剂对高、中、低压锅炉进行脱氧处理，取得了满意的脱氧效果。即便是水泵、水源等设施不严密，导致漏氧，也能用化学除氧技术进行高效清除。因此，在使用条件和使用环境上，化学除氧法的实用优势也得到了体现。第三，在锅炉水处理和工业生产中，无论是在环保方面，还是在经济方面，化学除氧技术都具有十分显著的优点，一般热力学脱氧法都有其不足之处，即无法彻底脱除锅炉来水中的溶解氧，并且脱氧的部位分布不均，有可能造成锅炉水一侧受热面的氧腐蚀。在工业生产过程中，直接降低了锅炉的总换热效率，不仅消耗了大量的能量，而且对锅炉的经济装置也造成了一定的损害，造成了设备的维护成本。另外，利用热除氧技术来处理锅炉的水，也需要很大的热量支撑，这一技术的实施费用很高，但与热法相比，化学除氧剂在应用费用、技术执行费用等方面均较低，这样既节省了热能，又提高了环境保护，潜力巨大。

2锅炉水中溶解氧的危害

在长时间的运行过程中，由于水质的原因，锅炉内的水冷壁、省煤器部件存在腐蚀、结垢等现象，这就导致了锅炉的金属壁越来越薄，如果情况不好，还可能发生穿孔。更糟糕的是，氧的侵蚀也会破坏锅炉的金属部件。随着使用时间的延长，其强度会不断降低，不仅影响到锅炉的使用寿命和安全，还会给企业带来巨大的经济损失。同时，腐蚀的金属会逐渐地从机身上脱落下来，流入了水里，增加了水里的杂质，因此，在高温载荷作用下，其结垢速度将会进一步加速，进而加剧锅炉的腐蚀，形成一种良性循环。

3锅炉水处理中化学除氧的应用

3.1无机除氧剂

亚硫酸钠作为第一批使用的除氧剂，因其来源广泛，使用方便，无毒而得到了广泛的使用。但亚硫酸钠会在亚硫酸钠和氧气发生反应的时候，因为它会在分解过程中产生腐蚀性的物质，因此，提高了锅水中的总溶固含量，从而提高了排污量，还可以影响蒸气质量，因此，这种方式主要用于中低压锅炉，而对水质的要求并不高。联氨正逐步替代亚硫酸钠，成为一种高效的化学除氧剂。联氨类化合物在碱性条件下具有较强的还原性，在高温条件下，联氨类化合物与水溶液中的溶解氧反应更快更彻底。当水温高于150℃，给水 PH值调整为8.8~9.3时，加除氧器出水的联氨量为30µ g/L。联氨是一种非常好的除氧剂，它能提高锅炉水的 pH，防止氧气的侵蚀，并起到防腐作用。在高温下，它会产生大量的氨、氮，并与铁和铜等腐蚀性物质发生反应，形成钝化膜。目前，我国许多发电厂均在使用联氨法除氧。

3.2有机除氧剂

肟是一种强还原剂，能将高价态的铜、铁氧化物还原成低价态，并在其表面生成钝化膜，实现对铜、铁的腐蚀抑制。肟比联氨易挥发，在水蒸气凝结过程中易溶于水中，对金属起到一定的保护作用。但肟也有其缺点，投入使用初期，水中的 Fe、 Cu等元素会有微量的溶解，且金属的钝化效果较差，加之易挥发性，长时间的高温裂解，会对凝汽器铜件产生严重的危害。二甲基酮肟的毒性只有肼类化合物的几十分之一，具有较小的毒性，可以有效地降低对人类健康和环境的影响。二甲基酮肟酸除氧的费用稍高，但它能被分解成氨，这样就能减少供水中的氨含量。另外，二甲酮肟为固态，在锅炉现场使用，运输和储存十分方便。目前，乙醛肟作为一种在火力发电厂中被广泛使用的除氧剂，已有研究表明，醛肟比酮肟的除氧速率更快。乙醛肟是一种无毒，配置安全的除氧剂。它的主要作用是通过补给水的方式，达到除氧效果，对低压加热器的的腐蚀性有明显改善。

3.3异抗坏血酸及其钠盐

本文章提出开发一种新型的可将高价态铜、铁等氧化还原产物转变成廉价态氧化物的脱氧剂，另外，还可以在其表面生成一种保护薄膜，从而达到钝化、缓蚀的目的。实际生产证明，异维 C及其钠盐在90℃下的脱氧速率是肼的8500多倍，适合于各类锅炉脱氧。乳酸的主要成分为乳酸、甲酸等，它能与氧气进行进一步的反应，从而减少了药剂的用量，降低了成本。但由于除氧剂是一种易挥发性的物质，因此对冷凝器的除氧作用不大，而且还会使锅炉进水的含盐量有所提高。

结束语

总之，要想保证锅炉的安全运行，减少氧气腐蚀的问题，就必须继续强化在锅炉水处理中的化学除氧技术，同时，要针对各种化学除氧工艺的优缺点进行科学的选择，在保证除氧效果的同时，减少污染，减少投入费用，提高锅炉的安全性。

参考文献：

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