工业锅炉停炉期间的防腐和保养

1 概述

锅炉作为一种受热、承压、有可能发生爆炸危险的特种设备，已广泛使用于国民经济各个生产部门和人民生活之中，其安全性和使用寿命也越来越被人们所重视。尤其现在城市热网管线的不断扩展和延伸，热网管道沿线的企事业单位的锅炉长期处于停运状态，考虑到热网管道的维修和保养，锅炉每年难得运行几次。在这样长的锅炉停止运行期内，如果使用单位不重视锅炉的保养工作，不建立健全各项规章制度或者不采取正确的保养措施，就极易造成锅炉的腐蚀，锅炉的使用寿命因此就会降低，锅炉使用单位的经济效益同样也会受到严重影响。在很多情况下，停用时锅炉产生的腐蚀大大超过工作时的腐蚀。因此，了解锅炉金属腐蚀的原理，分析锅炉停炉腐蚀的原因，掌握锅炉停炉保养的方法，延长锅炉的使用寿命，保证锅炉安全经济运行，是我们的重要任务。

通过检验发现，锅炉停炉后其腐蚀最严重的部位是锅筒的上半部以及烟管、水管的水侧。现象是在金属表面形成大小不一的鼓泡，其表面疏松、隆起，内部呈黑褐色粉末。例如：苏州一企业一台KZL4-13-AⅡ锅炉，停运一年多以后重新运行，检验时发现烟火管金属表面有很多腐蚀凹坑，如图所示：

其深度一般为0.5～4mm，直径4～15mm不等。最严重的烟火管已腐蚀穿孔。

2 腐蚀原因分析

锅炉产生的腐蚀分为运行期间的腐蚀和停用期间的腐蚀。其腐蚀过程都是一个复杂的物理化学过程，不同点是其产生的条件和所接触的介质不同。锅炉在停炉期间，进入锅内的空气中的氧会溶解在潮湿的金属表面的水膜中产生严重的氧腐蚀，这种停炉腐蚀对锅炉所造成的危害往往比在运行中的腐蚀要严重得多。因为锅炉停用后，外界大量的空气就会进入锅炉水汽系统内，尤其是锅炉冷炉放水后没有烘干时，金属表面会附着一层水膜，而空气中的氧则容易在此水膜中溶解并达到饱和，引起锅炉金属的腐蚀，并且在氧和铁发生腐蚀反应后，空气中的氧又会大量的迅速不断地加以补充，使腐蚀继续不断地进行下去，且腐蚀速度一般要比运行期间快得多。锅炉在停炉期间产生的腐蚀，是在常温条件下金属直接接触潮湿的空气而发生的，其腐蚀机理主要是一个电化学反应过程。

Fe+2+2OH-1Fe(OH)2

其电化学反应的直接产物就是氢氧化亚铁Fe(OH)2。而氢氧化亚铁Fe(OH)2在潮湿的条件是极不稳定的，在室温下还会与金属表面的水、溶解氧继续反应， 生成氢氧化铁：

4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3

Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O

所以锅炉停炉时产生的腐蚀产物就是Fe3O4和Fe(OH)3的混合物。由于这些次生的腐蚀产物比较疏松，不能形成致密的保护膜，对金属没有保护性，但能起到阻止氧向腐蚀产物下扩散的作用，但是随之也又形成了腐蚀产物下面与表面之间的充氧浓度差，使腐蚀继续进行， 最后形成一个鼓泡。

3 锅炉停运期间的防腐措施

1）停炉后彻底排除锅炉和集箱中的积水，并及时烘干。空气湿度较大时，易在金属表面结露，形成水膜，使腐蚀速度加快。

2）尽量避免直接用水冲洗炉体，以防水份渗入锅炉保温层中。清理受热面烟侧的积灰，避免吸附水份。造成锅筒和水冷壁管靠保温层侧生锈、腐蚀，久而久之使壁厚减薄甚至穿孔。

3）彻底清除金属表面的沉积物或水渣，使该部位不容易积存残留水分，而形成腐蚀电池，发生电化学反应。

4）严格控制水中的含盐量。金属表面水膜中含盐量增加会加速腐蚀进行。

4 停运锅炉的保养

锅炉在停炉期间，受热面表面吸收空气中的水分而形成水膜。水膜中的氧气和铁起化学作用生成铁锈，使锅炉遭受腐蚀。被腐蚀的锅炉投入运行后，铁锈在高温下又会加剧腐蚀的深度和扩大腐蚀面积，并且氧化铁不断剥落，以至缩短锅炉使用年限，甚至严重减低钢板强度而发生爆炸事故。因此，作好停炉保养工作，是保证锅炉安全经济运行必不可少的重要措施。常用的停炉保养方法有压力保养、干法保养、湿法保养和充气保养等数种。

1）压力保养

压力保养一般适用于停炉期限不超过一周的锅炉。利用锅炉中的余压保持0.1Mpa～0.5MPa，锅水温度稍高于100℃以上，既使锅水中不含氧气，又可阻止空气进入锅筒。为了保持锅水温度，可以定期在炉膛内生微火，也可以定期利用相邻锅炉的蒸汽加热锅水。

2）湿法保养

湿法保养一般适用于停炉期限不超过一个月的锅炉。锅炉停炉后，将锅水放尽，清除水垢和烟灰，关闭所有的人孔、手孔、阀门等，与运行的锅炉完全隔绝。然后加入软化水至最低水位线，再用专用泵将配制好的碱性保护溶液注入锅炉。当保护溶液全部注入后，开启给水阀，将软化水灌满锅炉（包括省煤器），直至水从空气阀冒出，然后关闭空气阀和给水阀，开启专用泵进行水循环，使溶液混合均匀。保护溶液的作用是使锅炉受热面逐渐形成一层碱性水膜，从而保护受热面不被氧化腐蚀。在整个保养期间，要定期生微火烘炉，以保持受热面外部干燥；要定期开泵进行水循环，使各处溶液浓度一致；还要定期取溶液化验，如果碱度降低，应予补加。冬季要采取防冻措施。

3）干法保养

干法保养适用于停炉时间较长。锅炉停炉后，将锅水放尽，清除水垢和烟灰，关闭蒸汽管、热水锅炉的供热水管、给水管和排污管道上的阀门，或用隔板堵严，与其他运行中的锅炉完全隔绝。接着打开人孔使锅筒自然干燥。如果锅炉房潮湿，最好用微火将锅炉本体，以及炉墙、烟道烘干，然后将干燥剂，例如块状氧化钙又称生石灰按每立方米锅炉容积加2-3Kg，或无水氯化钙按每立方米锅炉容积加2Kg用敞口托盘放在炉内，以及用布袋吊装在锅筒内，以吸收潮气。最后关闭所有人孔、手孔，防止潮湿空气进入锅炉。以后每隔半个月左右检查一次受热面有无腐蚀，并及时更换失效的干燥剂。

4）充气保养

充气保养适用于长期停用的锅炉。一般使用钢瓶内的氮气或氨气，从锅炉最高处充入并维持0.05-0.1MPa的压力，迫使较重的空气从锅炉最低处排出，使金属不与氧气接触。氮气充入锅炉后，即可驱除氧气，又因其成碱性反应，更有利于防止氧腐蚀。

对长期停用的锅炉，受热面外部在清除烟灰后，应涂防锈漆；受热面内部在清除水垢后，应涂锅炉防腐漆。锅炉的附属设备也应全部清刷干净。光滑的金属表面应涂油防锈。送风机和引风机中的油应放尽。所有活动部分每星期应转动一次，以防锈住。

从我们检验中可以发现，锅炉停炉期间的保养工作是目前一个比较落后的环节，存在着许多问题，并且有待于我们去解决。国家对于锅炉运行使用等方面规定了许多监督办法，但缺乏停炉保养方面的监督管理具体内容。因此，针对我们这个地区锅炉数量较多，锅炉停炉期较长，为了防止锅炉腐蚀，要把锅炉停炉期间的保养工作作为与锅炉安装、运行同等重要的环节来抓。我相信，这对降低锅炉事故率，提高使用单位的经济效益以及促进地方经济的发展都具有非常积极的意义。

参考文献：

[1]金属腐蚀手册，上海科技出版社.

[2]工业锅炉安全技术基础，劳动人事出版社.

[3]工业锅炉防垢除垢，原子能出版社.

[4]《热力发电厂水处理》，中国电力出版社.