45 9-4 锅炉腐蚀的防止.ppt

第1页：锅炉腐蚀防止的三项措施

锅炉腐蚀防止的三项措施：1.保持锅炉受热面的良好状态防止受热面积垢2.防止水汽系统腐蚀，减少给水的Cu2+、Fe2+含量3.炉水处理。

第2页：保持受热面清洁与化学清洗

要保持锅炉受热面表面清洁，使表面有良好的保护膜，否则，炉管内的膜有缺陷。

当受热面不干净时，应进行化学清洗。同时要保证给水质量，定期排污，将易成垢的物质及时排走。

第3页：减少给水铜铁含量的措施

给水系统氧腐蚀，凝结水系统、疏水系统腐蚀，除盐系统腐蚀，设备停用时氧腐蚀等，都会增加给水含Fe量，而凝汽器腐蚀会增加给水含Cu量，故必须防止水汽系统腐蚀，以减少水中成垢离子Fe2+、Cu2＋的含量。

第4页：炉水磷酸盐与挥发性处理

汽包锅炉的炉水采用Na3PO4处理或挥发性处理、混合处理。

直流锅炉采用挥发性处理。3.1磷酸盐处理(Phosphate Treatment)3.2挥发性处理(Volatility Treatment)3.3中性处理(Other Treatment)。

第5页：普通磷酸盐处理

1.普通磷酸盐处理(Treatment of Common Phosphate)加入Na3PO4，使炉水中保持一定浓度的PO43-，防垢、炉水呈碱性、中和进入炉水的酸性物质。

表9-2在碱性条件下：10Ca2++6PO43-+2OH-→Ca10(OH)2(PO4)63Mg2++2SiO32-+2OH-+H2O→3MgO 2SiO2 2H2O更重要的是使Ca2+浓度很低，即使炉水中有SiO32-、SO42-等也不会生成垢，可防止垢下腐蚀。

第6页：协调磷酸盐处理

2.协调磷酸盐处理(Concerted Control of pH-Phosphate )既防止钙、镁垢，又防止炉管腐蚀。

实施炉水水质调节的要点是使炉水中PO43-和pH相应地控制在一定范围。往炉水中加入Na3PO4或Na2HPO4，把炉水的碱度全部转变为PO43-碱度，消除炉水中游离NaOH，保持炉水pH=9~11。

第7页：磷酸盐水解与游离NaOH中和

①中和游离NaOHNa2HPO4+NaOH Na3PO4+H2O②炉水中Na3PO4水解产生NaOH，使炉水保持碱性。

③炉水蒸发浓缩时，水解生成的NaOH又和Na2HPO4生成Na3PO4。（1）控制炉水碱度(Control Alkalinityof Boiler-Water)炉水的碱度由Na3PO4水解产生：Na3PO4+ H2O Na2HPO4+NaOH一级水解Na2HPO4+ H2O NaH2PO4+NaOH二级水解。

第8页：酚酞碱度与磷酸根的关系

酚酞碱度P与PO43-的关系：P=0.42 [PO43-]P—炉水的酚酞碱度，换算成NaOH，mg/L。

[PO43-]—是炉水中PO43-的浓度，mg/L。P>0.42[PO43-]，炉水中含有Na3PO4水解产生的碱度(OH-)和游离NaOH。P=0.42[PO43-]，炉水中只含Na3PO4，当炉水浓缩时不会产生游离NaOH。

第9页：酚酞碱度与磷酸根判据

• P=0，[PO43-]=0，炉水中含有HPO42-和H2PO4-，能防止碱腐蚀，不能预防锅炉结垢。P
• 0.42 [PO43-]，炉水中只有Na3PO4水解产生的NaOH，PO43-与Ca2+、Mg2+生成水渣，不结垢。是协调碳酸盐处理应当维持的水质。维持炉水中PO43-=2~10mg／L。

第10页：甲基橙碱度与磷酸根关系

• 甲基橙碱度与PO43-的关系：M=0.84 [PO43-]M是甲基橙碱度，换算成NaOH，mg/L；M>0.84 [PO43-]，炉水中有游离NaOH。M=0.84 [PO43-]，炉水中只含PO43-，无游离NaOH。M=0，[PO43-]=0，能防止碱腐蚀，不能防垢。M
• 0.84 [PO43-]，炉水中只含Na3PO4水解产生的NaOH，炉水pH=9~11，无游离NaOH，不发生碱腐蚀；又有PO43-，使Ca2+、Mg2+生成水渣。

第11页：炉水pH的控制

(2)控制炉水pH(Control pH of water) ）若pH落在曲线上，则炉水中只有PO43-，无游离NaOH和Na2HPO4。

2）若pH落在曲线以上区域，炉水pH较高，炉水中有PO43-，也有游离NaOH，需加Na2HPO4以中和游离NaOH。3）若pH落在曲线以下区域，炉水中有PO43-、HPO42-，无游离NaOH。是协调磷酸盐处理的合适区域。使pH比曲线上指示的值小0.1为宜。

第12页：钠磷比R的控制

（3）控制R(Na／PO4)R=Na／PO4，表示磷酸盐溶液中Na+与PO43-的摩尔数比。

协调磷酸盐处理应维持炉水的R=2.30~2.80。R=2.30~2.80时，炉水中同时含Na3PO4和Na2HPO4。R<2.80，炉水中无游离NaOH，避免碱腐蚀。炉水中有足够的PO43-和较高的pH值，不会产生钙垢和酸性腐蚀。R>2.30，防止酸性腐蚀，保证炉水pH=9~11。

第13页：R值调整与加药原则

• R>2.80，应加Na2HPO4；R
• 2.30，应加Na3PO4或NaOH，在维持炉水PO43-为正常值的条件下，使Na2HPO4所占比例相应减少，即提高了炉水的R，以保证pH>9（25℃）。协调磷酸盐处理不仅使炉水中无游离NaOH，消除了碱腐蚀的危险性，而且炉水有较高的pH，消除了酸腐蚀的危险性，同时炉水中有足够量的PO43-，不会产生钙镁垢。

第14页：磷酸根-pH控制图

PO43--pH控制图 黑实线是协调磷酸盐处理时水质控制的安全区。

高压以上的锅炉，要求pH(25℃)>9.1，PO43-=2~10mg/L，R=2.30~2.80。将测得某温度下炉水的pH(T)换算成25℃下的pH(25℃)：pH(25℃)=pH(T)+α(25–T)pH(T)—实测pH。T—水样温度。α—温度校正系数，α=-0.01/℃~-0.04 /℃。

第15页：挥发性处理的控制指标

• 挥发性处理控制给水pH在一定范围，给水N2H4=20~50μg／L。给水pH的控制范围:汽包锅炉，铁铜混用系统pH=8.8~9.2；无铜系统，pH=9.2~9.4直流锅炉，pH=9.2~9.4挥发性处理的加药方式:1）将NH3
• H2O和N2H4的混合溶液加在凝结水升压泵的入口侧。2）在低压加热器前的系统中加NH3
• H2O，在除氧器之后加联氨。3）在凝结水升压泵入口侧加NH3
• H2O和N2H4的混合液，并在其后增设加药点。

第16页：给水中性处理的原理

给水中性处理(Treatment ofAdding Oxygen)（1）原理(Principle)理论上，在纯水中氧对钢铁具有钝化作用：6Fe+7/2O2+6H+Fe3O4+3Fe2++3H2O生成Fe3O4层，Fe3O4晶体之间有空隙，无保护作用，水中有足够O2：2Fe2++2H2O+1/2O2Fe2O3+ 4H+。

第17页：中性处理的水质控制

（2）水质控制(Control Water Quality)①给水中性水规范电导率。

中性处理要求给水k<0.15μs/cm。pH。pH(25℃)=7±0.5溶O2。水中溶O2含量控制在50~250μg/L。②给水加O2加NH3联合处理水规范在纯水中既加NH3又加O2，加NH3提高水的pH，增加水的缓冲性，加NH3调节水的pH=8.0~8.5。加O2使金属表面钝化。加O2点在给水泵入口处。

第18页：炉水磷酸根控制标准

表9-2锅炉水中应维持的PO43-含量：本页表格源文本数字粘连，未做自动切分，结构待人工还原。

PO43-(mg/L)锅炉主蒸汽额定压力（MPa）分段蒸发不分段蒸发盐段净段>755~125~153.82~5.76>502~102~105.88~12.46>402~82~812.74~15.58——0.5~315.68~18.62表9-2锅炉水中应维持的PO43-含量

第19页：炉水协调磷酸盐-pH控制图

• 图9-8炉水协调磷酸盐-pH控制图PO43-(mg/L)pH(25oC)R
• 2.8,增加Na2HPO4比例或单加Na2HPO4PO43-
• 10mg/L,pH<9,增加NaOH或单加NaOH10.2010.009.809.609.409.209.008.802 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20R=3.0R=2.8R=2.6R=2.4R=2.3R=2.2R=2.1R
• 2.3,增加Na3PO4比例或单加Na3PO4

第20页：磷酸钠溶液pH与浓度关系

PO43-(mg/L)图9-7 Na3PO4溶液pH与PO43-含量的关系10.610.29.89.49.08.68.20 10 20 30 40pH(25oC)炉水中有PO43-有游离NaOH,需加HPO42-炉水中有PO43-,有HPO42-无游离NaOH炉水中有PO43-,无游离NaOH，无HPO42-。

第21页：纯水中腐蚀速度与溶氧关系

V(g/m2d)0.01 0.1 1.0 1086420O2(mg/L)图纯水中钢铁腐蚀速度与溶解氧的关系。