電化學腐蝕

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更新時間: 2013-12-09

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電化學腐蝕就是鐵和氧形成兩個電極,組成腐蝕原電池。因為鐵的電極電位總比氧的電極電位低,所以鐵是陽極,遭到腐蝕。特徵是在發生氧腐蝕的表面會形成許多直徑不等的小鼓包,次層是黑色粉末狀潰瘍腐蝕坑陷。

 

電化學腐蝕電化學腐蝕

電化學腐蝕就是鐵和氧形成兩個電極,組成腐蝕原電池。因為鐵的電極電位總比氧的電極電位低,所以鐵是陽極,遭到腐蝕。特徵是在發生氧腐蝕的表面會形成許多直徑不等的小鼓包,次層是黑色粉末狀潰瘍腐蝕坑陷。

電化學腐蝕 -現象危害
電化學腐蝕腐蝕與發電量

由於金屬表面與鐵垢之間的電位差異,從而引起金屬的局部腐蝕,而且這種腐蝕一般是坑蝕,主要發生在水冷壁管有沉積物的下面,熱負荷較高的位置。如噴燃器附近,爐管的向火側等處,所以非常容易造成金屬穿孔或超溫爆管。儘管銅鐵的高價氧化物對鋼鐵會產生腐蝕,但腐蝕作用是有限的,但有氧補充時,該腐蝕將會繼續進行並加重。

危害性是非常大的,一方面,它會在短期內使停用設備金屬表面遭到大面積腐蝕。另一方面,由於停用腐蝕使金屬表面產生沉積物及造成金屬表面粗糙狀態,使機組啟動和運行時,給水鐵含量增大。不但加劇了爐管內鐵垢的形成,也加劇了熱力設備運行時的腐蝕。

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電化學腐蝕 -解決辦法

必須執行GB/12145棗1999《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》標準;DL/561棗1995《火力發電廠水汽化學監督導則》,化學監督網要發揮監督作用。
嚴格按啟動階段的水汽質量標準,控制啟動后的水汽質量,不合格嚴禁升壓、帶負荷。
機組停備時間超過15天,應採用新的防腐技術。防止停用期間腐蝕。
徹底解決凝汽器溶解氧不合格問題。
投入自動加氨裝置,保證給水pH的合格率。
嚴密監視#2機水冷壁結垢量的增長速度,在必要的時間安排化學清洗。
建議#2爐化學清洗后,在進行加氧聯合處理。

電化學腐蝕 -除氧方法
電化學腐蝕腐蝕性的溫泉

熱力除氧:其原理是根據氣體溶解定律(亨利定律),任何氣體在水中的溶解度與在汽水界面上的氣體分壓力及水溫有關,溫度越高,水蒸汽的分壓越高,而其它氣體的分壓則越低,當水溫升高至沸騰時,其它氣體的分壓為零,則溶解在水中的其它氣體也就等於零。熱力除氧曾是廣泛使用的除氧方式,但目前逐漸受到化學除氧等的有力挑戰,特別是熱力除氧在10~35t/h的鍋爐和2~6.5t/h的鍋爐及其它要求低溫除氧的場合,熱力除氧有其明顯的局限性。它的特點是除氧效果好,缺點是設備購置費用大、不好操作、能量消耗大、運行費用高。所謂不好操作,是因為使用條件苟刻,進水混合溫度要求穩定在70~80℃,工作溫度穩定在104~105℃,蒸汽壓力穩定在0.02~0.03Mpa,條件波動除氧效果不佳,特別是供熱鍋爐,隨著天氣冷暖的變化,鍋爐負荷變化很大,這就給熱力除氧帶來很大困難,而化學除氧則不然,它只隨給水量的變化調整加藥量,操作非常方便。

⑵真空除氧:其除氧原理與熱力除氧基本相同,除氧器在低於大氣壓力下進行工作,利用壓力降低時水的沸點也除低的特性,水處於沸騰狀態而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由於出水溫度低於蒸汽鍋爐的進水要求而很少採用真空除氧,在要求低溫除氧時則比熱力除氧有著明顯的優勢,但大部分熱力除氧的缺點仍存在,並且對噴射泵、加壓泵等關鍵設備的要求較高。

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電化學腐蝕發電中產生的腐蝕物

⑶鐵屑除氧:其原理是當有一定溫度的水通過鐵屑時,水中的氧即與鐵發生化學反應,在此過程中氧被消耗掉。該方法除氧裝置簡單,投資省,但存在著除氧效果波動大、裝置失效快等明顯缺點,因而使用該方法除氧的用戶逐步減少,面臨著淘汰的處境。

⑷解吸除氧:基本原理亦是利用亨利定律,氧在水中的溶解度與所接觸的氣體中的氧分壓成正比,只要把準備除氧的水與己脫氧的氣體強烈混合,則溶解在水中的氧將大量擴散到氣體中,從而達到除去水中溶解氧的目的。該方法優點是可低溫除氧,不需化學藥品,只需木炭、焦碳等即可,缺點是除氧效果不穩定,而且只能除氧不能除其它氣體,用木炭作反應劑時水中的CO2含量會增加。

⑸樹脂除氧:基本原理是在除氧器內氧化還原樹脂與水中溶解氧反應生成除氧水,樹脂失效後用水合肼(聯氨)等再生,使用該方法除氧產生的蒸汽和熱水,均不允許與飲用水和食物接觸,且投資和佔地均較大,不宜在工業鍋爐上推廣應用。

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電化學腐蝕腐蝕性的溫泉

⑹化學藥劑除氧:化學藥劑除氧是把化學藥劑直接加入鍋爐本體、給水母管或者熱水鍋爐的熱水管網中。化學藥劑主要是傳統的亞硫酸鈉、聯氨及新型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等。化學藥劑除氧具有裝置和操作簡單、投資省、除氧效果穩定且可滿足深度除氧的要求,特別是新型高效除氧劑的開發和成功使用,克服了傳統化學藥劑的有毒有害、藥劑費用高等缺點,被用戶接受和推廣應用。

各種除氧方法均有各自的特點和不足,應根據企業的特點和對水質的要求進行綜合考慮選用。總的說來,熱力除氧和化學除氧優點較為明顯,優於其它除氧方式,而新型低毒高效化學除氧劑則優於熱力除氧。

一般在低壓鍋爐和熱水鍋爐的給水除氧時,可優先考慮化學除氧;在要求鍋爐給水進行深度除氧時則可考慮在熱力除氧的基礎上輔之以化學除氧或單獨採用化學除氧。

電化學腐蝕 -參考資料

[1] 中國能源網 http://www.chinapower.com.cn/articleattachment/1000/art1000246.doc
[2] 北極星電力技術網 http://tech.bjx.com.cn/html/20080115/103365.shtml

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