锅炉给水如果不进行除氧处理,溶解在水中的氧气和二氧化碳会随给水进入锅炉系统,对金属受热面、省煤器、汽包及蒸汽冷凝系统造成持续性腐蚀。这种腐蚀往往表现为局部溃疡状或点蚀,短期内不易察觉,但长期运行会显著缩短设备寿命,甚至引发爆管事故。
在常温常压下,水中通常溶解有8至10毫克每升的氧气。给水未经除氧直接送入锅炉后,随着水温升高,氧气从水中析出并附着在金属表面。氧腐蚀属于电化学腐蚀,铁作为阳极不断溶解,生成氢氧化亚铁,再进一步氧化为红褐色的铁锈。省煤器入口段和给水管道是最先接触含氧水的位置,腐蚀尤为明显。腐蚀产物脱落后会随水流进入汽包,沉积在水冷壁管底部或集箱处,形成垢下腐蚀的温床。
除氧之外,给水中的游离二氧化碳同样不可忽视。二氧化碳溶于水后形成碳酸,降低给水pH值,使金属表面难以形成稳定的磁性氧化铁保护膜。氧和二氧化碳同时存在时,腐蚀速率会成倍增加,表现为均匀减薄与点蚀并存。对于中高压锅炉,这种腐蚀还会加剧蒸汽携带铁离子,导致汽轮机叶片积盐、效率下降。
从运行安全角度看,给水不除氧带来的直接后果包括:省煤器管壁减薄穿孔、水冷壁氢脆开裂、蒸汽品质恶化以及排污量增加。由于氧腐蚀具有隐蔽性和累积性,许多锅炉在运行三至五年后才出现明显泄漏,此时往往已造成大面积换管或设备报废。
因此,锅炉给水必须采取热力除氧、真空除氧或化学除氧等方式,将溶解氧控制在国家标准规定的范围内。一般低压锅炉给水溶解氧应小于0.1毫克每升,中高压锅炉则要求小于0.007毫克每升。同时配合调节给水pH值、定期排污和水质监测,才能有效抑制氧腐蚀,保障锅炉安全经济运行。