锅炉化学清洗中Fe3的腐蚀控制研究

锅炉化学清洗中Fe3的腐蚀控制研究

[摘要]采用电化学法和腐蚀失重法在静态条件下以实际复合有机酸(羟基乙酸十甲酸)锅炉清洗液作为试验溶液,研究不同质量浓度的Fe3+对SA-213材料的腐蚀情况，以及清洗操作工况对Fe2+腐蚀的影响。结果表明,Fe+对金属基体具有显著腐蚀性，且随着其含量的增加,腐蚀速率急剧增大;投加适量还原剂,能够有效控制Fe3+含量的增长，应根据测定的Fe3+含量的大小少量分批次加入。此外，应防止空气吸入系统，且保证一定的剩余酸浓度,控制酸洗液pH值处于较低水平,抑制Fe+的转化。

[关键词]锅炉化学清洗

锅炉化学清洗过程中因比例熔化炉中的氧化铁的内壁面，产生更多的场效应管，其可被用作铁的电化学腐蚀过程中的消偏振器基体金属腐蚀：

阳极:Fe->Fe++2e(1)阴极:2Fe2++2e--+2Fe+(2)目前大部分酸洗用缓蚀剂尚未能有效抑制Fe3+所引起的腐蚀，当清洗液中Fe2+含量较高时,对铁的腐蚀程度加剧，甚至引起点蚀”。因此,DL/T794一2001《火力发电锅炉化学清洗导则》2]明确规定:在锅炉化学清洗时，当清洗液中Fe+含量不低于300mg/L时应加入适量的还原剂，如氯化亚锡、联氨.抗坏血酸钠等将Fe2+还原,防止其对基体的腐蚀。然而在实际锅炉化学清洗过程中，往往因为还原剂的投加方式不正确导致清洗液中Fe+浓度持续升高,造成清洗腐蚀速率超标。已有文献针对盐酸清洗液，以投加Fez(SO,);试剂作为Fe+的来源.研究Fe?+腐蚀的控制C日。但上述文献未考虑实际酸洗液中Fe2+的影响。本文在试验室静态条件下以实际复合有机酸(羟基乙酸与甲酸质量比=2:1)锅炉清洗液作为试验溶液,采用电化学法和腐蚀失重法研究其中的Fe2+对水冷壁常用材质SA-213的腐蚀情况，以及还原剂的投加方式对Fe+腐蚀抑制的效果，并在实际锅炉化学清洗中应用。

1、试验方法

将实际电厂锅炉清洗后的排放液配制成含Fe8+质量浓度分别为0、150.500.1500mg/L左右,缓蚀剂质量浓度为0.3%,其余成分初始含量见表1。其中，铁离子的测定采用EDTA滴定法,酸浓度的测定采用NaOH中和滴定法。

试液500毫升。将水浴温度控制在(93 + 1)C。

试验单的表面积与每个试验溶液中放置的清洗液的体积之比约为0.084cm2/mL..每隔0.5~1h测定溶液中Fe3的浓度，试验后，取出腐蚀指示片，称重，计算其腐蚀速率。

电化学方法采用线性极化法和双电极系统，电极材料为 sa-213钢，电极表面积约为1cm2，极化电压为10mv (相对开路电位) ，扫描速率为10mv / min。

采用CST800腐蚀测试仪测定电极的极化电阻R值。

2、试验结果与分析

2.1试验片后的腐蚀减量的测定浸渍3.5小时除去，第1号和第2号，发现良好的清洁溶液中的试验片的表面状态，未观察到麻点的情况下;号覆盖有黑色腐蚀产物层3的试验片表面的清洗液，蚀刻后，去除产物，将试验片的表面，发现严重点蚀。的Fe +浓度的浸渍中的试验片见变化的腐蚀速率。

当清洗液中Fe+质量浓度较低时(<500mg/L),试片受到的腐蚀程度较轻,但腐蚀速率随Fe2+含量的升高迅速增加。当Fe2+质量浓度约为1400mg/L时，腐蚀速率达6.46g/(m°.h),是Fe+质量浓度为500mg/L时的38倍。此外，浸泡过程中Fe+的还原速度很快,说明式(2)的反应速度很快，即当酸洗液中存在Fe3+时,钢铁基体将很快受到腐蚀。

2.2电化学法测定取400mL酸洗液,其初始参数为:Fe2+质量浓度为120mg/L.Fel+质量浓度为5557mg/L,酸浓度为2.55%。通过曝气提高酸洗液中Fet的含量,待Fe“含量提高至一定值后.分次分量投加抗坏血酸钠.逐渐减少酸洗液中Fe‘+的含量,在整个过程中采用电化学法实时监测R,值并测定Fel+t含量的变化。

3、电化学方法和腐蚀失重法的趋势是一致的，随着Fe“质量浓度R”的增加，该值迅速下降，当Fe“质量浓度增加到1000mg/L以上时。r，数值下降到测量的底部..通过分批加入抗坏血酸引脚，降低了Fe·r的含量，并再次增加了该值，表明抗坏血酸引脚能有效地获得Fe的腐蚀“。抗坏血酸钠和Fe的反应式如下：

CH，ONA +的2Fe - 溶解“CH.O + 2FeH + NAT + H(3)的清洗液的Fe”形成铁氧化物源婚姻锅炉加热面发生产生有机酸络合。中的Fe“本身从锅炉系统中，反应是(复合有机酸为例)：

Of Fe, O + 8HCOOHFe (HCOO): + The 2Fe (HCOO) + 4H.O(4)Fe.Og + 8CH，OHCOOHFe(CH，OHCOO)：+的2Fe(CH，OHCOO)+ 4H，三价铁化合物吴0()，式(5)是瞬时的产品，其中所述金属体在方法(2)的接触还原成Fe二元反应性化合物。在清洗液中还原剂不足，与空气充分接触的情况下，F会被氧化成Fe..成为铁的另一重要来源“是。徐邵触等研讨了在曝气的条件下pH值对F时*转化的影响，实验注解pH值越高，F一领化的速率越快，且该反应为自催化反映，即当溶液中发生Fe“t后，将信化Fe的额化进程，并觉得溶液中OH-能促成亚铁高子的水解、发生的重铁水解产品因为对中央离子的电中和使Fe对配位连系的水分子极化才能削弱，造成配位水的“速蔽效应”消逝而使洛渡中的氧分子直接额化Fe+国。因此。 清洗后残留酸浓度较低，ph 值较高。在这种情况下，生命很容易转化为生命。系统标度本身产生的F中心的量与标度的组成有关，与金属基体的接触时间较短。矩阵的腐蚀的程度并不：通过在电子氡的气化形成的所述Fe表面与金属基体接触的过程中已被还原成Fe”。从而使锅炉系统不断受到腐蚀，导致酸洗过程中总铁含量不断增加。

4、实际应用为一次性投加0.1%还跟剂在某电厂一超临界600MW机组真流锅炉上进行的酸洗监测结果。

当酸洗结来时，FeK的质量浓度测量到1500mg/l。由于清洗系统带来的负压，大量的漏风进入初始还原剂用量，对整个酸洗阶段Fe含量不够，导致初始酸洗达到短期离子含量平衡后，金刷底物开始被Fe腐蚀，酸浓度继续降低，总铁含量增加。清洗试件的侵蚀速率为2.67g/(m’h)，较大。

还原剂定量给料方式给药批次，还原剂定量给料不变的总量，并注意密封的系统中，可以用另一种类型的单元实现，所述洗涤酸浓度在清洗液。和Fe +离子的总铁含量。

改变操作条件，可以有效地控制的Fel + <为300mg / L的浓度，从而有效地抑制了金属魔吨锅炉+基材的腐蚀。化学清洗，腐蚀试验片表示的平均总。

腐蚀能力为12.21g/m‘，平均腐蚀速率仅为0.66g/(m2.h)，远低于工艺优化前的酸洗腐蚀速率。

5、结论及建议

(1)在锅炉化学清洗中，投加适量还原剂.能够有效控制Fe‘+含量的增长,从面抑制Fe‘+对锅炉金属基体的腐蚀。在投加还原剂时,应根据清洗液中Fe+浓度的大小,少量分批次加入。严格控制Fe*+的质量浓度<300mg/L。

(2)化学清洗过程中应尽可能减少清洗液暴露在空气中的面积,严禁空气吸入系统,同时应保证一定的剩余酸浓度,控制酸洗液pH值处于较低水平,抑制Fe‘+的转化。