供热系统外网循环水的腐蚀及控制

供热系统外网循环水的腐蚀及控制

李霞 1 张宁宁 2

1 身份证号： 37098219870219**** ； 2 身份证号： 37152519860420**** 莘县华祥盐化有限公司 山东 聊城 252000

摘要：热网换热器的泄漏会造成机组水质劣化并引起严重事故，热网循环水水质不合格是造成换热器腐蚀泄漏的重要原因之一。根据本单位供热系统材质及实际水质情况，选择合适的水处理工艺，并控制热网循环水pH至合理范围，减轻对供热换热器及系统的腐蚀，是保护供热系统安全的一项重要工作之一。

关键词：供热系统；外网循环水；腐蚀及控制

引言

造成供热系统腐蚀的主要因素是过量的溶解氧和氯离子等腐蚀性离子。外网循环水由于水量大，补充 水没有或未投运除氧器等原因，控制水中溶氧较为困难，提高 pH 来防止腐蚀较为可行。

一、浅谈供热系统腐蚀的原因

电厂为城市热网循环水补水多采用一级反渗透产水，也有生水或软化水。反渗透设备脱盐率正常时，硬度等指标容易合格，但反渗透设备对气体没有去除能力，反渗透产水的溶解氧处于饱和状态。一些热电厂设计有除氧器，后改的供热机组有些没有设计除氧器，补充水未经除氧补入热力循环系统，氧腐蚀严重。反渗透产水由于去除二价离子较一价离子效率高，产水中一价离子对金属的腐蚀也更强。

（一）氧腐蚀是供热系统的主要腐蚀之一

随着水温的升高，氧腐蚀速度增加，当水温在80℃时，钢铁在敞开体系中氧腐蚀速度最大。低于80℃时，溶液温度升高，使溶液粘度降低，扩散系数增加而加快腐蚀。高于80℃时溶氧在溶液中的溶解度随温度升高而降低，从而使腐蚀速度降低。供热外网循环水工作温度正在氧腐蚀的最大腐蚀区间之内。

（二）水的pH值是影响腐蚀主要原因

在低pH值下，氧腐蚀更加严重。资料表明，将热网水的pH提高到10.5以上，碳钢、不锈钢就基本不腐蚀，并与水中溶解氧含量无关。当pH在10~13的范围内，腐蚀速度下降，在这个pH范围内，钢的表面能生成较完整的保护膜，从而抑制了氧腐蚀。当pH大于13时，由于腐蚀产物变为可溶性的HFeO2-，腐蚀速度再次上升。1.3水中含有不同离子对腐蚀速度影响差别很大水中有些离子有钝化作用，有些离子有活化作用。当水中OH-、Cl-、SO42-共存时，如果OH-比值大，对腐蚀起抑制作用。如果比值小，对腐蚀起加速作用。

氯离子对不锈钢的破坏作用主要是促进点蚀，可使不锈钢腐蚀电位Eb降低。硫酸根则对不锈钢有缓蚀作用，在氯离子浓度不变时，硫酸根离子浓度的增加使Eb明显提高（表1）。

当水中[Cl-]/[SO42-]≤0.56时，氯离子的存在不促进不锈钢的点蚀，当[Cl-]/[SO42-]≥0.83时，氯离子浓度的增加使点蚀电位快速降低。

反渗透膜对硫酸根等二价离子脱除能力大于氯离子等一价离子，反渗透产水中杂质含量以一价离子为主。

表1不同浓度氯离子和硫酸根离子存在时不锈钢电极的点蚀电位

在二价硫酸根离子较少，一价氯离子较高情况下，对不锈钢和碳钢的腐蚀更为严重。

提高水的pH部分可以中和水中腐蚀性离子，达到减轻对金属腐蚀的目的。

二、关于热网循环水防腐控制的措施

（一）增强热网循环水pH值

将热网循环水和补水pH提高到10.5~11.5之间。供热系统一级反渗透补充水箱入口管处要有提高pH值的加药点，各热网循环水系统管路上要有加药点，当循环水pH不在控制范围时，可以通过加药调整来提高热网循环水的pH。

（二）加强对热网循环水溶解氧含量的控制

热网循环水由于水容积往往在十几、二十万吨，水系统庞大。控制水的溶解氧较为困难。热力除氧会增加能耗；化学除氧除了增加处理成本外，除氧剂对环境和供热用户的影响也不容忽视。用户侧由于检修和泄漏等原因，循环水损失也无法控制，供热初期往往补水量较大，腐蚀也较严重。

（三）在热网循环水中添加碳钢和不锈钢缓蚀剂

在热网循环水中如果通过添加碳钢缓蚀剂来进行防腐，按照某型号碳钢缓蚀剂缓蚀速度试验报告，使用浓度要求维持到100mg/L。整个水系统单次投加要几十吨以上。处理费用昂贵。

（四）强化热网补充水水质方法

如表2所示，《CJJ-34城镇供热管网设计规范》规定了热网补充水水质规范，其中规定溶解氧≤0.1mg/L。

表2《CJJ-34城镇供热管网设计规范》中关于热网补充水水质方法

pH7.0~11.0。pH通过加碱较易控制，但对于没有除氧设备的系统，溶氧这项标准很难达到。

（五）提高对热网循环水水质的控制

外网循环水系统庞大，经过彻底冲洗的可能性较小，并且存在供热用户侧换热器泄漏或补入生水等可能性，要求循环水氯离子小于25mg/L，有时并不易实现。氯离子超标后也不能有效处理。

循环水悬浮物和硬度指标也由于系统庞大，处理起来困难。

外网循环水pH规定7.0~11.0，这个范围需要溶氧小于0.1mg/L，氯根小于25mg/L同时达标。如果是补充水溶氧饱和，并且是一级反渗透产水控制pH在7附近，氯离子也较高时，腐蚀会较严重。所以热网循环水的水质在溶氧、氯离子指标不合格时，pH指标必须要控制到腐蚀最小的区间内，不能再以7~11来控制，应以pH大于10.5~11.0来控制，考虑到系统可能存在循环不良区域，pH也不应高于12.5。

外网循环水长期密闭运行，泄漏量较小时，腐蚀也会逐渐减弱。如果循环水存在补水量较大时，尤其应注意将补充水的pH提高。如果这时补入大量溶氧量高，pH低的水，会造成更为严重的腐蚀问题。

结束语

综上述，现如今，很多纯凝机组先后进行了供热改造，供热系统的防腐也成为电厂化学监督的一项重要内容。由于供热换热器腐蚀泄漏，外网循环水污染供热疏水，回至热力系统后，造成的锅炉爆管事故也开始出现。电厂为城市供热，往往是一两台机组为一片城区供热，每台机供热换热器也只有两台。一旦电厂侧发生异常后，没有备用系统。而冬季大面积停供热，会有很大社会舆论压力。最终很多事故后果都是由小的异常扩大为严重的机组损坏事故。所以供热系统在停备和运行期间的防腐措施，就显得极为重要。

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