原电池原理在锅炉保养中的运用

欧阳砚端（新疆有色金属工业集团稀有金属有限责任公司 富蕴 836000）

原电池原理在锅炉保养中的运用

欧阳砚端
（新疆有色金属工业集团稀有金属有限责任公司 富蕴 836000）

通过加入活性强的金属，与锅炉本体形成原电池，由活性金属释放电子，抑制锅炉腐蚀。关键词锅炉保养金属腐蚀原电池活泼金属

锅炉水质不良或停炉保养不当，常会引起锅炉的腐蚀。锅炉发生腐蚀后，不仅使金属的有效厚度减薄，而且会使金属内部的金相组织遭到破坏，机械性能变差，造成锅炉的承压能力降低，使用寿命缩短，以至提前报废。有的腐蚀会在人们毫无察觉的情况下对设备造成损坏，严重时还会发生爆管事故，有的甚至会引发锅炉爆炸等灾难性事故。因此，防止腐蚀也是保证锅炉安全运行的重要措施。

为了防止锅炉腐蚀，在锅炉的运行和发展过程中，各类专业技术人员通过研究和实验，采取许多防止腐蚀的措施，做好锅炉停炉保养是防止腐蚀的有效措施之一。

锅炉停炉期间，受热面潮湿且完全暴露在空气中，氧化腐蚀很严重，影响强度和寿命，所以锅炉停炉后应及时采取保养措施。根据停炉时间长短，锅炉停炉保养分压力保养、干法保养、湿法保养和气体保养等方法，在这就不作一一介绍。本单位通过多年实验，将原电池原理运用于锅炉保养中，是一种有效的保养方法。

1　金属的腐蚀

金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程。金属腐蚀一般可分为化学腐蚀与电化学腐蚀。

电化学腐蚀是金属的腐蚀中最普遍、也是最重要的一种类型。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜，如果这层水膜呈较强酸性时，H+得电子析出氢气，这种电化学腐蚀称为析氢腐蚀；如果这层水膜呈弱酸性或中性时，能溶解较多氧气，此时O2得电子而析出OH-，这种电化学腐蚀称为吸氧腐蚀，是造成钢铁腐蚀的主要原因。

表1

无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀都是Fe失去电子而被腐蚀。

2　原电池原理的运用

为了抑制Fe的腐蚀，就要避免Fe失去电子。通过加入比铁活泼的金属，再通过导线连接，形成原电池，就可以达到Fe在水中不被腐蚀的目的，从而起到保护锅筒及锅炉管的作用。

制作一个简易原电池（图1），可看到电流表指针摆动，代表有电流流过，并且是单向流动。

3　具体实施

图1

（1）选择比铁活泼的金属。由于锌比铁活泼，同时市场上容易获得，价格不高。我单位锅炉是4～6 t锅炉，选择Zn块大小为10cm×10cm。

（2）导线的选择。由于铜的导电性能高，市场上容易获得，故选择铜导线将Zn块与锅筒壁相连。一般线径选择10mm2就可以了。

（3）在锅筒内部注满电解质溶液。由于日常锅炉用水并不是纯净水，水中就含有电解质。为此，一般只需将锅筒注满水即可。有条件的可以在注满水后在水中加入ZnSO2溶液，这样当Zn块失去电子进入电解质溶液中，电解质溶液中就存在着Zn2+离子，Zn2+就在锅筒上又得到电子而还原，可在锅筒上附着一层Zn金属，能起到更好的保护作用。这样就形成了一个原电池见图2。

图2

4　具体分析

锅筒的Fe和Zn块作为原电池的两个电极，由于Zn比Fe活泼，容易失去电子，Zn失去电子，被氧化成Zn2+进入溶液，电子由Zn块通过导线流向锅筒壁，电解质溶液中的正离子从锅筒壁上获得电子，而被还原。两极发生如下反应：

通过原电池原理，利用Zn比Fe活泼的特性，代替Fe失去电子被氧化，从而达到防止锅筒被腐蚀的目的。

5　结束语

此锅炉保养方法是湿法保养中的一种，锅炉运行中由于水质的原因，锅筒和管壁上都会形成水垢，受水垢的影响，效果就不明显了。运行中还是要依照操作规程，采取定期排污、除垢等措施，确保锅炉正常运行。在停炉后，完成锅炉除垢后，再采用此方法进行保养更为有效。

收稿：2016-03-01

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.039