船用锅炉的简单比较及其防腐措施的简单分析

摘要：目前船用锅炉主要有蒸汽锅炉和热水锅炉。在船上主要用于设备暖机、油舱加热、生活取暖和水柜加热。根据用途不同，通过分析其优缺点，安全性、节能性、使用寿命等，依据船舶的工作性质，对于今后锅炉合理选型以及使用管理等方面，都有着十分重要的意义。

关键词：区别；优缺点；腐蚀；措施

1.引言

船用锅炉大致分为蒸汽锅炉、常压热水锅炉两大类。作为热源设备在船上除满足船员取暖、热水需求外，还用于重油粘度控制。本文重点针对燃用轻柴油的海事测量船舶，对两种锅炉的优缺点进行比较，并对影响锅炉正常工作的氧化、腐蚀进行分析。

2.常压热水锅炉与蒸汽锅炉供热系统比较

常压热水锅炉与蒸汽锅炉是当前船用的两种供热系统，主要区别包括以下几点：

（1）蒸汽锅炉是承压设备，具有一定压力，所以存在爆炸危险。而常压热水锅炉的水空间连通膨胀水箱始终与大气相通，不会爆炸，安全性能好。

（2）蒸汽锅炉在工作时对水位要求严格，上部空间储存蒸汽，下部水位必须覆盖燃烧室，通过水位电极控制给水泵启停，防止干烧损坏炉膛。常压锅炉对水位没有严格要求，膨胀水箱中不缺水即可。

（3）蒸汽锅炉必须装设压力表、安全阀、水位计，通过蒸汽压力的变化控制锅炉起停。而常壓热水锅炉没有水位计，仅需最低水位电极，防止干烧。水腔与大气相通，可不设安全阀，起停由热水温度控制。

（4）蒸汽锅炉供应的热源在100℃以上。常压热水锅炉只能供应100℃以下的热水（以40—95℃居多）。

3.常压热水锅炉优缺点分析

3.1优点分析

从生活取暖方面考虑，常压热水锅炉与蒸汽锅炉相比较，具备安全性好、经济性高、适用性强、使用方便等优点。

（1）安全性。常压锅炉无爆炸危险。由水泵控制从炉内向散热器的热水循环。水箱与大气连通，解决了承压问题。

（2）经济性。与蒸汽锅炉相比，常压热水锅炉的使用寿命长，维修管理简便。无蒸汽冷却器，大大减少热量损失，提高了热效率。

对报废蒸汽锅炉的改造：报废后经过必要的检查论证，多数可改作常压锅炉，只要本体不腐蚀严重穿透，可改为热水锅炉继续使用。

（3）适用性。蒸汽锅炉属于承压容器，对其容量、参数、安装位置等都有严格限制。而常压锅炉却无此约束，只要受热面积足够，热水循环可靠，可在较大范围内按实际需要设计、安装，因地制宜方便灵活。

（4）使用方便性。作为承压容器，国家对蒸汽锅炉的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节都有规定，以保证其安全。而常压锅炉从各个环节都可有不同程度的放宽。

3.2缺点分析

蒸汽锅炉与常压热水锅炉相比较，具有运行能耗高、压力波动大、易腐蚀等缺点。

（1）运行能耗高。蒸汽在一定压力下工作，炉水温度必然要高于常压锅炉。从热传递方式分析，两物质温差越大传热效果越好；因蒸汽高于热水温度，在输送过程中，其热量损失（含泄漏）也必然高于热水循环系统；蒸汽在完成热交换进入热水井前流经冷却器，此过程又有部分热量被带走。因此，在相同取暖需求条件下，必然导致蒸汽锅炉的运行能耗增加。

（2）压力波动大。蒸汽锅炉燃烧靠蒸汽压力控制，在供热过程中其压力必然会产生较大波动。而常压锅炉则是通过热水循环泵实现媒质流动，其压力相对更加平稳。

（3）易腐蚀。高温会加速化学反应速度。蒸汽锅炉整体工作环境较常压锅炉高，耗油量大（燃油多含腐蚀性物质），这些都将导致蒸汽锅炉的氧化、腐蚀速度加快。

4.影响氧腐蚀的主要因素

一般情况下，水中含有空气，其中氧元素会导致锅炉水腔侧发生氧化腐蚀。影响氧腐蚀的主要因素包括：

（1）溶解氧浓度。金属氧化速度随炉水溶解氧浓度升高而加快。当含氧量超过低压锅炉水质标准中对溶解氧指标（<0.1mg/L）要求时就具备了氧化条件。常压下，25℃水中氧气饱和溶解度为8.4mg/L。其饱和溶解度随温度升高而降低，随压力升高而增大。水进入炉内，随温度上升会有部分氧气析出，但剩余氧仍远超过水质标准要求。

（2）炉水PH值。PH值对金属腐蚀影响极大。PH值越低酸性越大，氢离子浓度越高。由于氢离子参与金属电化学反应，会使钢铁产生腐蚀。一般来说溶液的PH值越低，与炉水接触的钢铁越容易产生腐蚀。

（3）温度的影响。金属温度越高与其接触的炉水温度越高，各物质在水中的扩散速度也越快。电解质溶液电阻降低，腐蚀速度加快。但当表面温度达到一定值时，与之接触的炉水会因急剧加热而形成汽泡，使附近的溶解氧被上升汽泡带走，隔绝了氧与金属。所以在多数运行状态下，上升管和炉壳底部因受热剧烈并不易发生氧腐蚀。只有在小火或停炉状态下，该部位才会发生一定程度的腐蚀。而受热较弱的部位则会因炉水温度适宜而加快腐蚀。

5.防止氧腐蚀的措施

针对锅炉氧腐蚀现象，管理中要从以下几个方面采取措施。

（1）去除水中的溶解氧。溶解氧会引起锅炉本体和给水管道的严重腐蚀，应尽可能除去。对船用小型低温热水锅炉而言，简单的办法是在膨胀水箱中加入亚硫酸钠除氧。

（2）控制炉水PH值。当PH值在9.5～10时，防腐效果最好。每周定期进行炉水化验，加入适当碳酸钠，调整其PH值在合理范围。

（3） 严格清洗。对新装和修理后的锅炉，应严格清洗清除表面附着物，在金属表面形成保护膜。尽可能控制系统水流失减少补水量，控制溶解氧来源。尽量保持系统的正压状态，避免因负压而吸入空气。

6.小结

本文主要围绕船用常压热水锅炉与蒸汽锅炉供热系统的优缺点进行比较，对影响常压热水锅炉的主要因素之一（锅炉氧腐蚀）进行了分析，并浅析了相关的防腐措施，为提高常压热水锅炉的适用性提供了参考。综合比较，作为承担北方海区港口航道测量任务的海巡1504、1505轮，采用常压热水锅炉在初期配置和后期日常维护方面都更加合理。

参考文献

[1]张佑全.常压型煤热水锅炉.机械工业出版社，2009.3.

[2]中国海事服务中心.船舶辅机.人民交通出版社，2009.4.

作者简介：吕文喜（1983.4），男 汉族 天津人，大学本科，船舶大管轮，从事测量船舶管理工作