油田热水锅炉腐蚀原因及对策分析

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为了保证油田在寒冷气候条件下能够正常生产，热水锅炉在其中得到了广泛应用，这类锅炉设备主要燃料为重油、渣油或者天然气，相较于蒸汽采暖锅炉而言，有着构造简单、成本更低、介质稳定性强、安全性高、传热效果好、节能明显等优势。然而，在热水锅炉的运行过程中，由于各方面因素的影响很容易导致锅炉出现腐蚀现象，而锅炉的腐蚀会直接造成渗漏、穿孔等情况，后续的维修不仅浪费时间且影响设备寿命。所以，对油田热水锅炉的腐蚀原因及对策进行研究，对于油田生产而言有着重要现实意义。

1 油田热水锅炉腐蚀的原因

（1）水质原因。热水锅炉用水的水质会对锅炉运行效率、寿命形成直接影响，所以国家对此提出了强制性标准。一般来讲，如果锅炉用水的杂质含量过高，那么水分蒸发后水体浓度将逐渐出现过饱和状态，杂质浮出且会在金属表面留下水垢，主要成分为碳酸钙，质地极为坚固。而金属表面结垢后，热传导效果会弱化，导致炉体受热不均，久而久之则会形成局部裂缝腐蚀，缝隙内有水流出，并且随着腐蚀日渐严重，腐蚀产物会将缝隙口堵住，形成“闭塞电池”，同样会加剧腐蚀[1]。

（2）温度原因。油田热水锅炉无论是出水还是回水，其温度一般不会超过100℃，但是因为锅炉采取并联管路布设方式，所以水流量与温度往往会出现不均匀的情况，致使局部气化现象出现，形成对锅炉内壁的冲击，时间一长会导致炉壁强度下降，造成安全隐患。而且因为热水锅炉出水水温偏低，烟气遇冷凝水易形成硫酸液，附着在烟道中同样会导致腐蚀。

（3）锅炉水中阴离子原因。锅炉水中含有大量阴离子，这些阴离子同样会加速金属腐蚀。由于金属会出现氧腐蚀，在水中的阴离子会导致金属表面形成锈垢，致使金属表层保护膜受损，加速金属腐蚀。

（4）锅炉运行条件原因。热水锅炉运行中由于会受到运行条件的影响，所以溶解氧含量也会发生变化，影响腐蚀速度。一般来讲，油田热水锅炉的温度与压力均偏低，所以水中的溶解氧难以脱析，进而加速腐蚀。另外，锅炉运行时用水会循环补给，炉外水却无法及时彻底地处理，便会积累大量盐，同时溶解氧的浓度会升高，如果酸碱值偏低，那么腐蚀同样会加速。

2 油田热水锅炉腐蚀的预防对策

（1）安装除氧装置。国家针对工业锅炉用水提出了具体的水质要求，其中重点强调了额定热功率高于4.2MW的热水锅炉一定要安装除氧装置，那么油田的热水锅炉则可选用解吸、热力、真空、常温过滤等除氧装置。然而在应用实践中，因为解吸除氧装置的加热管极易被烧毁，活性炭的氧吸附性较弱，所以除氧效果不太明显；而常温过滤除氧装置凭借维护简便、成本低、管理容易等优势，在目前油田热水锅炉中有着广泛应用，但在实际应用中一定要严格把控水温与水流速度，同时在锅炉停运期间要做好全面检查与填料补充工作；而真空或热力除氧装置，两者工艺复杂且成本投入高，一般在大功率的热水锅炉中才会使用，并且对管理有着严格要求。

（2）抑制水垢形成。要想抑制水垢的形成，则要对热水锅炉的水质提出更高要求，尤其是软化水处理工艺要过关，保证处理后的水质能达到标准。同时，也要重视对水质的监测与定期化验，对水体的酸碱值进行监测，采用碱性药物对将水体的酸碱值控制在10～11之间[2]。选用净化装置，对供热系统回水进行净化，防止出现二次水垢。另外，还可选用各类阻垢剂，如膦基羧酸阻垢剂、高分子聚合物阻垢剂，不但能有效抑制水垢的形成，而且也能弱化氧对金属的腐蚀。

（3）防止低温腐蚀。为了防止低温腐蚀的情况处出现，一方面要对锅炉燃料进行控制，尽量选用含硫量更低的燃料油，或是对投入燃烧的燃料进行脱硫处理，也可通过加入石灰石吸收剂，起到降低烟气含硫量的效果，进而避免形成硫酸蒸汽。另一方面，为了防止出现硫酸露点腐蚀，应当在循环水进入到锅炉前对其进行循环加热，随后将网路阀门打开实现正常供热。

（4）优选化学清洗剂。油田热水锅炉要及时清洗，为了溶解锅炉内壁附着的氧化铁、钙镁盐类杂垢，需要选用含有缓蚀剂的盐酸清洗剂。这类化学清洗剂的使用，能够溶解氧化铁，提高溶液铁离子浓度，所以也会造成清洗液对金属腐蚀的速度加快，那么在使用化学清洗剂时，一定要注意铁离子浓度的控制，一般控制在500mg/L之内[3]。

（5）防止碱浓缩。为了控制锅炉用水酸碱值在10～11之间，需要向水体中添加适量碱性药品，但是如果热水锅炉内存在死角或是局部循环不通畅的情况，水分蒸发必定带来碱浓缩的后果，而钢材料在碱浓缩环境下会逐渐脆化，极易腐蚀损坏。所以，还要保证锅炉设计合理性，不能留下死角或出现循环不畅的情况。

（6）做好停运期检修保养工作。热水锅炉在停运期间可能会进入空气，会与金属材料产生氧化反应，进而形成腐蚀，所以要加强锅炉停运期的防护工作。保证锅炉内部水排空，污垢、灰尘等杂质清空，内部环境干燥，对炉体实施密封处理，向锅炉内腔投入缓蚀剂，起到缓蚀效果。

3 结束语

综上所述，热水锅炉凭借着成本低、介质温度、传热效果好等优势，在油田生产中有着广泛应用，但是由于受到水质、温度、锅炉水阴离子、锅炉运行条件、保养措施等因素的影响，锅炉普遍出现腐蚀现象，所以需要通过安装除氧装置、抑制水垢形成、防治低温腐蚀、优选化学清洗剂以及预防碱浓缩等对策，防止热水锅炉出现腐蚀，延长设备使用寿命，为油田生产提供保障。