论文部分内容阅读
摘要:燃气热水器换热器是一种常用的换热器,在燃气具行业上较为常见,具有极大的应用价值,但是在进行应用时,腐蚀现象也是一种常见现象,会对其性能造成影响。文章首先进行其腐蚀产物及原因的分析,使大家可以对其增加认识,然后进行其改善措施的分析,在一定程度上对其腐蚀现象进行改善。
关键词:燃气热水器换热器;腐蚀产物;防腐措施
引言
天然气是燃气热水器换热器进行作用的主要物质,对于其性能具有一定的影响。腐蚀现象是造成燃气热水器换热器性能下降的主要原因,需要对其进行一定的重视。
1、腐蚀产物及原因
1.1冲刷腐蚀
EB301的作用主要是以裂解气作为媒介进行,其温度在83.6到39℃之间,压力通常稳定在0.157MPa,急冷水是其发挥作用的主要媒介,其温度在32.8到36.9℃之间,压力通常稳定在0.45MPa;EB302的作用也是以裂解气作为主要媒介进行,其温度在84.8到39℃之间,压力通常稳定在0.412MPa,急冷水是其发挥作用的主要媒介,其温度在32.8到36.9℃之间,压力通常稳定在0.45MPa。将换热器打开后发现其管束的腐蚀比较严重,尤其是在管板与其支撑板中间,腐蚀产物是一种片状物体,而且具有一定的粘性。
1.2换热器 EB301 腐蚀分析
通过EB301换热管表层的扫描对其进行观察,同时利用X 射线能谱进行分析,实现对其垢层各元素的分析,发现元素的具体情况如下表1。
冲刷腐蚀是由于其设备的表面是受到流体巨大的冲击,从而造成其表面材料的损坏,該腐蚀时由于物理与化学双重原因同时进行在造成的,从分析得到的结果可以看出,其组成主要有C、N、P、Fe、O、S六种元素,其反应过程为:
铁元素在阳极失去两个电子形成二价铁离子,水在阴极得到两个电子形成氢氧根。六种元素中的硫元素对反应进行催化,使其反应速度得到提高,但是六种元素中的铁比较少,主要存在两方面的原因:其一,在换热器的管束的表层存在的垢层与电化学没有必然的联系,是由于流体的冲击造成的;其二,流体将其表层的腐蚀产物进行了一定程度的冲洗[1]。
1.3换热器EB302腐蚀分析
通过进行EB302换热管表层的扫描对其进行观察,同时利用X射线能谱进行分析,实现对其垢层各元素的分析,发现元素的具体情况如上表2。
从上表中可以看出,其组成主要有C、O、P、Fe、S五种元素,其中S元素是造成腐蚀的主要原因,也就是说在腐蚀产物中有硫化亚铁的存在,主要的化学反应为:铁原子在阴极失去两个电子产生二价铁离子,其中H2S对反应过程进行一定的催化,使其进行二次反应,产生硫化亚铁沉淀物,实现对设备的保护,但是在其应用的过程中,由于受到流体一定速度的侵袭,使其保护膜脱落,金属层重新暴露,从而造成更大强度的腐蚀作用,该反应对设备的腐蚀过程进行了一定的催化,造成其腐蚀现象的强化。
1.4垢下腐蚀
在对燃气热水器进行研究的过程中,将其箱体打开进行其循环水侧设施的观察发现其存在着一定量的沙状沉淀物在其设施表面粘连,通常情况下,存在两方面原因:其一,是其旁滤系统的工作存在一定的漏洞;其二,是工作人员在進行工作时,没有将其施工过程中遗留的材料进行彻底的清除。这些杂物在设备运行过程中经过水循环流进换热器内部,在其管道周边造成堵塞,从而造成垢下腐蚀现象,本次研究中,我们使用的设备,其进行裂解作业时,碳钢是其进行作业的主要材料。铁在阳极失去两个电子后形成二价铁离子,阴极的水分子在得到其电子后形成氢氧根离子,二价铁离子在水中发生水解反应生产Fe(OH)2,所以造成其垢下腐蚀有两方面的原因:其一,是由于水质这成杂质以及铵盐等物质的产生,该物质在金属表面堆积从而形成电位差,进行电化学父方面的反应从而造成垢下腐蚀现象;其二,其进行电化学方面的腐蚀过程中存在一定的自催化能力,从而加快了其产生垢下腐蚀的速率[2]。
2、改善措施
2.1改变其进出水位置
通常,换热器实现换热的原理为:从燃烧室流出温度较高的烟气,流经整个换热器内部,流入其底部位置,温度较高的烟气和换热器内部表面实现换热,换热器内部表面的烟气在流动过程中,具有较高厚度的流动边界,其温度的跨度比较大,由于其冷水的温度极低,可以使其内部表面的温度瞬间降至酸露点以及水露点之下,使其烟气中含有的蒸汽瞬间凝固,如果将其冷水进水口和热水进水口位置互换,可以使其烟气和冷水的温差降低,使其生成冷凝水的含量降低,从而达到减腐的目的[3]。使其冷水由换热器的顶部流入,实现与温度较高烟气的换热;热水由换热器的底部流入,实现与温度较低的烟气的换热,使其生产的酸性冷凝液体大量降低,但是也会在一定程度上对其传热的功能造成干扰。
2.2建立防腐层
造成该换热器腐蚀的原因通常为过剩空气及其冷凝液腐蚀表面,为了对该种情况下的腐蚀进行控制,在其铜肋片表面以及壳体内部表面进行防腐涂料的涂刷,通过该方法,可以使其腐蚀现象得到明显的改善,实现其防腐性的提高。通常情况下,在进行防腐层材料的选取过程中,对其耐腐蚀性具有极高的要求,同时也需要其对高温具有一定的耐受力,而且其透气性以及防渗水的能力也需要进行一定的提高。
3、结束语
通过对腐蚀作用的改善,可以使该换热器性能得到一定的改善,在一定程度上,也会其使用寿命得以延长,需要对其进行一定的推广。
参考文献:
[1]张迎旭,黄小美,王菲,等.燃气热水器换热器腐蚀产物分析及防腐措施[J].煤气与热力,2016,36(8):33-37.
[2]李文娟.冷凝式燃气热水器换热器低温腐蚀原因及改进[J].煤气与热力,2016,36(5):27-29.
[3]杨瑞,战洪仁,程丽华,等.换热器腐蚀类型分析及防腐对策研究[J].广东化工,2015,42(17):147-148.
关键词:燃气热水器换热器;腐蚀产物;防腐措施
引言
天然气是燃气热水器换热器进行作用的主要物质,对于其性能具有一定的影响。腐蚀现象是造成燃气热水器换热器性能下降的主要原因,需要对其进行一定的重视。
1、腐蚀产物及原因
1.1冲刷腐蚀
EB301的作用主要是以裂解气作为媒介进行,其温度在83.6到39℃之间,压力通常稳定在0.157MPa,急冷水是其发挥作用的主要媒介,其温度在32.8到36.9℃之间,压力通常稳定在0.45MPa;EB302的作用也是以裂解气作为主要媒介进行,其温度在84.8到39℃之间,压力通常稳定在0.412MPa,急冷水是其发挥作用的主要媒介,其温度在32.8到36.9℃之间,压力通常稳定在0.45MPa。将换热器打开后发现其管束的腐蚀比较严重,尤其是在管板与其支撑板中间,腐蚀产物是一种片状物体,而且具有一定的粘性。
1.2换热器 EB301 腐蚀分析
通过EB301换热管表层的扫描对其进行观察,同时利用X 射线能谱进行分析,实现对其垢层各元素的分析,发现元素的具体情况如下表1。
冲刷腐蚀是由于其设备的表面是受到流体巨大的冲击,从而造成其表面材料的损坏,該腐蚀时由于物理与化学双重原因同时进行在造成的,从分析得到的结果可以看出,其组成主要有C、N、P、Fe、O、S六种元素,其反应过程为:
铁元素在阳极失去两个电子形成二价铁离子,水在阴极得到两个电子形成氢氧根。六种元素中的硫元素对反应进行催化,使其反应速度得到提高,但是六种元素中的铁比较少,主要存在两方面的原因:其一,在换热器的管束的表层存在的垢层与电化学没有必然的联系,是由于流体的冲击造成的;其二,流体将其表层的腐蚀产物进行了一定程度的冲洗[1]。
1.3换热器EB302腐蚀分析
通过进行EB302换热管表层的扫描对其进行观察,同时利用X射线能谱进行分析,实现对其垢层各元素的分析,发现元素的具体情况如上表2。
从上表中可以看出,其组成主要有C、O、P、Fe、S五种元素,其中S元素是造成腐蚀的主要原因,也就是说在腐蚀产物中有硫化亚铁的存在,主要的化学反应为:铁原子在阴极失去两个电子产生二价铁离子,其中H2S对反应过程进行一定的催化,使其进行二次反应,产生硫化亚铁沉淀物,实现对设备的保护,但是在其应用的过程中,由于受到流体一定速度的侵袭,使其保护膜脱落,金属层重新暴露,从而造成更大强度的腐蚀作用,该反应对设备的腐蚀过程进行了一定的催化,造成其腐蚀现象的强化。
1.4垢下腐蚀
在对燃气热水器进行研究的过程中,将其箱体打开进行其循环水侧设施的观察发现其存在着一定量的沙状沉淀物在其设施表面粘连,通常情况下,存在两方面原因:其一,是其旁滤系统的工作存在一定的漏洞;其二,是工作人员在進行工作时,没有将其施工过程中遗留的材料进行彻底的清除。这些杂物在设备运行过程中经过水循环流进换热器内部,在其管道周边造成堵塞,从而造成垢下腐蚀现象,本次研究中,我们使用的设备,其进行裂解作业时,碳钢是其进行作业的主要材料。铁在阳极失去两个电子后形成二价铁离子,阴极的水分子在得到其电子后形成氢氧根离子,二价铁离子在水中发生水解反应生产Fe(OH)2,所以造成其垢下腐蚀有两方面的原因:其一,是由于水质这成杂质以及铵盐等物质的产生,该物质在金属表面堆积从而形成电位差,进行电化学父方面的反应从而造成垢下腐蚀现象;其二,其进行电化学方面的腐蚀过程中存在一定的自催化能力,从而加快了其产生垢下腐蚀的速率[2]。
2、改善措施
2.1改变其进出水位置
通常,换热器实现换热的原理为:从燃烧室流出温度较高的烟气,流经整个换热器内部,流入其底部位置,温度较高的烟气和换热器内部表面实现换热,换热器内部表面的烟气在流动过程中,具有较高厚度的流动边界,其温度的跨度比较大,由于其冷水的温度极低,可以使其内部表面的温度瞬间降至酸露点以及水露点之下,使其烟气中含有的蒸汽瞬间凝固,如果将其冷水进水口和热水进水口位置互换,可以使其烟气和冷水的温差降低,使其生成冷凝水的含量降低,从而达到减腐的目的[3]。使其冷水由换热器的顶部流入,实现与温度较高烟气的换热;热水由换热器的底部流入,实现与温度较低的烟气的换热,使其生产的酸性冷凝液体大量降低,但是也会在一定程度上对其传热的功能造成干扰。
2.2建立防腐层
造成该换热器腐蚀的原因通常为过剩空气及其冷凝液腐蚀表面,为了对该种情况下的腐蚀进行控制,在其铜肋片表面以及壳体内部表面进行防腐涂料的涂刷,通过该方法,可以使其腐蚀现象得到明显的改善,实现其防腐性的提高。通常情况下,在进行防腐层材料的选取过程中,对其耐腐蚀性具有极高的要求,同时也需要其对高温具有一定的耐受力,而且其透气性以及防渗水的能力也需要进行一定的提高。
3、结束语
通过对腐蚀作用的改善,可以使该换热器性能得到一定的改善,在一定程度上,也会其使用寿命得以延长,需要对其进行一定的推广。
参考文献:
[1]张迎旭,黄小美,王菲,等.燃气热水器换热器腐蚀产物分析及防腐措施[J].煤气与热力,2016,36(8):33-37.
[2]李文娟.冷凝式燃气热水器换热器低温腐蚀原因及改进[J].煤气与热力,2016,36(5):27-29.
[3]杨瑞,战洪仁,程丽华,等.换热器腐蚀类型分析及防腐对策研究[J].广东化工,2015,42(17):147-148.