水中的溶解氧会造成与其接触金属的氧腐蚀，如与注汽锅炉炉管接触会产生氧腐蚀。锅炉炉管内蒸汽温度越高氧腐蚀速度就越快[1]。因此，锅炉用水含氧指标要求非常严格，要求含氧小于0.01mg/L。但生水（来水）中的含氧指标一般大于3.5mg/L，给水中的溶解氧会对锅炉炉管起到氧腐蚀作用，使炉管变薄，当腐蚀积累到一定程度时将发生爆管事故，造成人身和财产损失。
1 注汽锅炉水质含氧现状
在油田注汽锅炉中，一旦给水含氧超标就会在锅炉受热面产生氧腐蚀造成炉管变薄，从而缩短了锅炉寿命，在腐蚀严重时，被迫采取停炉措施，就影响了锅炉的时率，增加了人力、物力消耗费用，注汽成本增加。对于含氧指标高于标准要求的现状，通过长时间的摸索、创新和实施，确定了解决问题的技术路线和对策思路，寻求降低水质含氧、节能降耗的新措施和方法。
生水在进入锅炉炉管制汽前均要进行水处理。水处理主要有软化和除氧两大功能。生水经过预处理和离子交换处理后即为软水，软水中会溶有大量的气体，如氧气、二氧化碳等。尤其是水中的溶解氧很容易给锅炉给水系统及锅炉带来较为严重的氧腐蚀[2]。氧腐蚀是一种电化学腐蚀。铁与氧易形成两个电极，组成腐蚀电池。腐蚀原理为：铁的电极电位总比氧的电极电位高，所以在铁氧腐蚀电池中，铁为阳极，氧为阴极，发生腐蚀。
2 导致注汽锅炉水质含氧高的因素分析
溶解在水中的氧必须在进入锅炉之前清除干净,否则氧在高温、高压下腐蚀性很强 ,会使炉管迅速腐蚀,易发生事故。含氧量一般用 Na2S2O3 标准溶液滴定法测定。主要影响因素如下：
2.1 温度不稳定
温度是影响注汽锅炉水质含氧高的主要原因。按直流式高压注汽锅炉技术规范，锅炉给水含氧量小于0.05mg/l，注汽锅炉配套真空除氧器在常温（25℃）时产水含氧量为0.12～0.16mg/l，为此需通过添加少量过剩亚硫酸钠去除水中残氧，达到锅炉给水指标；在冬季运行期间，来水水温平均在4℃左右，而真空除氧器产水含氧量却高达0.7mg/l以上，需投入更多亚硫酸钠，又因水温低，亚硫酸钠与氧的反应速度减缓，还需加倍添加亚硫酸钠使产水达标，从而造成运行费用高，炉管易结垢、取样管线堵死等问题，增加了安全运行的风险[3]。
2.2 真空除氧器结构不完善
真空除氧器的应用，确保了注汽锅炉给水水质的达标，保证了锅炉安全、经济、高效运行。真空除氧在实际应用中，除氧达到了预期效果，但因使用现场的复杂性，由于该除氧器对源水水质要求高，存在除氧喷头易堵塞、除氧效果不好等问题。
2.2.1 真空除氧器喷头容易堵塞，造成除氧器故障停机，影响除氧效果。
2.2.2 除氧器水循环使用的冷却水被吸入除氧器后，是不经过除氧流程的，而冷却水是与大气接触的，其中的含氧量较标准值是偏高的，这就导致除氧器出水含氧也偏高。
2.2.3 对于大排量注汽锅炉，瞬时流量大，除氧器又是一级除氧，锅炉给水得不到充分的除氧，所以除氧方式不完善导致除氧器除氧效果一直不甚理想。
2.3 加药位置不合理
通过真空除氧器除氧的水质还带有一定的残氧，为了去除这一部分氧气，现场采用加亚硫酸钠的方法，可是在使用过程中即使增大加药量，也很难达到要求。分析发现主要原因是加入的亚硫酸钠药剂不能充分与软水中的溶解氧反应。
2.4 检测仪器不精准
现场使用的检测含氧的仪器是测氧标准比色管，在使用过程中存在以下问题：一是职工操作不当，容易进空气，结果有误差；二是不能准确的检测出结果，只能通过肉眼观察含氧的高低；三是操作过程中，玻璃经常扎伤手指。
3 降低注汽锅炉水质含氧的改进措施
通过长时间的摸索，创新和实践，我们确定了解决问题的技术路线和对策思路，寻求降低水质含氧、节能降耗的新措施和方法。
3.1 提高药剂与溶解氧的反应温度
随着水温度的升高，水中的溶解氧量将逐渐降低，注汽锅炉因燃油雾化及蒸汽伴热留有低压蒸汽（压力1MPA，温度180℃）接口，因此采用蒸汽换热的方式提高来水温度到25℃，使真空除氧器运行在常温下，达到正常运行效果。采用管壳式蒸汽换热方案提高冬季来水水温，使进入真空除氧器的水温提高到25℃，降低真空除氧器冬季产水含氧量，降低亚硫酸钠的投入量，达到安全、经济运行的目的。
3.2 优化改造设备结构，提高除氧效果
3.2.1 改造真空除氧器流程
对于30t的大排量注汽锅炉，瞬时流量大，而除氧器是一级除氧，锅炉给水得不到充分的除氧，所以除氧方式不完善导致除氧器除氧效果一直不甚理想。鉴于以上原因，建议改造除氧器流程，在一级除氧后再次进行二次除氧。改造以后除氧器出口含氧量将达到0.05mg/L。
3.2.2 改造除氧器循环水箱
针对除氧器循环水箱里的水影响含氧的问题，经过现场试验，将冷却水由水箱直接排到水罐，而不是吸入除氧器，经过实践，能够降低锅炉给水的含氧。
3.3 改变亚硫酸钠药剂的加入位置
亚硫酸钠药剂原先的加药位置在除氧器二级泵入口，经二级泵，通过管线与经除氧器除氧后的软水混合进入高压锅炉，接触不充分，反应时间短。将加药位置改在一级泵入口，亚硫酸钠药剂由二级除氧喷头进入脱氧罐，再进入二级泵，这样药剂与软水中的溶解氧充分接触，并且延长了反应时间，能达到很好的除氧效果。
3.4 选用便携式自动测氧仪
比色管测溶解氧的方法落后，这就需要去寻求新的方法。通过考察与兄弟单位的沟通，使用了便携式自动测氧仪，这种测氧仪的精确度打到了0.001mg/l，不但能准确的测出含氧量，现场职工操作起来也比较简单方便。
3.5 确定合理的Na2S2O3 过剩量
水中的含氧量随温度升高而减少。通常水的温度会有一些波动 ,使含氧量值也在一定范围内波动。为了彻底去除水中的氧 ,Na2S2O3 加量必须过量。测定不同温度下的 Na2S2O3 过剩量 ,所用药液为 3 %Na2S2O3 溶液。实验结果表明 :实际加入的除氧剂Na2S2O3 的量远远大于理论值需要量 ,从而造成水中Na2S2O3 过剩。钠盐在蒸汽中溶解度较大 ,但是当给水中Na2SO4 的浓度大于5 mg/L 时 ,钠盐有可能发生沉淀 ,在管内结成盐垢 ,影响锅炉受热面的传热。通常Na2S2O3 过剩量不得大于 10mg/L 。
4 结论
在注汽锅炉中，给水中的溶解氧会对锅炉炉管造成腐蚀，使炉管变薄，当腐蚀积累到一定程度时将发生爆管事故，造成人身和财产损失。经过我们对现场水质含氧高的现状进行分析，找出了对应的措施，如今，注汽技术服务中心各注汽站的锅炉水质含氧均已下降到0.05 mg/l以下，达到了水质的标准要求，有效的缓解了锅炉炉管的腐蚀程度。根据水质含氧下降的幅度和实践经验预测，可延长锅炉使用寿命2-3年，节约维修资金120万左右，保证了注汽锅炉的安全经济优化运行。
作者简介：韩玉海，男，1971年8月出生，工程师，从事油田开发注汽技术工作。
参考文献
[1]王敬敬， 常洪平， 赵华. 降低锅炉注汽水质含氧措施及节能降耗效果分析《中国特种设备安全》 2015年第6期 P54-57，63页
[2]李娜 降低注汽锅炉水质含氧及节约注汽成本措施的探讨《新商务周刊》 2019年第5期 292页
[3]冯斌斌 关于降低注汽锅炉水质含氧的探索 《商情》 2019年第41期 201页
