由于垃圾的成分復雜，垃圾焚燒發(fā)電爐在在運行過程中，有被腐蝕的可能，下面約翰節(jié)能廢棄物垃圾焚燒爐廠家為您分享鍋爐高低溫腐蝕原因及預防措施。我們先了解下垃圾的焚燒煙氣成份及高低溫腐蝕。

垃圾在焚燒爐燃燒室的煙氣溫度一般須維持在850 -1000℃，其燃燒的煙氣中主要成分為二氧化碳（CO2）、水分（H2O）、氮氣（N2）、氧氣（O2）及有害氣體如氮氧化物（NOx）、氯化氫（HCl）、氟化氫（HF）、硫氧化物(SOx） 、重金屬、有機氯化物（如戴奧辛poly-chlorinated dibenzopara-dioxins, PCDDs）、呋喃（poly-chlorinated dibenzo-furans, PCDFs）及不完全燃燒氣體（如CO、HC )等。

燃燒氣體從800℃的溫度時流經(jīng)各項裝置，直到煙囪排氣時溫度為110- 120℃為止，對各項裝置產(chǎn)生不同的熱沖擊，其金屬的腐蝕速率與金屬表面溫度有關，廢氣溫度在320-480℃會形成氯化鐵（iron chloride）及硫酸亞鐵鹽（alkali-iron-sulfate），遇高溫480-800℃時形成物將分解，此種現(xiàn)象可稱為高溫腐蝕（high temperature corrosion )；廢氣溫度在硫酸露點（dew point）溫度約為150℃以下時，稱為電化學腐蝕（electrochemical corrosion ) , 也稱為低溫腐蝕區(qū)（low temperature corrosion）；而濕式洗煙塔廢氣溫度在100℃以下時，含水率高，稱為濕蝕區(qū)。在燃燒室熱輻射區(qū)及進人空氣污染控制系統(tǒng)前的熱對流區(qū)，含有酸性氣體的煙氣對余熱鍋爐易產(chǎn)生高溫及低溫腐蝕。

一、高溫腐蝕及預防措施

由于煙氣中含有大量粒狀污染物及具有腐蝕性的酸性氣體，對于鍋爐過熱器、爐床等相關設備，會產(chǎn)生腐蝕作用。

1.高溫腐蝕

高溫腐蝕又稱為氣體腐蝕（gaseous corrosion）或干腐蝕（dry corrosion），在無液態(tài)電解液時也會發(fā)生，主要包括金屬管材的硫化（sulfidation）及氧化（chlorination）現(xiàn)象，其發(fā)生原因為煙氣中的硫氧化物與金屬離子作用而形成硫化鐵（FeS），或廢氣中的氯化氫氣體與金屬作用形成氧化鐵（FeCl3），均使得金屬材料失去氧化保護層而腐蝕。

2. 熔融鹽腐蝕

熔融鹽腐蝕又稱為熱腐蝕（hot corrosion）或析出腐蝕（deposit corrosion），其形成原因為廢氣中含有氯化氫（HCl）及二氧化硫（SO2）等具有腐蝕性氣體與飛灰中的鈾（Na）、鉀（K）的金屬氧化物（如 Na2O、K2O）結合，產(chǎn)生氯化鹽類（如 NaCl等），氯化鹽類再與二氧化硫（SO2）結合，而形成硫酸鹽類（如Na2S04）及氟化氫（HCl），而材質中的鐵（Fe）元素與氯化氫作用形成氯化鐵（如FeC13）。

另一方面飛灰中的硫酸氫鹽（bisulfates ，如NaHSO4）及堿性焦硫酸鹽（al-kali pyrosulfates，如 Na2S2o7）均能與鐵元素作用，產(chǎn)生侵蝕性極強的硫化鐵（FeS）及硫酸鈉 ( Na2SO4）等鹽類，此反應在高溫呈不穩(wěn)定狀況，借由硫的腐蝕，堿性焦硫酸鹽能產(chǎn)生三硫酸鹽堿鐵（alkali iron trisufates，如Na3Fe( SO4 )3）、三硫酸鹽也會侵蝕金屬，產(chǎn)生硫化鐵，如此不斷循環(huán)反應，形成金屬腐蝕。

余熱鍋爐部分的過熱器元件為高溫腐蝕最易發(fā)生的設備，一般過熱器的管壁溫度高過管內蒸汽溫度30- 50℃，當采用400℃的蒸汽溫度時，過熱器管壁溫度為430-450℃，腐蝕情況尚屬輕微，但若源度繼續(xù)升高，則腐蝕隨之加劇，而爐管的使 用壽命隨之降低。此外，溫度在600-700℃時，高溫腐蝕的速率達到最大，故煙氣在進入余熱鍋爐前通常將溫度控制在600-℃或700℃以下。在工程設計上，宜采用下列方式以防止高溫腐蝕發(fā)生：

1）控制金屬材料溫度及氣流模式

對大型垃極焚燒廠鍋爐過熱器，為有效控制管壁溫度，避免高溫腐蝕，過熱器的氣流模式宜采用并流式（ concurrent flow），欲使進入過熱器人口的飽和蒸汽與較熱的煙氣接觸，避免高溫過熱蒸汽出口與高溫煙氣人口相接觸，形成高溫腐蝕，此外，也可將煙氣經(jīng)多重氣道（multi-pie passes）導流后，便進入過熱器前端廢氣溫度被控制在適當溫度以下。

2）選用抗高溫腐蝕的材料

爐管表面的金屬溫度根據(jù)過熱蒸汽壓力及溫度而定，一般過熱器的管壁溫度高于管壁溫度 30-50℃，如系統(tǒng)采用400℃的過熱蒸汽時，過熱器的管壁430-450℃，304 不銹鋼及Alloy 200系列錦基合金均不適用于此系統(tǒng)中，從國外已商業(yè)化營運的垃圾焚爐操作經(jīng)驗中得知Alloy 625 ( UNS NO ,N06625）的材料為過熱器較適用的管材。

二、低溫腐蝕及預防措施

低溫腐蝕為垃圾經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、氯化氫（HCI）與水等化合物，當環(huán)境溫度低于氣體中某些蒸汽的飽和溫度以下時，這些化合物可能凝結而引起腐蝕，故也稱之為露點腐蝕（dew point corrosion）。最需注意的露點腐蝕是各種酸性氣體中能夠產(chǎn)生凝結現(xiàn)象的最高溫度，酸性氣體的露點腐蝕主要為硫酸或鹽酸的腐蝕，氧化氫的露點為27-60℃，而硫酸其露點在110-150℃形成，通常腐蝕情況在酸性氣體露點溫度以下 2 ～50℃時最為嚴重。近年來，由于熱回收系統(tǒng)的推廣，降低了煙氣的排氣溫度，在增加燃燒效率的同時，也增加材料露點腐蝕的發(fā)生。防治的策略為保持節(jié)熱器內飼水溫度在適當溫度以上，避免使煙氣在節(jié)熱器表面接近露點溫度。

整體而言，腐蝕的發(fā)生造成了余熱回收鍋爐在技術及經(jīng)濟面產(chǎn)生負面的沖擊，為了控制腐蝕作用，在設計上可采用下列的準則：

①將較低溫度的煙廢氣導人對流區(qū)進行熱回收，避免在輻射區(qū)高溫環(huán)境下直接進行熱回收，在輻射區(qū)內的水管墻，應采用耐火材料包覆，山避免高溫腐蝕（high temperature corrosion ) ;

②在對流區(qū)內的傳熱水管的間距應加大，以避免煙氣流速過大，產(chǎn)生磨蝕（erosion ) ;

③保持飼水水質，以避免爐管內管壁產(chǎn)生水垢，產(chǎn)生積熱現(xiàn)象，因而在高溫還原態(tài)的環(huán)境中（hjgh reducing environment），造成管材腐蝕；

④避免煙氣離開節(jié)熱器溫度太低，產(chǎn)生低溫腐蝕；

⑤當煙氣溫度高于灰熔融溫度（ash softing temperature），則在傳熱面因吸熱作用會產(chǎn)生速 凍現(xiàn)象，對管壁損傷很大，宜適用吹灰裝置（soot blower）迅速除灰；

⑥接受飛灰瞿蓋傳熱管的事實，在設計時加大傳熱面；

⑦過熱器前端數(shù)排管材可采用特殊合金鋼管，盡量以并流式的排列，以抵抗腐蝕；

⑧在設計時，以上的準則可以棍合。

在爐管的材質方面，近年來已獲大幅改善，由傳統(tǒng)碳鋼材質發(fā)展為外面包覆不銹鋼（stain-less steel）的水管，此外更在適當位置設計外包覆合金鋼材質的水管，以抵抗腐蝕；合金鋼管的 開發(fā)使得過熱蒸汽的品質提高，例如含有鎳（nckle）和鉻（choromium）的合金鋼管（alloy tube ) 的使用，使得傳統(tǒng)過熱蒸汽在350℃、4 MPa操作的狀態(tài)能得以提升到420℃、5. 5 MPa 的操作狀態(tài)，目前研究顯示，適當?shù)母倪M可使過熱蒸汽甚至未來可以操作在470 ℃、6. 6 MPa的狀態(tài)。

目前中國城市生活垃圾累積堆存量已達70億噸，垃圾填埋場已不堪重負。垃圾焚燒發(fā)電爐是替代垃圾填埋場的有效處理垃圾方式，隨著我國國民經(jīng)濟及生活水平的提高，產(chǎn)生的垃圾量也是逐年上漲我國的垃圾焚燒處理能力在近5年間增長了5倍，垃圾處理的原則是無害化、減量化、資源化。垃圾焚燒發(fā)電因大大減少填埋而能夠節(jié)約大量的土地資源，同時也減少了填埋對地下水和填埋場周邊環(huán)境的大氣污染。

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