摘要：近年來(lái)，垃圾焚燒爐過(guò)熱器腐蝕問(wèn)題得到了業(yè)內的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著(zhù)重要意義。本文首先對相關(guān)內容做了概述，分析了垃圾焚燒存在的問(wèn)題。在探討Cl高溫腐蝕現象及危害的基礎上，結合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗，分別從多個(gè)角度與方面提出了抗Cl高溫腐蝕的預防措施，闡述了個(gè)人對此的幾點(diǎn)看法與認識，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒爐；過(guò)熱器；腐蝕；對策

1前言

作為一項實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，垃圾焚燒爐過(guò)熱器腐蝕問(wèn)題的應對有著(zhù)其自身的特殊性。該項課題的研究，將會(huì )更好地提升對過(guò)熱器腐蝕原因的分析與掌控力度，從而通過(guò)合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項工作的最終整體效果。

2垃圾焚燒發(fā)電的特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，垃圾經(jīng)焚燒處理后殘余的固體廢物約占20%（爐渣約占15%，飛灰約占5%），考慮爐渣的綜合利用因素，減量化效果更為顯著(zhù)。這相比于垃圾填埋處理要永久性占用土地來(lái)說(shuō)節約了大量的土地資源。垃圾中的可燃物在焚燒中基本上變?yōu)榱丝衫玫臒崮?。根據城市發(fā)展程度及地理位置、生活習慣不同，垃圾的熱值有所不同，一般用于焚燒的垃圾要求低位熱值大于4180KJ/Kg，噸垃圾發(fā)電量一般在250kwh/t以上（隨熱值的提高而增加）。另外，由于垃圾焚燒后的尾氣經(jīng)過(guò)了嚴格的凈化處理，因此對環(huán)境的污染被控制到了最低。因此，垃圾焚燒處理的特點(diǎn)是處理量大、減量效果好、無(wú)害化徹底，且有熱能回收作用，是真正實(shí)現垃圾處理的“無(wú)害化、資源化、減量化”的技術(shù)手段。因此，對生活垃圾實(shí)行焚燒處理是無(wú)害化、減量化和資源化的有效處理方式，世界各國普遍采用這種垃圾處理技術(shù)，是目前解決城市垃圾圍城問(wèn)題最為有效的手段。

3垃圾焚燒存在的問(wèn)題

由于垃圾焚燒處理具有“無(wú)害化、資源化、減量化”的特點(diǎn)，因此近十年來(lái)在國內得到快速的發(fā)展，但是由于我國目前各垃圾焚燒廠(chǎng)所焚燒的垃圾均是未進(jìn)行過(guò)分類(lèi)的垃圾，其組成成份相當復雜，既有可燃的塑料、木材、紙屑等，也有不可燃磚頭、瓦礫、金屬等。經(jīng)過(guò)焚燒處理后，生成的煙氣中含有Cl、NOx、SO2等酸性氣體，煙氣中所含的灰分性質(zhì)也比較粘，很容易粘附在受熱面管子表面，降低換熱效果，造成煙氣溫度偏高。這些酸性氣體不僅對大氣造成很大的污染，而且成為垃圾焚燒爐中致使高溫腐蝕出現的主要因素。在焚燒爐煙氣中含有濃度較高的Cl，對鐵及鐵化合物等均有腐蝕作用。已有多篇文獻指出氯化氫氣體對焚燒爐的焚燒設備本體有著(zhù)很強的腐蝕作用。生活垃圾焚燒鍋爐與傳統的燃煤、燃油鍋爐相比較，其金屬受熱面因腐蝕導致事故頻率要高很多，占其汽水系統事故頻率第一位。

出于發(fā)電效益要求，目前垃圾焚燒鍋爐工質(zhì)已從低參數飽和蒸汽向中溫中壓過(guò)熱蒸汽參數過(guò)渡，這更加劇了高溫腐蝕的發(fā)生。因此，垃圾鍋爐既要滿(mǎn)足發(fā)電工質(zhì)參數要求，又要避免工質(zhì)過(guò)熱段金屬受熱面超溫，產(chǎn)生高溫腐蝕現象，認真探討垃圾鍋爐腐蝕成因并研究其防范對策，對垃圾焚燒鍋爐和整個(gè)電廠(chǎng)的安全運行，具有重要意義。

4Cl高溫腐蝕現象分析及危害

4.1Cl高溫腐蝕過(guò)程

氣相腐蝕反應可以是由不同的含氯物質(zhì)引起的，最普遍的是Cl和Cl2，前者是煙氣中的主要含氯物質(zhì)，氣相的Cl或Cl離子的存在會(huì )增大過(guò)熱器金屬的腐蝕率，在氧化環(huán)境中這種現象常被稱(chēng)為活性氧化。普遍認為氯化物會(huì )引起正常情況下起保護作用的表面氧化物的損壞。關(guān)于Cl、Cl2腐蝕的簡(jiǎn)要過(guò)程過(guò)程及機理如下：

（1）、2Fe+3Cl2=2FeCl3或2Fe+6Cl=2FeCl3+3H2；

（2）、4FeCl3+3O2=2Fe2O3+6Cl2

（3）、Fe2O3+6Cl=2FeCL3+3H2O

由于Fe與Cl2反應生成的中間產(chǎn)物FeCl2在高溫下為氣態(tài)，而FeCL3的熔點(diǎn)比較低，且易揮發(fā)，因此不斷隨煙氣被帶走，裸露出來(lái)的Fe與不斷補充過(guò)來(lái)的Cl、Cl2的反應一直持續進(jìn)行，而且反應速率隨著(zhù)反應溫度的升高而加快。

4.2Cl高溫腐蝕的危害

Cl高溫腐蝕的危害之一就是嚴重地阻礙了垃圾電站發(fā)電效率的提高。

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Cl對金屬的高溫腐蝕主要發(fā)生在兩個(gè)區域：（a）300一480℃區域（弱腐蝕發(fā)生域，生成氯化鐵、堿性鐵硫酸鹽等區域）；（b）550一700℃區域（強腐蝕發(fā)生域，氯化鐵氧化及堿性鐵硫酸鹽分解區城）。過(guò)熱器傳熱管金屬表面溫度為內部蒸汽溫度+5一20℃左右，所以為了要防止腐蝕，蒸汽溫度區域上限為400℃左右，致使發(fā)電效率只有20%左右。Cl氣體對焚燒爐的焚燒設備本體及傳熱面都有著(zhù)很強的腐蝕作用，根據經(jīng)驗表明，未采取有效保護措施的過(guò)熱器金屬的腐蝕速率達到1mm/y以上，嚴重的威脅到過(guò)熱器管的安全運行，是導致過(guò)熱器爆管停爐的主要原因。

5抗Cl高溫腐蝕的預防措施

有關(guān)煙氣中由于Cl而產(chǎn)生金屬高溫腐蝕問(wèn)題，若按一般性的看法進(jìn)行整理，可歸納如下3點(diǎn)：

（a）腐蝕速度隨煙氣中Cl濃度的增加而增大

（b）腐蝕的程度與管壁溫度有很大的關(guān)聯(lián)（管壁溫度越高腐蝕越劇烈）。

（c）采用抗腐蝕性的金屬，可以防治Cl腐蝕危害

在目前的情況下，抗CL高溫腐蝕采用的措施主要有以下幾個(gè)方面的措施：1.減少Cl的生成量；2.降低管壁溫度；3.過(guò)熱器段采用新型的耐高溫腐蝕材料。這幾種方法分別對應上述的幾個(gè)特點(diǎn)而制定的。

5.1減少Cl的生成量

進(jìn)行垃圾分類(lèi)預處理。分揀出塑料成份，降低含氯物質(zhì)，生成的Cl氣體含量就比較低，從一定程度上可以降低Cl腐蝕。

焚燒爐內加添加劑。在焚燒爐內添加生石灰、石灰石等物質(zhì)，吸收腐蝕性氣體Cl，降低高溫區域腐蝕性氣體濃度，從而緩解高溫腐蝕外，還能形成高熔點(diǎn)復合物。

5.2降低管壁溫度

管壁壁溫對腐蝕有相當大的影響（溫度越高腐蝕越劇烈）。所以降低管壁溫度為抗CL高溫腐蝕的有效措施之一。具體的方法有：

（1）嚴格限制鍋爐過(guò)熱器區域入口煙溫。過(guò)熱器因高溫腐蝕爆管，占垃圾鍋爐汽水系統事故頻率首位，煙氣溫度過(guò)高是重要原因。因燃料構成不同，盡管電站鍋爐煙溫更高，高溫腐蝕不是主要防范因素，過(guò)熱器材質(zhì)主要選擇耐高溫合金鋼，其過(guò)熱器正常腐蝕限度小于0.lmm/a。而垃圾鍋爐過(guò)熱器腐蝕速度通常大于0.3mm/a，若不采取防范措施，其腐蝕速度會(huì )大于1mm/a。因而爐排型垃圾鍋爐過(guò)熱器大多數布置在第三煙道，入口端煙溫控制在650℃以下，必要時(shí)亦可在過(guò)熱器入口端煙道再布置一段蒸發(fā)器，可有效解決該區域煙溫過(guò)高問(wèn)題。

（2）嚴格控制過(guò)熱器管壁溫度，是有效防止過(guò)熱器發(fā)生高溫腐蝕措施之一。合理計算過(guò)熱器受熱面，鍋爐減溫水流量調節精確、可靠，調節范圍盡可能工作在線(xiàn)性區：根據垃圾不同組分變化，爐排爐選擇合適料位和配風(fēng)，盡量穩定爐溫，避免過(guò)熱器管壁超溫。過(guò)熱器設計應避免選用鰭片型過(guò)熱器結構，而采用光管結構，適度富裕量，以減少管壁表面拈污幾率。

5.3過(guò)熱器段采用新型的耐高溫腐蝕材料

過(guò)熱器全部或高溫段采用新型耐高溫腐蝕材料，可有效延長(cháng)過(guò)熱器使用壽命。（1）采用耐腐蝕高溫合金鋼。垃圾爐中的高溫腐蝕以Cl為主。耐Cl腐蝕的高溫合金鋼材料價(jià)格較貴，選用這類(lèi)材料必須權衡材料消耗費用和使用壽命的得失，進(jìn)行經(jīng)濟評價(jià)，以選擇經(jīng)濟性最佳的防腐方案。（2）熱噴涂耐腐蝕金屬涂層。用于防腐的金屬涂層能夠在管道與腐蝕介質(zhì)之間形成障礙層，從而起到保護作用，涂層在保護管道的同時(shí)自身會(huì )慢慢被腐蝕。

6結束語(yǔ)

綜上所述，加強對垃圾焚燒爐過(guò)熱器腐蝕問(wèn)題的研究分析，對于其良好實(shí)踐效果的取得有著(zhù)十分重要的意義，因此在今后的垃圾焚燒爐過(guò)熱器腐蝕應對過(guò)程中，應該加強對其關(guān)鍵環(huán)節與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。

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