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选择性非催化还原系统对垃圾焚烧发电厂锅炉腐蚀的影响

北极星环保网来源:2018/2/12 9:12:20我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SNCR技术 SCR技术 垃圾焚烧发电

3.2腐蚀机制分析

由于垃圾焚烧发电厂锅炉内烟气成分复杂,SNCR系统对水冷壁的腐蚀机制也十分复杂。一般可以把这类金属腐蚀分为两类,化学腐蚀和电化学腐蚀。金属腐蚀是金属表面与周围介质有直接接触,在接触面上发生化学反应引起腐蚀。而电化学腐蚀需要电解质溶液,金属表面存在阴极与阳极,在腐蚀过程中产生电流。化学腐蚀与电化学腐蚀两者之间的界限并非很严格,常常并存发生。

3.2.1尿素的溶盐腐蚀

溶盐腐蚀主要是指卤素盐如氯盐溴盐等溶解后,与铁发生化学反应,对锅炉产生腐蚀作用,属于化学腐蚀的一种。对于配备尿素作为还原剂的SNCR系统的锅炉,溶解在水中的尿素被喷射器喷射进入锅炉,当包裹尿素的水滴全部被蒸发后,尿素才进一步分解为NH3,并与NOx反应达到脱硝的作用。

但当水滴过大、水滴分布不均匀或未在最适的反应温度区间内时,则需要较长时间蒸发完水分甚至无法将包裹尿素的水分蒸干,使得多余的NH3即没有和NOx反应,也没有被氧化,而是遗留在锅炉中生成铵盐。所生成的铵盐具有很强的吸水性,吸收烟气中的水蒸气,溶解后吸附于锅炉水冷壁上并对锅炉水冷壁产生腐蚀。

3.2.2二氧化碳腐蚀

当喷射器对尿素溶液雾化效果不好时,尿素溶液会形成液滴,并沿着喷射器喷口滴落到水冷壁上。尿素在高温环境下分解出的NH3会与烟气中的CO2异构生成氰酸铵(NH4CNO)。氰酸铵在溶液中会分解出游离状态的氰酸根(CNO-)。氰酸根是一种还原性酸根,对金属表面的钝化膜会产生活化腐蚀。

3.2.3应力腐蚀

根据电化学腐蚀的理论,当材料所受应力超过了材料屈服强度的部位,极容易发生电化学腐蚀。锅炉的水冷壁的水冷管在制作和安装过程中都会产生一定的变形,并引起应力集中,容易造成电位差。在变形大、内应力大的部位其电极电位小于变形小、内应力小的部位,成为阳极。水冷壁上的尿素溶液提供了电介质,对锅炉水冷壁产生了电化学腐蚀。

3.3SNCR系统对锅炉水冷壁的腐蚀影响

通过上述分析可以发现,SNCR系统对锅炉水冷壁的腐蚀影响主要来源于尿素溶液喷射水滴太大,未能反应完全,产生了溶盐腐蚀;并且喷射器雾化效果不理想,产生了二氧化碳腐蚀;在尿素溶液作用下,由于水冷壁材料原因产生了应力腐蚀。

4应对措施

SNCR脱硝系统对锅炉水冷壁的腐蚀使得水冷管出现泄漏失效,水冷壁的使用寿命大大减少,造成垃圾焚烧发电厂锅炉的吸热效率下降,影响了发电效益;腐蚀严重时,甚至会造成被动停炉,影响整个发电厂的正常运行。因此,解决SNCR系统对水冷壁的腐蚀,必须解决尿素泄漏的问题。

4.1短期治理方法

(1)控制尿素的喷射量,尽量减少尿素溶液对水冷壁的直接冲击,并尽量分散喷射尿素溶液。

(2)提高尿素溶液喷射器所用的雾化压力,如调整为蒸汽或压缩空气雾化等。

(3)用铬镍铁合金图层覆盖易腐蚀区域,隔断尿素溶液直接对水冷壁的腐蚀。

4.2长期治理方法

(1)改进和完善喷射器的结构,对喷射器的雾化形式、雾化压力进行合理优化。解决喷射器雾化效果不佳问题。

(2)对锅炉炉膛内烟气温度分布进行统计分析,选出最适宜尿素与NOx反应的喷射器安装高度和位置。降低尿素溶液的溶盐腐蚀。

(3)分层分位置设置多个喷射器,使尿素溶液喷射进锅炉炉膛更加均匀。即可提高尿素溶液与NOx反应效果,也可减少尿素溶液对水冷壁的腐蚀。

(4)调整喷射器与水冷壁的角度,使喷射器向下倾斜5°,并且在保证喷射器不被炉膛高温烧坏的前提下,尽量增加喷射器伸入锅炉炉膛的深度。

(5)提高尿素溶液的稀释水的水质,如使用除盐水。

(6)每周对喷射器进行检查,观察喷射器的雾化效果。对雾化效果不好的喷射器进行及时更换。

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