垃圾焚烧锅炉过热器腐蚀原因分析及对策

北极星环保网讯:垃圾焚烧炉是垃圾焚烧发电厂的心脏，其性能直接影响垃圾焚烧处理的综合排放指标和全套设备的运转率。目前以机械炉排焚烧炉的应用最为广泛。其基本工作原理是垃圾通过进料斗进入炉排，炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区，垃圾依次通过炉排上的各个区域，直至燃尽排出炉排。

燃烧空气从炉排下部进入与垃圾混合，燃烧后的烟气通过锅炉的受热面，加热过热蒸汽，而同时被冷却的烟气经过净化处理排出。高温腐蚀、二恶英污染和重金属粉尘污染是垃圾焚烧过程中存在的3大主要问题。

对锅炉的过热器而言，烟气成分、烟气温度等因素对其造成的腐蚀远高于一般常规锅炉，为达到防腐的要求，通常采用提高钢材等级方法，使得设备造价大幅度增长。本文通过具体案例，分析过热器腐蚀的原因，进而提出相应的改造维修建议和预防过热器腐蚀的措施，促进垃圾焚烧锅炉安全运行。

1概述

厦门市某垃圾焚烧发电厂2台锅炉，由无锡某锅炉有限公司制造，锅炉型号为：UG-300-23.53/4.0/400-W，锅炉额定出口压力为4.0MPa，额定出口温度为400℃，额定蒸发量为23.53t/h，于2010年11月制造，2013年投入运行，至今累计运行2万多h。日处理垃圾量2×300t/d;装机容量1×12MW余热炉型，中压自然循环单汽包，W型布置立式。其过热器结构形式如下：过热器由低温段的一级过热器、中温段的二级过热器和高温段的三级过热器组成并布置在第3通道内(见图1)，2级喷水减温器布置在2过热器之间。

饱和蒸汽进入一级过热器入口集箱，再进入由44排38mm×4mm管子组成的一级过热器，蒸汽经过一级喷水减温器后引入到二级过热器的入口集箱，再进入由44排34mm×4.5mm管子组成的二级过热器，然后蒸汽经过二级喷水减温器后进入三级过热器入口集箱，再进入由37排34mm×4.5mm管子组成的三级过热器，最后过热蒸汽进入集汽集箱。

二级过热器和三级过热器管子的材料为12Cr1MoVG，一级过热器管子的材料为20G/GB5310，一、二级过热器横向节距为120mm，三级过热器横向节距为145mm。过热器管子和集箱均支撑在水冷壁上，与水冷壁一起向上膨胀。

二、三级过热器的梳形板支架的材质为06Cr25Ni20。锅炉的烟气流程为：炉膛→冷却室1→冷却室2→凝渣管→三级过热器→二级过热器→一级过热器→省煤器。部件特性详见表1。

2016年10月锅炉首次内部检验时发现锅炉三级、二级过热器管子表面存在大面积腐蚀、氧化现象，梳形板位置的管子外表面存在局部腐蚀凹坑。腐蚀、氧化最严重部位为三级过热器从下往上数第1排，其最小剩余壁厚为3.0mm，最大腐蚀凹坑深1.5mm。锅炉三级、二级过热器管排的托架、梳形板沿烟气方向腐蚀减薄严重，部分变形、脱落(详见图2)。锅炉使用至2017年4月，腐蚀情况进一步加剧。

2腐蚀原因分析

(1)高温腐蚀。垃圾焚烧锅炉过热器的高温腐蚀过程一般是经过纯气体腐蚀、熔盐腐蚀、固相附着物参与的气体腐蚀、腐蚀气体参与的熔盐腐蚀等一系列复杂的、持续的腐蚀反应。垃圾焚烧产生的高温烟气中含有大量的HCl、Cl2及SO3等腐蚀性气体，致使过热器管产生明显腐蚀。高温腐蚀主要是HCl、Cl2及SO3等腐蚀性气体对管壁的直接和间接腐蚀，以及焦硫酸盐和碱金属对管壁的熔盐腐蚀。

氯化物和氯气对过热器管壁的腐蚀机理如下：HCl溶于焦硫酸盐中，破坏管壁氧化膜和金属。

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

腐蚀产物与其它氯化物(RCl)一起渗入熔池，当接触到管壁，发生下列反应：

Fe+2FeCl3→3FeCl2

4FeCl3+3O2→2Fe2O3+6Cl2↑

同时，烟气中的氯气也具有很强的氧化性，与管壁金属及氯化物作用发生如下反应：

Cl2+2FeCl2→2FeCl3

2Fe+3Cl2→2FeCl3

此外，HCl进入溶池还可能与金属发生下列反应：

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