垃圾焚烧锅炉过热器腐蚀原因分析及对策

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

FeO+2HCl→FeCl2+H2O

腐蚀产物中FeCl3的熔点为303℃，能显著挥发。只要

HCl、Cl2和O2得到不断补充，腐蚀反应就一直会进行下去。

随管壁温度升高，腐蚀反应越剧烈，以上反应在管壁温度为400～600℃时最为活跃。

除此之外，处于垃圾焚烧环境中的金属材料，其表面上粘附堆积的粉尘中除金属氧化物外，还含有高浓度的碱金属、碱土金属和其他重金属的氯化物和硫酸盐，其中PbCl2、ZnCl2和SnCl2都是低熔点的氯化物，其他的氯化物如NaCl、KCl和FeCl2熔点虽不太低，但可与其他物质结合形成低熔点的共晶混合物，大大增加了高温部件金属材料的腐蚀速率。

该锅炉烟气从冷却室2经过凝渣管到三级过热器入口处时烟气温度为623℃;二级过热器入口处烟气温度为544℃;管内蒸汽温度为400℃。此时管壁温度正处于腐蚀反应最活跃的温度区间400～600℃，因此加剧了腐蚀反应的进行。另外，在托架附近，由于燃烧积灰附着在金属上，存在熔盐腐蚀，破坏金属氧化膜，造成腐蚀持续进行。

(2)电化学腐蚀。锅炉的二级、三级过热器系统的梳形板支架的材质为06Cr25Ni20，不锈钢由于含有镍、铬等金属而变得不活泼，电极电位高于普通碳钢。但当不锈钢与碳钢接触时，就可形成一个电化学原电池。在这个原电池里，碳钢是负极，不锈钢是正极。于是碳钢会因不锈钢的接触加速氧化而腐蚀。所以，过热器管子与不锈钢托架接触的部位附近腐蚀最严重。

(3)锅炉设计不合理。该锅炉三级过热器位于凝渣管上方位置，烟气由冷却室2经过凝渣管转弯往三级过热器入口时直接冲向三级过热器支撑处，锅炉结构设计存在不合理(图3)，导致烟气偏斜集中，造成该位置热量最集中，锅炉腐蚀最严重;同时，该位置向火侧遭受烟气冲刷。在腐蚀和烟气冲刷的双重作用下，导致腐蚀程度加剧。

3改造维修建议

针对这2台锅炉存在的问题，建议使用单位请具有相应资质的锅炉制造单位、改造维修单位出具改造、维修方案，更换二级、三级过热器全部管屏及梳形板、托架;改造锅炉凝渣管。

(1)对锅炉原设的三级过热器管进行切除、更换，焊口为炉外侧靠近集箱处。三级过热器管子材质：12Cr1MoVG，规格为：34mm×4.5mm，新过热器管屏结构不变。

(2)更换锅炉三级过热器管束的疏形板、托架及过热器穿墙处的密封板等附件。

(3)改变锅炉烟气冷却室的保温材料，增加冷却室的吸收热量，降低烟气出口温度。

(4)改造凝渣管，调整烟气流方向，使烟气流大部分冲向第三通道中部，从而避免烟气流正面冲向三级过热器支座的状况，减少烟气对过热器支座的腐蚀。

(5)增加凝渣管换热管子的数量，从而降低烟气进入过热器系统的温度，消除和减少可能发生的高温腐蚀现象。改造后的热力计算汇总表，见表2。

4预防腐蚀措施

针对垃圾焚烧锅炉过热器腐蚀原因，提出以下建议和措施：

(1)可考虑采用Ca基吸收剂[如Ca(OH)2、CaCO3等]对垃圾焚烧生成的大量HCl和Cl2进行吸收。

(2)在过热器管外壁进行热喷涂耐腐蚀金属涂层或耐高温防腐蚀涂层，防止由于Cl、S等元素导致过热器管外壁的快速腐蚀。

(3)采用耐腐蚀高温合金钢。解决过热器高温腐蚀现象，如果用高Cr钢作为受热面管子的材料，在高Cr钢材料表面会形成致密的氧化膜Cr2O3，其具有良好的耐熔融硫酸盐的腐蚀性能。

(4)可以通过改变锅炉结构型式和受热面布置位置，以控制进入过热器的烟气温度，使过热器管壁温避开高温腐蚀严重区域，在一定限度内降低腐蚀反应速度，从而减轻高温腐蚀;同时合理控制烟气流动，从而强化传热并减轻过热器积灰腐蚀。

综上所述，根据垃圾焚烧余热锅炉的实际情况，采取相应的预防措施，可以有效减轻过热器腐蚀，促进锅炉安全经济运行。

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