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        如何應對垃圾發(fā)電廠(chǎng)鍋爐水冷壁腐蝕問(wèn)題

        垃圾發(fā)電廠(chǎng)的高溫腐蝕已經(jīng)對機組運行的安全、運行的穩定性起到關(guān)鍵影響作用垃圾發(fā)電廠(chǎng)的腐蝕問(wèn)題研究大部分集中在過(guò)熱器、換熱器上垃圾焚燒爐水冷壁腐蝕問(wèn)題也較為嚴重對垃圾發(fā)電廠(chǎng)鍋爐水冷壁腐蝕分析有良好的實(shí)際效益。電廠(chǎng)鍋爐水冷壁按結構型式主要有光管式、膜式和刺管式三類(lèi)。光管水冷壁由一整排無(wú)縫鋼管組成結構最為簡(jiǎn)單;膜式水冷壁是把許多軋制好的水冷壁鰭片管用點(diǎn)焊互相焊接在一起使成為一密封的組合受熱面既可提高爐膛的氣密性、減少漏風(fēng)又能更好地保護爐墻使爐墻重量減輕、結構簡(jiǎn)化。下面是如何應對垃圾發(fā)電廠(chǎng)鍋爐水冷壁腐蝕問(wèn)題。

        易腐蝕區域煙溫水平高低與高溫腐蝕的嚴重程度直接相關(guān)。由此提出改善易腐蝕區域溫度水平的方法,MGA6煙氣分析儀即在易腐蝕區域加入貼壁風(fēng)加裝方法和方式與燃煤電廠(chǎng)對待高溫硫化物腐蝕采取的措施相似但與燃煤電廠(chǎng)不同的是易腐蝕區域加入貼壁風(fēng)是為了降低易腐蝕區域溫度而燃煤電廠(chǎng)是為了改善易腐蝕區域壁面氣氛。貼壁風(fēng)是從風(fēng)機出口引出一股風(fēng)通過(guò)管道引至易腐蝕區域外風(fēng)箱再通過(guò)鰭片間開(kāi)出的間隙進(jìn)入易腐蝕區域并與煙氣混合達到降低易腐蝕區域煙溫的目的。同時(shí)這股風(fēng)是純空氣不含有煙氣中的大量腐蝕性氣體加入后起稀釋近壁面腐蝕性氣體的作用從這個(gè)角度考慮也能達到保護水冷壁管的作用。因貼壁風(fēng)是為了降低煙溫所以這股風(fēng)風(fēng)溫不能高,F在運行狀態(tài)下二次風(fēng)是未經(jīng)過(guò)暖風(fēng)器加熱的常溫風(fēng)因此可用二次風(fēng)出口風(fēng)引入貼壁風(fēng)風(fēng)箱并在進(jìn)入爐膛的二次風(fēng)管道前和進(jìn)入貼壁風(fēng)風(fēng)箱管道前加裝可調風(fēng)門(mén)方便運行時(shí)調節貼壁風(fēng)和二次風(fēng)風(fēng)量的比例。貼壁風(fēng)加入后相當于現在二次風(fēng)加入位置發(fā)生變化即以前全部二次風(fēng)從爐膛下部進(jìn)入爐內變?yōu)楝F在部分二次風(fēng)上移到從爐膛一煙道頂部進(jìn)入爐內這股風(fēng)可能會(huì )對鍋爐熱效率產(chǎn)生影響。


        垃圾焚燒發(fā)電對改善環(huán)境、節約資源實(shí)現城市可持續發(fā)展具有重要意義它將成為未來(lái)垃圾處理的主要方式目前我國垃圾焚燒發(fā)電以機械爐排焚燒、循環(huán)流化床焚燒為主。垃圾的燃燒與煤炭還是存在較大差異的由于垃圾中灰分、堿性元素含量相對高這也就導致其積灰情況相對較為嚴重腐蝕問(wèn)題必須得到重視。目前水冷壁受熱面腐蝕情況不容忽視曾出現過(guò)爆管事故,便攜式粗糙度儀進(jìn)一步研究垃圾發(fā)電廠(chǎng)鍋爐水冷壁腐蝕機理與防護對策具有重要意義。由于造成垃圾焚燒余熱鍋爐水冷壁嚴重腐蝕的原因是煙氣中的強烈腐蝕氣氛和較高的近壁面溫度因此采用表面防護方法來(lái)隔絕腐蝕氣氛、提高水冷壁的材料等級來(lái)增強抗腐蝕能力這兩種途徑是較為實(shí)際和可能的腐蝕被動(dòng)應對方法。


        針對垃圾焚燒余熱鍋爐水冷壁高溫氯腐蝕的具體情況研究探索采用表面防護方法來(lái)抑制或延緩腐蝕。如采用熱噴涂方法噴涂高Cr、Ni材料?深A選幾種表面防護工藝和防護材料在水冷壁腐蝕區域進(jìn)行分片塊實(shí)施通過(guò)實(shí)際驗證進(jìn)行篩選和評價(jià)如有切實(shí)效果可進(jìn)一步試驗優(yōu)化直至全面應用。


        垃圾焚燒爐的積灰含有氯和堿金屬元素是影響鍋爐水冷壁腐蝕的重要因素:一是氯和堿金屬元素導致積灰熔點(diǎn)降低熔融的積灰能加速保護性氧化層的受損。二是積灰內的氯和堿金屬元素可通過(guò)類(lèi)似氣相氯腐蝕的活化氧化機理來(lái)?yè)p害金屬表面當水冷壁已經(jīng)出現了裂縫則金屬氯化物會(huì )進(jìn)一步侵入管壁內部出現持續惡化的情況。三是積灰自身強度較高在溫度波動(dòng)的影響下會(huì )對水冷壁產(chǎn)生應力沖擊引發(fā)應力裂縫加劇化學(xué)腐蝕。


        管壁溫度是影響鍋爐水冷壁腐蝕的重要因素:一是管壁溫度升高積灰中熔融相物質(zhì)數量增加積灰粘性增強;二是管壁溫度升高腐蝕產(chǎn)物數量也會(huì )增加。據調查水冷壁溫度與蒸汽溫度較為接近。根據相關(guān)研究顯示蒸汽溫度上升50℃就會(huì )導致腐蝕速率明顯上升。


        選擇性非催化還原(SNCR)系統能有效減少垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣中NOx排放濃度但是SNCR系統以尿素為還原劑會(huì )對鍋爐水冷壁產(chǎn)生腐蝕。相關(guān)研究表明:在高溫的作用下尿素被分解生成NH3、HNCO其中HNCO的反應情況主要可有分為兩種:一是977℃HNCO處于惰性狀態(tài);二是1177℃HNCO與NO反應。根據垃圾焚燒爐實(shí)際運行情況分析可知:當尿素進(jìn)入焚燒爐后立即分解得到NH3、HNCOHNCO與煙氣中NO產(chǎn)生反應,紅外熱像儀但是由于存在反應不完全的情況部分HNCO與煙氣一起到達頂棚此時(shí)溫度也會(huì )降至955℃。由上文分析可知955℃下HNCO呈惰性。煙氣在流轉過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生回旋區域一旦進(jìn)入此區域煙氣必然會(huì )出現一定時(shí)間的滯留情況煙氣中的HNCO極易形成酸霧直接腐蝕水冷壁受熱面。


        針對垃圾焚燒余熱鍋爐水冷壁的具體結構情況研究探索采取更換材料的方法來(lái)抑制或延緩腐蝕。由于水冷壁管屏安裝時(shí)不可避免地存在現場(chǎng)安裝焊縫這些現場(chǎng)安裝焊縫基本上沒(méi)有條件和方法進(jìn)行焊后熱處理。因此選擇更換材料時(shí)既要考慮材料的抗高溫氯腐蝕能力又要考慮材料的焊接性能。一般情況下抗高溫腐蝕能力強的鋼材合金含量較高而合金含量達到一定程度后如水冷壁這種拘束性較強的結構一般均需要進(jìn)行焊后熱處理。

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