高温下氯离子腐蚀对锅炉的影响

2018-4-6 7:18:57      点击:
我国第一个垃圾焚烧发电站深圳市环卫综合处理厂引进了日本两台马丁炉排型焚烧炉,其中1号锅炉投运仅100天,就发现过热器管壁减薄开裂,大面积失效,不得不全部割除。后经研究分析发现,爆管的主要原因是由于沉积的硫酸盐和氯离子化物的高温复合腐蚀作用导致过热器的过早损坏。2003 年温州伟明临江垃圾发电厂投产运行,2 年后过热器高温段开始大量爆管泄露,致使电厂无法运转。分析原因主要是腐蚀和磨损所致,在检测时发现在腐蚀微区存有较多的氯离子元素,因此断定氯离子是引起腐蚀的主要原因。此外,在管壁金属表面还附着有大量来源于垃圾中的Na、K 等碱性金属化合物,这也是加剧金属腐蚀的一个重要原因。

图(1)已被氯离子腐蚀的面目全非的锅炉炉膛内部
奥地利Lenzing 建造的110MW CFB 锅炉,在运行大约3000h 后,在外部流化床热交换器中的末级过热器发现大面积的氯离子腐蚀,许多管子不得不进行彻底更换。最严重的损坏发生在过热器管束上部,此处非常接近床的表面,由于循环床料中未燃尽碳粒子和氯离子化物在空气流化作用下,发生了燃烧,生成的气态化合物,在过热器管子附近形成腐蚀性气氛所造成。
丹麦在2005 年建成一台250MW 超临界蒸汽锅炉(2.9×107 Pa 和580℃)用于燃烧生物燃料,在运行18个月后,由于氯离子元素引起的高温腐蚀,位于对流烟道的末级过热器也不得不更换。为确定失效的原因,该厂进行了大量的实验,最终烟气中高浓度的KCl 被认为是高温腐蚀的主要原因。为了避免HCl高温腐蚀,延长锅炉服役寿命,有些电厂只能降低温度参数以降低受热面璧温,这样不仅降低了发电效率,而且在低温状态下容易产生大量的二恶英,这将给环境带来恶劣影响。

图(2)被氯离子腐蚀后的金属材料微观结构
综上所述,高温条件下氯离子的腐蚀带来的锅炉安全隐患问题越来越严峻,严重影响了垃圾焚烧锅炉的安全运行,从而影响了垃圾资源化、减量化和无害化焚烧处理技术的广泛应用和快速发展。
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