垃圾焚燒爐過熱器腐蝕分析與解決對(duì)策|垃圾焚燒爐
1前言
作為一項(xiàng)實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，垃圾焚燒爐過熱器腐蝕問題的應(yīng)對(duì)有著其自身的特殊性。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)過熱器腐蝕原因的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項(xiàng)工作的最終整體效果。
2垃圾焚燒發(fā)電的特點(diǎn)
一般來說，垃圾經(jīng)焚燒處理后殘余的固體廢物約占20%（爐渣約占15%，飛灰約占5%），考慮爐渣的綜合利用因素，減量化效果更為顯著。這相比于垃圾填埋處理要永久性占用土地來說節(jié)約了大量的土地資源。垃圾中的可燃物在焚燒中基本上變?yōu)榱丝衫玫臒崮?。根?jù)城市發(fā)展程度及地理位置、生活習(xí)慣不同，垃圾的熱值有所不同，一般用于焚燒的垃圾要求低位熱值大于4180KJ/Kg，噸垃圾發(fā)電量一般在250kwh/t以上（隨熱值的提高而增加）。另外，由于垃圾焚燒后的尾氣經(jīng)過了嚴(yán)格的凈化處理，因此對(duì)環(huán)境的污染被控制到了最低。因此，垃圾焚燒處理的特點(diǎn)是處理量大、減量效果好、無害化徹底，且有熱能回收作用，是真正實(shí)現(xiàn)垃圾處理的“無害化、資源化、減量化”的技術(shù)手段。因此，對(duì)生活垃圾實(shí)行焚燒處理是無害化、減量化和資源化的有效處理方式，世界各國普遍采用這種垃圾處理技術(shù)，是目前解決城市垃圾圍城問題最為有效的手段。
3垃圾焚燒存在的問題
由于垃圾焚燒處理具有“無害化、資源化、減量化”的特點(diǎn)，因此近十年來在國內(nèi)得到快速的發(fā)展，但是由于我國目前各垃圾焚燒廠所焚燒的垃圾均是未進(jìn)行過分類的垃圾，其組成成份相當(dāng)復(fù)雜，既有可燃的塑料、木材、紙屑等，也有不可燃磚頭、瓦礫、金屬等。經(jīng)過焚燒處理后，生成的煙氣中含有Cl、NOx、SO2等酸性氣體，煙氣中所含的灰分性質(zhì)也比較粘，很容易粘附在受熱面管子表面，降低換熱效果，造成煙氣溫度偏高。這些酸性氣體不僅對(duì)大氣造成很大的污染，而且成為垃圾焚燒爐中致使高溫腐蝕出現(xiàn)的主要因素。在焚燒爐煙氣中含有濃度較高的Cl，對(duì)鐵及鐵化合物等均有腐蝕作用。已有多篇文獻(xiàn)指出氯化氫氣體對(duì)焚燒爐的焚燒設(shè)備本體有著很強(qiáng)的腐蝕作用。生活垃圾焚燒鍋爐與傳統(tǒng)的燃煤、燃油鍋爐相比較，其金屬受熱面因腐蝕導(dǎo)致事故頻率要高很多，占其汽水系統(tǒng)事故頻率第一位。
出于發(fā)電效益要求，目前垃圾焚燒鍋爐工質(zhì)已從低參數(shù)飽和蒸汽向中溫中壓過熱蒸汽參數(shù)過渡，這更加劇了高溫腐蝕的發(fā)生。因此，垃圾鍋爐既要滿足發(fā)電工質(zhì)參數(shù)要求，又要避免工質(zhì)過熱段金屬受熱面超溫，產(chǎn)生高溫腐蝕現(xiàn)象，認(rèn)真探討垃圾鍋爐腐蝕成因并研究其防范對(duì)策，對(duì)垃圾焚燒鍋爐和整個(gè)電廠的安全運(yùn)行，具有重要意義。
4Cl高溫腐蝕現(xiàn)象分析及危害
4.1Cl高溫腐蝕過程 垃圾焚燒爐
氣相腐蝕反應(yīng)可以是由不同的含氯物質(zhì)引起的，最普遍的是Cl和Cl2，前者是煙氣中的主要含氯物質(zhì)，氣相的Cl或Cl離子的存在會(huì)增大過熱器金屬的腐蝕率，在氧化環(huán)境中這種現(xiàn)象常被稱為活性氧化。普遍認(rèn)為氯化物會(huì)引起正常情況下起保護(hù)作用的表面氧化物的損壞。關(guān)于Cl、Cl2腐蝕的簡(jiǎn)要過程過程及機(jī)理如下：
（1）、2Fe+3Cl2=2FeCl3或2Fe+6Cl=2FeCl3+3H2；
?。?）、4FeCl3+3O2=2Fe2O3+6Cl2
?。?）、Fe2O3+6Cl=2FeCL3+3H2O
由于Fe與Cl2反應(yīng)生成的中間產(chǎn)物FeCl2在高溫下為氣態(tài)，而FeCL3的熔點(diǎn)比較低，且易揮發(fā)，因此不斷隨煙氣被帶走，裸露出來的Fe與不斷補(bǔ)充過來的Cl、Cl2的反應(yīng)一直持續(xù)進(jìn)行，而且反應(yīng)速率隨著反應(yīng)溫度的升高而加快。
4.2Cl高溫腐蝕的危害
Cl高溫腐蝕的危害之一就是嚴(yán)重地阻礙了垃圾電站發(fā)電效率的提高。
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Cl對(duì)金屬的高溫腐蝕主要發(fā)生在兩個(gè)區(qū)域：（a）300一480℃區(qū)域（弱腐蝕發(fā)生域，生成氯化鐵、堿性鐵硫酸鹽等區(qū)域）；（b）550一700℃區(qū)域（強(qiáng)腐蝕發(fā)生域，氯化鐵氧化及堿性鐵硫酸鹽分解區(qū)城）。過熱器傳熱管金屬表面溫度為內(nèi)部蒸汽溫度+5一20℃左右，所以為了要防止腐蝕，蒸汽溫度區(qū)域上限為400℃左右，致使發(fā)電效率只有20%左右。Cl氣體對(duì)焚燒爐的焚燒設(shè)備本體及傳熱面都有著很強(qiáng)的腐蝕作用，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，未采取有效保護(hù)措施的過熱器金屬的腐蝕速率達(dá)到1mm/y以上，嚴(yán)重的威脅到過熱器管的安全運(yùn)行，是導(dǎo)致過熱器爆管停爐的主要原因。
5結(jié)束語
綜上所述，加強(qiáng)對(duì)垃圾焚燒爐過熱器腐蝕問題的研究分析，對(duì)于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的垃圾焚燒爐過熱器腐蝕應(yīng)對(duì)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性
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