垃圾焚燒鍋爐低溫腐蝕的防范

    摘要：介紹了垃圾焚燒鍋爐發(fā)生低溫腐蝕的原因并提出相應(yīng)防范對策 

    在我國，垃圾焚燒發(fā)電廠是上個世紀80年代末期開始出現(xiàn)的，以焚燒處理城市生活垃圾為目的并實現(xiàn)垃圾能源轉(zhuǎn)換的市政環(huán)保設(shè)施，其主體設(shè)備—垃圾焚燒鍋爐是將生活垃圾作為燃料，進行焚燒，實現(xiàn)減量、滅菌，在實現(xiàn)無害化處理的同時，將生活垃圾化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能的專用設(shè)備。與普通工業(yè)鍋爐和廢棄物焚燒鍋爐所采用的單一燃料不同，垃圾鍋爐焚燒的是不同類別固體廢棄物構(gòu)成的混合體，焚燒煙氣主要成分為CO2、CO、H2O、N2、O2、CO、SO2、HCL、NOx、HF、CL2粉塵、重金屬及二惡英類等。垃圾焚燒煙氣中有害物質(zhì)一般通過在鍋爐出口水平煙道處布置半干法吸收塔＋活性碳吸附＋袋式除塵器煙氣凈化工藝予以去除，使排煙達標排放。一般來說，煙氣中HCL、CL2、SOx對垃圾焚燒鍋爐產(chǎn)生高溫腐蝕事故頻發(fā)率較高，往往引起足夠的重視。但低溫腐蝕對鍋爐受熱面破壞作用，亦不應(yīng)忽視。某垃圾焚燒廠采用大氣式熱力除氧器，鍋爐給水溫度為104℃，布置在鍋爐尾部煙道的省煤器僅運行二年就因低溫腐蝕原因損壞。垃圾鍋爐產(chǎn)生低溫腐蝕主要因素是燃燒煙氣中SOx、HCL與H2O的存在，當煙溫低于該種氣體的飽和溫度以下凝結(jié)，發(fā)生露點腐蝕。一般HCL露點在27-60℃之間，SOx露點約在110-150℃之間。通常這種露點腐蝕在酸性氣體露點溫度以下20-50℃最為嚴重。因而，一般垃圾焚燒項目設(shè)計將排煙溫度控制在露點以上30-50℃，使SOx、HCL與H2O保持在氣相，避免在金屬受熱面表面凝結(jié)。而將布置在垃圾焚燒鍋爐尾部煙道的省煤器、空氣預(yù)熱器加熱介質(zhì)溫度提高到露點以上，則是避免垃圾焚燒鍋爐發(fā)生的低溫腐蝕現(xiàn)象有郊途徑。在常規(guī)燃料鍋爐中，SOx是金屬受熱面產(chǎn)生低溫腐蝕的主要原因。而生活垃圾中，廢舊塑料、橡膠、漂白劑、含氯鹽類占有一定比例且生活垃圾含水率一般在40-60%之間，因而垃圾焚燒煙氣中HCL、SOx等酸性氣體和H2O比例較高。一般生活垃圾焚燒煙氣中HCL濃度為200-800mg/Nm3；H2O為15-30%，遠遠高于常規(guī)單一燃料鍋爐，是垃圾鍋爐發(fā)生低溫腐蝕的主要因素且越是發(fā)達地區(qū)垃圾中廢舊橡塑與紙、布類成份越多，因而在項目設(shè)計中必須引起足夠重視。垃圾鍋爐低溫腐蝕主要發(fā)生在布置在鍋爐尾部煙道的空氣預(yù)熱器、省煤器等表面式熱交換加熱介質(zhì)入口端。此外，當排煙溫度過低時，鍋爐的室外煙道；垃圾鍋爐在啟動、停爐時，爐溫較低時段，鍋爐本體金屬受熱面亦有可能發(fā)生低溫腐蝕。

    垃圾鍋爐低溫腐蝕防范措施：

    1.提高鍋爐給水溫度，熱力系統(tǒng)采用壓力式除氧器。垃圾發(fā)電廠的除氧器除滿足熱力除氧外，還作為一級混合式熱交換器，加熱鍋爐給水。大多數(shù)垃圾焚燒發(fā)電廠采用壓力式除氧器，保持省煤器給水入口端管壁溫度始終高于煙氣露點，從根本上解決了省煤器低溫腐蝕問題。

    2.提高布置在尾部煙道空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫。垃圾鍋爐采用熱風(fēng)助燃，對提高入爐垃圾烘干速度，改善爐內(nèi)燃燒工況，起著極其重要的作用。當前，國內(nèi)城市生活垃圾低位發(fā)熱量大多在3350kj/kg－6280kj/kg之間，焚燒鍋爐助燃空氣溫度多選擇在250℃，一般設(shè)計為二級空氣預(yù)熱器。第一級采用蒸汽式空氣預(yù)熱器，將助燃空氣提高到150-160℃，使布置在尾部煙道的第二級煙氣式空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫高過酸性氣體露點，避免第二級空氣預(yù)熱器入口端出現(xiàn)低溫腐蝕問題。

    3.垃圾焚燒鍋爐煙氣中HCL含量遠大于其它類型鍋爐，因此應(yīng)適度提高鍋爐排煙溫度。室外煙道尤其需做好保溫和防雨措施，避免因煙道局部位置暴露，在煙道內(nèi)壁發(fā)生低溫腐蝕。

    4.較大型垃圾焚燒鍋爐為適應(yīng)應(yīng)力釋放，啟、停爐均有嚴格的工藝要求，要求按升溫和停爐曲線操作。MARTIN型垃圾焚燒鍋爐啟動時按50h℃/h升溫，在300℃區(qū)段保溫6h，之后爐膛開始投入垃圾并按100℃/h升至額定溫度，停爐亦有相應(yīng)操作要求。在起、停爐時段按工藝要求需投人輔助燃油，避免垃圾燃燒煙氣在低溫時段對金屬受熱面產(chǎn)生低溫腐蝕。