垃圾焚烧锅炉低温腐蚀的防范

    摘要：介绍了垃圾焚烧锅炉发生低温腐蚀的原因并提出相应防范对策 

    在我国，垃圾焚烧发电厂是上个世纪80年代末期开始出现的，以焚烧处理城市生活垃圾为目的并实现垃圾能源转换的市政环保设施，其主体设备—垃圾焚烧锅炉是将生活垃圾作为燃料，进行焚烧，实现减量、灭菌，在实现无害化处理的同时，将生活垃圾化学能转换为热能的专用设备。与普通工业锅炉和废弃物焚烧锅炉所采用的单一燃料不同，垃圾锅炉焚烧的是不同类别固体废弃物构成的混合体，焚烧烟气主要成分为CO2、CO、H2O、N2、O2、CO、SO2、HCL、NOx、HF、CL2粉尘、重金属及二恶英类等。垃圾焚烧烟气中有害物质一般通过在锅炉出口水平烟道处布置半干法吸收塔＋活性碳吸附＋袋式除尘器烟气净化工艺予以去除，使排烟达标排放。一般来说，烟气中HCL、CL2、SOx对垃圾焚烧锅炉产生高温腐蚀事故频发率较高，往往引起足够的重视。但低温腐蚀对锅炉受热面破坏作用，亦不应忽视。某垃圾焚烧厂采用大气式热力除氧器，锅炉给水温度为104℃，布置在锅炉尾部烟道的省煤器仅运行二年就因低温腐蚀原因损坏。垃圾锅炉产生低温腐蚀主要因素是燃烧烟气中SOx、HCL与H2O的存在，当烟温低于该种气体的饱和温度以下凝结，发生露点腐蚀。一般HCL露点在27-60℃之间，SOx露点约在110-150℃之间。通常这种露点腐蚀在酸性气体露点温度以下20-50℃最为严重。因而，一般垃圾焚烧项目设计将排烟温度控制在露点以上30-50℃，使SOx、HCL与H2O保持在气相，避免在金属受热面表面凝结。而将布置在垃圾焚烧锅炉尾部烟道的省煤器、空气预热器加热介质温度提高到露点以上，则是避免垃圾焚烧锅炉发生的低温腐蚀现象有郊途径。在常规燃料锅炉中，SOx是金属受热面产生低温腐蚀的主要原因。而生活垃圾中，废旧塑料、橡胶、漂白剂、含氯盐类占有一定比例且生活垃圾含水率一般在40-60%之间，因而垃圾焚烧烟气中HCL、SOx等酸性气体和H2O比例较高。一般生活垃圾焚烧烟气中HCL浓度为200-800mg/Nm3；H2O为15-30%，远远高于常规单一燃料锅炉，是垃圾锅炉发生低温腐蚀的主要因素且越是发达地区垃圾中废旧橡塑与纸、布类成份越多，因而在项目设计中必须引起足够重视。垃圾锅炉低温腐蚀主要发生在布置在锅炉尾部烟道的空气预热器、省煤器等表面式热交换加热介质入口端。此外，当排烟温度过低时，锅炉的室外烟道；垃圾锅炉在启动、停炉时，炉温较低时段，锅炉本体金属受热面亦有可能发生低温腐蚀。

    垃圾锅炉低温腐蚀防范措施：

    1.提高锅炉给水温度，热力系统采用压力式除氧器。垃圾发电厂的除氧器除满足热力除氧外，还作为一级混合式热交换器，加热锅炉给水。大多数垃圾焚烧发电厂采用压力式除氧器，保持省煤器给水入口端管壁温度始终高于烟气露点，从根本上解决了省煤器低温腐蚀问题。

    2.提高布置在尾部烟道空气预热器入口风温。垃圾锅炉采用热风助燃，对提高入炉垃圾烘干速度，改善炉内燃烧工况，起着极其重要的作用。当前，国内城市生活垃圾低位发热量大多在3350kj/kg－6280kj/kg之间，焚烧锅炉助燃空气温度多选择在250℃，一般设计为二级空气预热器。第一级采用蒸汽式空气预热器，将助燃空气提高到150-160℃，使布置在尾部烟道的第二级烟气式空气预热器入口风温高过酸性气体露点，避免第二级空气预热器入口端出现低温腐蚀问题。

    3.垃圾焚烧锅炉烟气中HCL含量远大于其它类型锅炉，因此应适度提高锅炉排烟温度。室外烟道尤其需做好保温和防雨措施，避免因烟道局部位置暴露，在烟道内壁发生低温腐蚀。

    4.较大型垃圾焚烧锅炉为适应应力释放，启、停炉均有严格的工艺要求，要求按升温和停炉曲线操作。MARTIN型垃圾焚烧锅炉启动时按50h℃/h升温，在300℃区段保温6h，之后炉膛开始投入垃圾并按100℃/h升至额定温度，停炉亦有相应操作要求。在起、停炉时段按工艺要求需投人辅助燃油，避免垃圾燃烧烟气在低温时段对金属受热面产生低温腐蚀。