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高溫下氯離子腐蝕對(duì)鍋爐的影響氯離子防腐涂料對(duì)金屬材料的保護(hù)KNM22高分子陶瓷聚合物

發(fā)布時(shí)間:

我國第一個(gè)垃圾焚燒發(fā)電站深圳市環(huán)衛(wèi)綜合處理廠引進(jìn)了日本兩臺(tái)馬丁爐排型焚燒爐,其中1號(hào)鍋爐投運(yùn)僅100天,就發(fā)現(xiàn)過熱器管壁減薄開裂,大面積失效,不得不全部割除。后經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn),爆管的主要原因是由于沉積的硫酸鹽和氯離子化物的高溫復(fù)合腐蝕作用導(dǎo)致過熱器的過早損壞。2003 年溫州偉明臨江垃圾發(fā)電廠投產(chǎn)運(yùn)行,2 年后過熱器高溫段開始大量爆管泄露,致使電廠無法運(yùn)轉(zhuǎn)。分析原因主要是腐蝕和磨損所致,在檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)在腐蝕微區(qū)存有較多的氯離子元素,因此斷定氯離子是引起腐蝕的主要原因。此外,在管壁金屬表面還附著有大量來源于垃圾中的Na、K 等堿性金屬化合物,這也是加劇金屬腐蝕的一個(gè)重要原因。

圖(1)已被氯離子腐蝕的面目全非的鍋爐爐膛內(nèi)部

奧地利Lenzing 建造的110MW CFB 鍋爐,在運(yùn)行大約3000h 后,在外部流化床熱交換器中的末級(jí)過熱器發(fā)現(xiàn)大面積的氯離子腐蝕,許多管子不得不進(jìn)行徹底更換。最嚴(yán)重的損壞發(fā)生在過熱器管束上部,此處非常接近床的表面,由于循環(huán)床料中未燃盡碳粒子和氯離子化物在空氣流化作用下,發(fā)生了燃燒,生成的氣態(tài)化合物,在過熱器管子附近形成腐蝕性氣氛所造成。
丹麥在2005 年建成一臺(tái)250MW 超臨界蒸汽鍋爐(2.9×107 Pa 和580℃)用于燃燒生物燃料,在運(yùn)行18個(gè)月后,由于氯離子元素引起的高溫腐蝕,位于對(duì)流煙道的末級(jí)過熱器也不得不更換。為確定失效的原因,該廠進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),最終煙氣中高濃度的KCl 被認(rèn)為是高溫腐蝕的主要原因。為了避免HCl高溫腐蝕,延長鍋爐服役壽命,有些電廠只能降低溫度參數(shù)以降低受熱面璧溫,這樣不僅降低了發(fā)電效率,而且在低溫狀態(tài)下容易產(chǎn)生大量的二惡英,這將給環(huán)境帶來惡劣影響。

圖(2)被氯離子腐蝕后的金屬材料微觀結(jié)構(gòu)

綜上所述,高溫條件下氯離子的腐蝕帶來的鍋爐安全隱患問題越來越嚴(yán)峻,嚴(yán)重影響了垃圾焚燒鍋爐的安全運(yùn)行,從而影響了垃圾資源化、減量化和無害化焚燒處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。

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