陈昊
广州环投福山环保能源有限公司 广东广州 511363
摘要：在垃圾焚烧发电厂当中，水冷壁腐蚀对于机组运行的安全性与稳定性有着直接的影响，目前，这一现象在我国诸多垃圾焚烧发电厂当中皆有发生。基于此，本文将主要以某垃圾焚烧发电厂为例，针对其电厂锅炉水冷壁腐蚀这一问题展开分析，同时提出具有一定针对性的措施。
关键词：垃圾发电厂；水冷壁腐蚀；防范对策
1设备概述
某环保有限公司的电厂为垃圾焚烧发电站，电厂焚烧炉为往复炉排炉，处理生活垃圾750t/d。余热锅炉为单锅筒自然循环水管锅炉，炉膛燃烧室及燃尽室、烟气冷却室采用三通道立式布置；过热器及蒸发管束采用水平布置，布置在水平烟道内；省煤器在锅炉尾部采用竖井布置方式。额定蒸汽压力4.0MPa，额定蒸汽温度为400℃，额定蒸发量：73.5t/h。
2腐蚀水冷壁取样试验分析
取得的样品为：水冷壁管（有破口，鳍片处有火割痕迹）。采用Quanta 400HV扫描透射电子显微镜和EDAX能谱仪对各管样和各渣样的外表面附件进行外观观察和X射线能谱分析。根据观察分析结果：与管道紧密结合的氧化性和腐蚀性物质粘附层的成分，样品中0和Fe的含量之和约为90%；与一定量的Cl、S、Na、K等可组成强腐蚀性化学物质或自然环境的元素，其含量无显着差异：此外还有少量Ca、Mg、 Si、Cr、Ni等元素，一般不由强腐蚀性化学物质或自然环境组成。经检测发现，管材试样腐蚀到火面后的轮廓不均匀，管材对火面的氧化腐蚀速度更快、更严重。管材表面氧化腐蚀物质层的关键化学物质是氧化铁，但氧化腐蚀物质层中含有一定量的Cl、S、Na、K等，可形成强腐蚀性化学物质或自然环境。元素，并没有显著的内容差异。根据管道实际腐蚀状态的试验结果和融合，可以区分管试样向火侧快速腐蚀变薄的腐蚀特征为高温氯腐蚀。
3垃圾发电厂锅炉水冷壁腐蚀原因分析
3.1积灰
焚烧炉灰渣中含有氯和碱金属元素，是危害余热锅炉水冷壁腐蚀的关键元素：氯和碱金属元素使灰渣熔点降低，熔融灰分可加速防御性空气氧化层的破坏；灰分中的氯和碱金属元素根据类似于液相氯侵蚀的活性空气氧化原理对金属表面造成伤害。当水冷壁已经开裂时，金属材料氟化物会进一步侵入管壁内部并继续发生。灰渣本身具有较高的抗压强度，在温度波动的危害下，会对水冷壁产生原位应力冲击，引起原位应力裂纹，加剧化学腐蚀。
3.2 SNCR、水蒸气
选择性非催化反应回收（SNCR）系统可降低NO。垃圾焚烧发电厂烟气中的排放浓度值，但SNCR系统软件使用尿素作为氧化剂，会对余热锅炉水冷壁造成侵蚀。相关研究表明，在高温作用下，尿素溶解转化为NH、HNCO。其中，HNCO的反射可分为两种：977℃，HNCO处于惰性状态；1177℃，HNCO和NO反射。根据对焚烧炉具体运行情况的分析，可以看出：尿素进入垃圾焚烧炉后，会立即溶解。得到NH3.HNCO.HNCO和烟气。NO引起反射，但由于反射不完全，部分HNCO和烟气一起到达峰值时，温度也会下降到955℃。根据以上分析，HNCO在955℃下呈惰性。烟气在整个运行过程中会造成一个转向区。一旦进入该区域，烟气不可避免地会停留一段时间，烟气中的HNCO极易产生有机气体，立即侵蚀水冷壁的热表面。
4垃圾发电厂锅炉水冷壁抗腐蚀对策
4.1进行水冷壁表面防护
4.1.1表面喷涂
针对垃圾焚烧余热锅炉水冷壁高温氯腐蚀的具体情况，研究探索采用表面防护方法来抑制或延缓腐蚀。如采用热喷涂方法喷涂高Cr、Ni材料。可预选几种表面防护工艺和防护材料，在水冷壁腐蚀区域进行分片块实施，通过实际验证进行筛选和评价，如有切实效果，可进一步试验优化直至全面应用。
4.1.2 堆焊
CMT?堆焊是目前发展最成熟的余热锅炉防腐工艺。以镍基耐热合金为基础原材料，制作安全保护层，合理避免水冷壁侵蚀。堆焊的实际操作如下：在水壁上喷焊Inconel625，厚度和稀释率标准值分别为2.5mm和5%。根据科学研究，为保证In-conel625的耐腐蚀性能，必须保证Mo、Ni、Cr、Fe等元素的含量，据此，必须选择合适的焊接方法。现阶段堆焊技术得到实际应用，效果很好，非常值得应用推广。?堆焊的适用于400℃左右壁面温度管屏，更高壁面温度会引起腐蚀。堆焊层纹路都相当清晰，使用效果良好。关于余热炉管屏堆焊，国外许多垃圾焚烧发电厂十几年前已经应用，此项技术已经在国外的垃圾焚烧发电厂发展成熟。目前国内垃圾焚烧厂大部分采用堆焊的防腐工艺，预防余热锅炉的高温腐蚀。
4.1.3 低温微熔
低温微熔焊它是一种火焰人工喷涂技术，使用QT-E2000型熔焊枪，氧气—乙炔火焰将合金材料熔焊在工件表面，它可根据不同的工况要求选择不同的合金材料和熔焊层厚度。低温微熔焊的技术特点：防腐低温微熔焊一般选用镍铬加稀土的合金材料：Ni≥80%、Cr4%～10%、Fe≤5%，稀有元素余量，抗腐蚀性能强。熔焊层厚度一般为0.5～0.6mm，熔焊层厚度也可根据工况要求和使用寿命要求，最高可达到1.5mm。熔焊层硬度为HRC40左右，熔焊层与母体材料的结合为冶金结合，结合强度为450Mpa左右，低温微熔焊材料熔化温度为850℃左右，熔深（0.03mm）左右，使用寿命5-6年左右，熔焊层厚度增加，相应使用寿命增加。
4.1.4 感应重熔
感应重熔是在低温微熔的基础厂进行优化，采用电重熔。管屏的变形量小，与母材的结合度更强等优点.整个流程自动喷砂、自动喷涂、自动感应重熔。自动喷砂是密闭循环喷砂系统，具备喷砂喷丸各项标准功能，完全自动化流水线，密闭。砂料自动筛选、循环，过程无人工，质量均一、效率高。自动编程可调角度喷砂，砂料循环利用，自动输送台架系统。自动喷涂自动化集控，机器人喷涂+工件自动行进，自动步进喷涂系统+自动材料输送系统+集控热处理。自动感应重熔系统是使用高周波电感加热系统，熔后热处理系统，工件款高尺寸≤2*0.5米，长度不限，全程无人工。工件自动步进，温度速度自动监测，精确标准。
4.2 提高水冷壁材料等级
??????? 针对垃圾焚烧余热锅炉水冷壁的具体结构情况，研究探索采取更换材料的方法来抑制或延缓腐蚀。由于水冷壁管屏安装时不可避免地存在现场安装焊缝，这些现场安装焊缝基本上没有条件和方法进行焊后热处理。因此选择更换材料时既要考虑材料的抗高温氯腐蚀能力，又要考虑材料的焊接性能。一般情况下，抗高温腐蚀能力强的钢材合金含量较高，而合金含量达到一定程度后，如水冷壁这种拘束性较强的结构一般均需要进行焊后热处理。
5 结语
综合上文所述，文章分析了水冷壁腐蚀的影响因素，提出了受热面抗腐蚀策略，有利于减少安全事故的发生，提高电厂经济效益。希望通过上述研究对垃圾电厂余热锅炉防腐起到一定的借鉴价值和推动作用。
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