垃圾焚燒爐高溫-腐蝕分析及防護技術
發布時間:2022-09-13 11:56:01 已瀏覽:817次
1、綜述
垃圾焚燒是當前處理糊口垃圾的有效方法,它具有減容化、無害化和資源化特點。但是垃圾焚燒過程對余熱鍋爐受熱面的侵蝕相稱嚴峻,使余熱鍋爐受熱面使用壽命大大縮減、常常性的更換受熱面臨垃圾焚燒爐安全運行造成了困擾。針對垃圾焚燒余熱鍋爐受熱面的侵蝕題目,通常采用在鍋爐管外壁熱噴涂、堆焊耐高溫、耐侵蝕的鎳基合金材料的方法,但是熱噴涂盡管本錢低廉、效果卻不理想,堆焊對鍋爐基材損傷嚴峻并且施工效率低,很難知足鍋爐受熱面批量出產的要求。采用鎳基合金微熔焊技術,快速地解決垃圾焚燒爐受熱面管的侵蝕題目,延長鍋爐受熱面的使用壽命。
2、垃圾爐受熱面高溫侵蝕機理
2.1 垃圾焚燒中的侵蝕性成分
1)Cl的侵蝕
近幾年來,塑料制品及塑料包裝材料在垃圾中所占的比重不斷增加,垃圾中的合成樹脂類如聚氯乙烯(PVC)、人造橡膠、人造革、泡沫塑料等含有較多的有機氯化物,而廚房垃圾則含有氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂等無機氯化物,造成了煙氣中的各種有機氯和無機氯濃度進步。Cl在高溫下,往往以氣態HCL、CL2和金屬氯化物KCL、Nacl、Zncl2、Pbcl2等沉積物泛起在焚燒環境中,導致了幾種侵蝕形式泛起:
其一是氣相侵蝕:在焚燒爐的高溫含氯氣氛中,直接導致氣相侵蝕;
其二是氧化還原反應侵蝕:金屬氯化物低熔點灰分沉積鹽與金屬表面的氯化膜發生氧化還原反應侵蝕基體;
其三是電化學侵蝕:金屬氯化物與煙氣中其他無機鹽共同沉積在金屬表面,形成低熔點共晶體,大大降低積灰的熔點,在高溫的管壁上產生熔融性的侵蝕性鹽,在積灰-金屬接壤面形成局部液相,形成電化學侵蝕氛圍,基體金屬發生陽溶解,相應地氣氛中的兩種氧化劑O2和CL2被還原,基體金屬被進一步氧化并與結合成松散的氧化物粒子形成沉積,或與CL-結合天生氯化物,這樣跟著侵蝕的進行,就在熔融氯化物的外表面形成一層松散的外氧化膜,因為金屬離子在熔融鹽中的擴散速度較大,因此這一電化學過程嚴峻侵蝕垃圾焚燒余熱鍋爐的過熱器、水冷壁。
2) S的侵蝕硫的侵蝕主要是堿金屬的熱侵蝕,即Na3Fe(SO4)3及K3Fe(SO4)3的侵蝕。
3) 高溫侵蝕
高溫的產生,一是鍋爐實際運行溫度越來越高,二是鍋爐受熱面的清灰不及時或清灰效果不佳,使得受熱面的傳熱受阻,導致受熱面的表面溫渡過高。高溫侵蝕,與前述CL侵蝕、S侵蝕是相伴存在的。高溫環境引發了CL2和HCL的產生,加速了侵蝕量和侵蝕速度。
4) 高參數化的侵蝕題目
高參數化有兩個方面的原因。
第一,垃圾熱值在逐漸進步,超出了早期所建設的垃圾焚燒廠設計的額定值。以上海市糊口垃圾為例,2010 年,糊口垃圾焚燒廠的入爐垃圾低位熱值為5862kJ/kg(1400kcal/kg),因此2010 ~ 2013 年上海新建的焚燒廠垃圾的低位熱值設計點一般選取6700kJ/kg(1600kcal/kg)~ 7118kJ/kg(1700kcal/kg)。而近些年來垃圾熱值有了大幅進步
第二,近年來垃圾焚燒鍋爐向大型化、高參數化發展。
5) 侵蝕環境下的磨損
垃圾燃燒時產生的大量灰粉沖洗受熱面管,使受熱面管外表面受到不同程度的磨損。
在上述多重因素共同作用下,受熱面管從外向內不斷地被氧化、侵蝕和磨損,使之逐漸減薄,當承受不了管內汽水壓力時發生爆管事故,造成發電機組非停。