鍋爐尾部煙道受熱面金屬腐蝕原因分析及防腐

王淼

摘 要： 本文通過對(duì)鍋爐燃燒后形成的尾部煙氣成分分析，結(jié)合尾部煙道受熱面金屬腐蝕和預(yù)防腐蝕方法的相關(guān)理論。對(duì)煙氣腐蝕金屬形成的過程與可以采取的防腐方法展開了探究，認(rèn)為這對(duì)于以后的鍋爐生產(chǎn)、技術(shù)改造等方面具有重要的改善作用。

關(guān)鍵詞： 鍋爐尾部；受熱面金屬；腐蝕；防腐措施

引文：

鍋爐燃燒的使用，雖然對(duì)于社會(huì)工業(yè)具有促進(jìn)的作用，但是也隨之產(chǎn)生出來(lái)了一些新的問題。經(jīng)過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多人已經(jīng)開始使用天然氣作為鍋爐燃燒的主要能源，這樣做盡管大大的降低了鍋爐燃燒對(duì)于環(huán)境造成的嚴(yán)重污染影響。但是鍋爐尾部的煙道與受熱面金屬之間卻產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。在每一年的鍋爐停止燃燒后，使用單位都會(huì)對(duì)鍋爐相關(guān)設(shè)備進(jìn)行清理，通常在清理之后都會(huì)產(chǎn)生上百公斤的金屬鐵銹垃圾。情況嚴(yán)重的時(shí)候，甚至可能清理出好幾輛車都裝不下的鐵銹。經(jīng)過實(shí)際調(diào)查，這種現(xiàn)象非常的普遍，一般沒有經(jīng)過防腐措施的鍋爐上，鐵銹產(chǎn)生的狀況極其嚴(yán)重。受到腐蝕的金屬不僅會(huì)產(chǎn)生大量的腐蝕物，而且還會(huì)影響鍋爐設(shè)備使用的壽命。

一、腐蝕原因分析

（一）燃料原因

通?，F(xiàn)在鍋爐燃燒的燃料都是使用具有環(huán)保性能的天然氣，天然氣是一種多元素組成的混合型氣體。它里面含有大量的甲烷，和少許乙烷等元素，由于甲烷的密度相較于空氣來(lái)說(shuō)要更加輕一些。因此在正常的大氣壓強(qiáng)下，天然氣的質(zhì)量大約是：0.7～0.75千克每立方米，在鍋爐內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生的主要成分有水與二氧化碳，很少比例的氧化物等元素。其中水的比例可以占到一半左右，其他的則都以二氧化碳為主要?dú)怏w。在產(chǎn)生的二氧化碳中包含一些酸性氣體，它能夠溶解在水中，然后讓水具有一定酸性效果。

（二）鍋爐尾部煙氣原因

在鍋爐尾部產(chǎn)生的煙氣受到多次的冷卻效果后，煙氣的溫度會(huì)漸漸低于水蒸氣的凝結(jié)點(diǎn)。特別是在煙氣的溫度達(dá)到八十度的時(shí)候，煙氣凝結(jié)的速度會(huì)加快。進(jìn)而讓鍋爐尾部設(shè)備產(chǎn)生燃燒后，氣體凝結(jié)成水，這個(gè)時(shí)候天然氣燃燒產(chǎn)生的酸性氣體在水中溶解的速度會(huì)極大的提升，導(dǎo)致冷凝水具有很強(qiáng)的酸性效果。在酸性水長(zhǎng)期與受熱面的金屬接觸的過程中，酸性水的腐蝕金屬速度是非常嚴(yán)重的[1]。

（三）燃燒工況原因

燃燒工況對(duì)于鍋爐尾部煙氣具有重要影響，火焰溫度的變化是產(chǎn)生煙氣的重要因素。如果火焰燃燒溫度較高，那么產(chǎn)生的煙氣酸性濃度就越大，生成的氣體也越多。在鍋爐燃燒的過程中，其內(nèi)部的空氣含量會(huì)不斷減少，有些地方可能會(huì)產(chǎn)生缺氧，使得燃燒不完全。而另外一些地方可能空氣含量過多，產(chǎn)生大量SO3，所以，必須讓鍋爐內(nèi)部合理進(jìn)行燃燒，溫度平均。

二、防腐措施

（一）增加鍋爐尾部受熱面設(shè)備的抗腐功能

現(xiàn)在一些使用鍋爐燃燒的單位，其鍋爐受熱面材料的抗腐蝕能力較差。一般普通的鋼化材料是無(wú)法完全抵抗酸性水侵蝕的，因此，應(yīng)該選用不銹鋼材質(zhì)或者抗腐蝕性能相對(duì)較好的ND鋼材料。雖然這種這種材料并不能完全不受腐蝕，但是它對(duì)于酸性水的抗腐蝕能力比一般的材料好一些，最后產(chǎn)生的鐵銹量會(huì)減少許多。普通金屬材料的受熱面，在遭受鍋爐尾部煙氣腐蝕后，產(chǎn)生數(shù)量龐大的廢渣鐵銹。對(duì)于如何解決和處理這些鐵銹，還是一個(gè)重大的難題，每年有大量的鍋爐正在被使用，如果在鍋爐燃燒的過程中，因?yàn)槭軣崦娓g嚴(yán)重而發(fā)生安全事故，那么不管是在資金還是人身傷害上都會(huì)留下嚴(yán)重的影響。因此，鍋爐的煙道設(shè)備等密封性必須良好，選擇不容易吸水的保溫材料對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行保溫處理。進(jìn)一步的減少凝結(jié)水與金屬接觸的機(jī)會(huì)，降低鍋爐受熱面被腐蝕的程度[2]。

（二）改變尾部煙道設(shè)備

一些正在使用的鍋爐，可以加強(qiáng)其煙道排煙的溫度。在排煙管道中，可以增加一些設(shè)備構(gòu)建將鍋爐燃燒煙氣的溫度得到降低，在避免溫度達(dá)到八十度左右的時(shí)候，就可以有效防止鍋爐燃燒后酸性氣體溶解在水中的速度。從而使得冷凝后的水不具有高強(qiáng)度的腐蝕性，對(duì)于鍋爐受熱面的侵蝕就會(huì)大大降低。為了節(jié)約能源和合理利用二次資源，可以在排煙管道上加設(shè)增溫裝置。例如，在鍋爐尾部煙道上增加一個(gè)排煙口，使得鍋爐燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣分為兩個(gè)管道排出。一個(gè)接通鍋爐受熱面為主流管道，另一個(gè)則進(jìn)入其他燃燒設(shè)備作為次通管道，并且在次通管道中加入增溫設(shè)備。這樣可以利用煙氣高溫導(dǎo)熱的作用讓其他需要熱能源的工業(yè)設(shè)備運(yùn)行，減少鍋爐受熱面酸性水冷凝的水量，從而減少腐蝕情況。

（三）使用氣相保護(hù)藥劑

選擇的氣相保護(hù)藥劑必須是低濃度下能夠防止或者減緩金屬在環(huán)境中腐蝕的材料。在鍋爐的煙氣出口處使用導(dǎo)入的方式，將氣相保護(hù)藥劑隨著煙氣一起進(jìn)入鍋爐內(nèi)部?？梢栽阱仩t的煙氣流動(dòng)的管道內(nèi)，利用風(fēng)扇裝置將氣相保護(hù)藥劑散入排煙管道中，因?yàn)槠渚哂泻芎玫乃芙庑?，能夠跟隨水蒸氣冷凝進(jìn)入水中，進(jìn)而減少冷凝水含有的酸性程度。在產(chǎn)生的冷凝水酸性下降后，鍋爐受熱面金屬遭受腐蝕的效果會(huì)得到降低。這個(gè)方法讓冷凝水腐蝕金屬的速度減緩下來(lái)，延長(zhǎng)了鍋爐使用的壽命，最后被腐蝕的金屬鐵銹量也會(huì)隨之降低。這項(xiàng)技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)中一項(xiàng)重要的防腐方法，它被廣泛的運(yùn)用在化工、冶金等設(shè)備上。根據(jù)調(diào)查，使用緩蝕保護(hù)技術(shù)，能夠有效的防止金屬設(shè)備遭受嚴(yán)重的腐蝕情況[3]。

（四）鍋爐燃燒技術(shù)管理完善

鍋爐燃燒技術(shù)的不恰當(dāng)，會(huì)造成鍋爐燃燒溫度的偏差。工作人員放入燃料的時(shí)間、方式等都有可能導(dǎo)致鍋爐燃燒內(nèi)部溫度不合理，因此，高效、安全、合理的鍋爐燃燒技術(shù)是降低金屬腐蝕的方法之一。管理人員要掌握鍋爐燃燒的所有情況，比如，爐內(nèi)溫度有所下降、空氣分布不均勻等。然后通過人為手段解決燃燒時(shí)候產(chǎn)生的問題，減少燃燒煙氣中酸性物質(zhì)溶解的速度。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，解決鍋爐尾部煙道腐蝕受熱面金屬的問題，首先需要從解決煙氣冷凝水中含有酸性物質(zhì)的問題出發(fā)。從鍋爐受熱面金屬材料、排煙管道設(shè)備、鍋爐燃燒技術(shù)管理等多方面降低酸性物質(zhì)融入水中的速度，這是防止金屬受腐蝕的一些必要措施。以上所涉及的防腐措施并不代表全部，科技在不斷的進(jìn)步，相信以后會(huì)出現(xiàn)更好的方法解決煙氣腐蝕的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]毛麗燕，張榮華.燃?xì)忮仩t尾部煙道受熱面金屬腐蝕原因分析及防腐探討[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2016，32（09）：59-60+67.

[2]曹艷華，趙鐵彪，李斌.玻璃窯余熱鍋爐尾部受熱面的腐蝕分析與防腐措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，（20）：21.

[3]沈獻(xiàn)平，王杰，萬(wàn)有勝.600MW機(jī)組鍋爐尾部煙道及設(shè)備防腐措施分析[J].華電技術(shù)，2012，34（01）：61-63+66+79.endprint