垃圾焚燒鍋爐低溫腐蝕的防范

    摘要：介紹了垃圾焚燒鍋爐發生低溫腐蝕的原因并提出相應防范對策 

    在我國，垃圾焚燒發電廠是上個世紀80年代末期開始出現的，以焚燒處理城市生活垃圾為目的并實現垃圾能源轉換的市政環保設施，其主體設備—垃圾焚燒鍋爐是將生活垃圾作為燃料，進行焚燒，實現減量、滅菌，在實現無害化處理的同時，將生活垃圾化學能轉換為熱能的專用設備。與普通工業鍋爐和廢棄物焚燒鍋爐所采用的單一燃料不同，垃圾鍋爐焚燒的是不同類別固體廢棄物構成的混合體，焚燒煙氣主要成分為CO2、CO、H2O、N2、O2、CO、SO2、HCL、NOx、HF、CL2粉塵、重金屬及二惡英類等。垃圾焚燒煙氣中有害物質一般通過在鍋爐出口水平煙道處布置半干法吸收塔＋活性碳吸附＋袋式除塵器煙氣凈化工藝予以去除，使排煙達標排放。一般來說，煙氣中HCL、CL2、SOx對垃圾焚燒鍋爐產生高溫腐蝕事故頻發率較高，往往引起足夠的重視。但低溫腐蝕對鍋爐受熱面破壞作用，亦不應忽視。某垃圾焚燒廠采用大氣式熱力除氧器，鍋爐給水溫度為104℃，布置在鍋爐尾部煙道的省煤器僅運行二年就因低溫腐蝕原因損壞。垃圾鍋爐產生低溫腐蝕主要因素是燃燒煙氣中SOx、HCL與H2O的存在，當煙溫低于該種氣體的飽和溫度以下凝結，發生露點腐蝕。一般HCL露點在27-60℃之間，SOx露點約在110-150℃之間。通常這種露點腐蝕在酸性氣體露點溫度以下20-50℃最為嚴重。因而，一般垃圾焚燒項目設計將排煙溫度控制在露點以上30-50℃，使SOx、HCL與H2O保持在氣相，避免在金屬受熱面表面凝結。而將布置在垃圾焚燒鍋爐尾部煙道的省煤器、空氣預熱器加熱介質溫度提高到露點以上，則是避免垃圾焚燒鍋爐發生的低溫腐蝕現象有郊途徑。在常規燃料鍋爐中，SOx是金屬受熱面產生低溫腐蝕的主要原因。而生活垃圾中，廢舊塑料、橡膠、漂白劑、含氯鹽類占有一定比例且生活垃圾含水率一般在40-60%之間，因而垃圾焚燒煙氣中HCL、SOx等酸性氣體和H2O比例較高。一般生活垃圾焚燒煙氣中HCL濃度為200-800mg/Nm3；H2O為15-30%，遠遠高于常規單一燃料鍋爐，是垃圾鍋爐發生低溫腐蝕的主要因素且越是發達地區垃圾中廢舊橡塑與紙、布類成份越多，因而在項目設計中必須引起足夠重視。垃圾鍋爐低溫腐蝕主要發生在布置在鍋爐尾部煙道的空氣預熱器、省煤器等表面式熱交換加熱介質入口端。此外，當排煙溫度過低時，鍋爐的室外煙道；垃圾鍋爐在啟動、停爐時，爐溫較低時段，鍋爐本體金屬受熱面亦有可能發生低溫腐蝕。

    垃圾鍋爐低溫腐蝕防范措施：

    1.提高鍋爐給水溫度，熱力系統采用壓力式除氧器。垃圾發電廠的除氧器除滿足熱力除氧外，還作為一級混合式熱交換器，加熱鍋爐給水。大多數垃圾焚燒發電廠采用壓力式除氧器，保持省煤器給水入口端管壁溫度始終高于煙氣露點，從根本上解決了省煤器低溫腐蝕問題。

    2.提高布置在尾部煙道空氣預熱器入口風溫。垃圾鍋爐采用熱風助燃，對提高入爐垃圾烘干速度，改善爐內燃燒工況，起著極其重要的作用。當前，國內城市生活垃圾低位發熱量大多在3350kj/kg－6280kj/kg之間，焚燒鍋爐助燃空氣溫度多選擇在250℃，一般設計為二級空氣預熱器。第一級采用蒸汽式空氣預熱器，將助燃空氣提高到150-160℃，使布置在尾部煙道的第二級煙氣式空氣預熱器入口風溫高過酸性氣體露點，避免第二級空氣預熱器入口端出現低溫腐蝕問題。

    3.垃圾焚燒鍋爐煙氣中HCL含量遠大于其它類型鍋爐，因此應適度提高鍋爐排煙溫度。室外煙道尤其需做好保溫和防雨措施，避免因煙道局部位置暴露，在煙道內壁發生低溫腐蝕。

    4.較大型垃圾焚燒鍋爐為適應應力釋放，啟、停爐均有嚴格的工藝要求，要求按升溫和停爐曲線操作。MARTIN型垃圾焚燒鍋爐啟動時按50h℃/h升溫，在300℃區段保溫6h，之后爐膛開始投入垃圾并按100℃/h升至額定溫度，停爐亦有相應操作要求。在起、停爐時段按工藝要求需投人輔助燃油，避免垃圾燃燒煙氣在低溫時段對金屬受熱面產生低溫腐蝕。