过热器又爆管了……

近年来，我国垃圾焚烧发电厂愈来愈多，随之而来的是各种腐蚀问题的加重和凸显，其中为突出就是过热器的高温腐蚀和爆管，频频发生。之前也有很多研究过热器腐蚀的各种机理及预防，但鲜有谈明白的和谈到切实可行的防护手段。

同生物质锅炉类似，垃圾发电锅炉的腐蚀主要来自于氯离子、氢离子等的持续吞噬，这也是为什么煤电锅炉和煤气锅炉过热器腐蚀远远不及生物质锅炉和垃圾发电锅炉的原因，就是因为煤和煤气中氯元素的含量相对低得多，而生物质燃料中含氯较大，垃圾燃料更甚（垃圾中塑料、橡胶和厨余废物中都含有大量氯元素）。

高温腐蚀是选择垃圾发电余热锅炉主蒸汽温度时主要考虑的问题。由于垃圾焚烧余热锅炉中的高温腐蚀主要由HCL引起，且发生部位主要在管壁温度高的过热器段，根据高温氯腐蚀曲线，当温度超过500℃后，因氯化铁或碱铁硫酸盐的分解而引起的过热器管壁高温腐蚀加剧。到了650℃左右，腐蚀速度达到最大值，因此要严格控制过热器入口烟温在650℃以下。那么，如果对主蒸汽温度要求较高，就会导致过热器温压降低，过热器面积增加，同时为了提高材料的抗腐蚀性能，需要选用耐热耐腐蚀的优质合金钢材料(12Cr1MoVG等)，甚至在部分过热器采用镍基管或合金钢镍基堆焊技术来延长管壁的使用寿命，这些设计提高了设备投资成本，并且还不能有效解决过热器腐蚀和爆管的问题。

有人提出，垃圾焚烧过程中硫的存在可以减轻高温氯腐蚀，气态的SO2、SO3与碱金属氯化物发生反应，生成薄而致密的碱金属硫酸盐覆盖在金属表面，阻碍了HCl和Cl^-的扩散。因此，可选择在垃圾中添加含硫化合物如硫酸铵，或其他能捕捉金属氯化物的化合物，以减少管壁表面的氯离子浓度。其实这是一种误导，并且这样只会加重过热器的腐蚀，因为这种碱金属硫酸盐的结焦会使过热器吸热不畅从而壁温提高，导致腐蚀加速和爆管。从另一个角度来说，这种表面结晶物只能瞬间阻止氯离子的穿透，很快就会被破坏。

志盛威华固废事业部研究表明，氯元素对过热器的高温腐蚀机理有两个方向，一个是气相活化氧化腐蚀机理，另一个是固态熔融盐高温腐蚀，反应机理如下：

在气相腐蚀中，有一点非常重要，但往往容易被大家忽视，也就是生成的腐蚀产物FeCl₂和FeCl₃的熔点和沸点较低，容易液化或汽化，然后被烟气带走，随着FeCl₂和FeCl₃浓度降低后更加速了反应的进行。裸露的Fe与不断补充过来的HCl、Cl2的反应可持续进行，久而久之过热器壁厚不断减薄、抗压强度不足便容易产生过热器爆管。尤其是FeCl₃，熔点是306℃，沸点只有316℃，而FeCl₂的熔点至少还有672℃, 沸点1030℃。所以，控制FeCl₂尽可能少的被氧化为FeCl₃也是延缓腐蚀进行的方法之一。

另外，垃圾分类对垃圾进行减量化处理，提高了垃圾热值，使得入炉垃圾成分均匀，降低氯元素在入炉垃圾中的含量，可以减轻高温氯腐蚀，同时减少二噁英的排放。

至于有效的防护手段，与过热器管的选材和堆焊相比，志盛威华研发的对氯离子腐蚀具有很强针对性的ZS-811高温防腐涂料与ZS-822复合陶瓷高温防腐涂料更切实可行，该复合涂层在高温下会发生再次融合反应，与基体粘合力再次增强，涂料中的稀有超微粉体，帮助过热器表面形成一个致密牢固且坚韧的涂层，使其综合热力学性质与基体物理性相匹配，既不影响受热面的吸热又能很好的保护基体不被氯离子接触和吞噬。