川贵两广两湖地区高硫煤对水冷壁的高温硫酸盐腐蚀与防护方案

近期川贵客户咨询锅炉水冷壁问题的比较多，笔者查阅相关资料后，针对高硫煤对水冷壁辐射进行总结汇总。

一、高硫煤的分布

我国的高硫煤(S>3%)和中高硫煤(S为2%~3%)主要就集中在两广、两湖、四川、贵州等省(区)。贵州大部分为高硫煤，较为典型的六枝矿区炼焦煤的平均硫分为2%~6%；四川几乎有3/4左右的高硫煤，南桐、天府等煤田的平均硫分多在4%左右。广西、重庆、浙江等省市商品煤的平均硫分都很高，一般达3.5%~4.0%。含硫量高，导致川贵两广两湖地区锅炉内结焦挂焦情况频发，锅炉热效率提不起来。

二、硫酸盐型高温腐蚀形成原因分析

炉内高温下，煤中的NaCl中的Na+易挥发，除一部分被熔融的硅酸盐捕捉外，有一部分与烟气中的SO3发生反应，形成Na2SO4；另一部分是易于挥发性的硅酸盐，与挥发出的钠发生置换反应，而释放出来的钾，与SO3化合，生成K2SO4。

碱金属硫酸盐(Na2SO4、K2SO4)有粘性，且熔点低。

当碱金属硫酸盐沉积到受热面的管壁后会再吸收SO3，并与Fe2O3、Al2O3作用生成焦硫酸盐(Na•K)2S2O7。

这样一来，受热面上熔融的硫酸盐(M2SO4)吸收SO3并在Fe2O3、Al2O3作用下，生成复合硫酸盐(Na•K)(Fe•Al)SO4，随着复合硫酸盐的沉积，其熔点降低，表面温度升高。

当表面温度升高到熔点，管壁表面的Fe2O3氧化保护膜被复合硫酸盐破坏，使管壁继续腐蚀。另外，附着层中的焦硫酸盐(Na•K)2S2O7。由于熔点低，更容易与Fe2O3发生反应，生成(Na•K)3Fe(SO4)3，即形成反应速度更快的熔盐型腐蚀。

通过形成原因分析，水冷壁挂焦结焦以及垢下腐蚀严重，导致水冷壁问题频发。

三、水冷壁防护方案

硫酸盐型腐蚀的主要部位在高温受热面，温度高，变化大，容易结焦挂焦。

在水冷壁（炉管）上涂刷耐高温远红外辐射涂料可有效地控制炉管的高温腐蚀、减少结焦，还可以平衡炉温提升锅炉效率，起到节能作用。

ZS-1061耐高温远红外涂料在300-1800℃温度区间具有稳定的＞0.93的远红外吸收辐射率，众所周知在600℃高温环境主要的换热方式并不是热传导、热对流，而是热辐射，因此耐高温远红外辐射涂料具有的高辐射吸收发射率是相当有助于锅炉换热的，在众多使用案例中，根据客户的反馈节能率在1.5%-10%，效率越低的锅炉节能效果越好。