簡(jiǎn)析余熱鍋爐的低溫腐蝕及其防護(hù)策略

李玉琪

摘 要：余熱鍋爐有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的二次回收利用，工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝流程中合理設(shè)置余熱鍋爐，可以實(shí)現(xiàn)余熱的有效回收，并提高設(shè)備的整體熱效率，減少對(duì)一次能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約。余熱鍋爐在一些高耗能產(chǎn)業(yè)中具有較好的適用性，具有非常好的發(fā)展前景。但在余熱鍋爐具體應(yīng)用過程中，容易發(fā)生結(jié)露和腐蝕的現(xiàn)象，這對(duì)余熱鍋爐的使用性能帶來較大的影響，基于此，本文簡(jiǎn)述了余熱鍋爐的主要特征及其主要類型，對(duì)余熱鍋爐的低溫腐蝕機(jī)理及其防護(hù)策略進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；特征；類型；低溫；腐蝕機(jī)理；防護(hù)策略

余熱鍋爐應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了各類余熱源的回收利用，而且在一定程度上提高了一次能源的利用率，對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能不減排和能源的保護(hù)具有非常重要的推動(dòng)作用。因些必須加強(qiáng)對(duì)余熱鍋爐的低溫腐蝕機(jī)理及其防護(hù)策略進(jìn)行分析。

1 余熱鍋爐的主要特征

余熱鍋爐相較于常規(guī)鍋爐沒有相應(yīng)燃燒裝置，而且對(duì)載熱介質(zhì)和來源沒有統(tǒng)一要求，其在材料和受熱面布置方面與工業(yè)鍋爐存在較大的差別。余熱鍋爐多設(shè)置在工業(yè)生產(chǎn)工藝過程的各個(gè)部位，工作環(huán)境較為復(fù)雜，這也對(duì)余熱鍋爐的安全性和穩(wěn)定性提出了較高的要求。工業(yè)廢氣具有高溫和高壓的特點(diǎn)，部分工業(yè)廢氣還具有易爆性和腐蝕性，這就對(duì)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)和材料具有特殊的要求。在余熱鍋爐入口處經(jīng)常會(huì)受到較強(qiáng)的冷熱沖擊，這也決定了余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具有自身的獨(dú)特性?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)采用的余熱鍋爐基本分為兩種形式：直通式和多煙道式。

2 余熱鍋爐的主要類型

余熱鍋爐主要以工藝氣體和煙道氣體中存在的顯性熱效能、固體余熱交換后排氣顯熱和固體輻射熱等作為主要回收對(duì)象。其主要分為：第一：通過冷卻工作生產(chǎn)中產(chǎn)生的氣體，在滿足工藝要求的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了余熱回收；第二：為工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能進(jìn)行熱回收。針對(duì)余熱鍋爐應(yīng)用場(chǎng)合，可以將其分為燒結(jié)余熱鍋爐、水泥窖余熱鍋爐、合成氨余熱鍋爐等。如果從水循環(huán)方式方面可以將余熱鍋爐分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐。按受熱面形式，主要有煙管鍋爐和水管鍋爐兩種。前者管內(nèi)通煙氣，管外通水，后者與此相反。從綜合考慮，一般多采用水管鍋爐形式。當(dāng)前各工業(yè)爐窯上多采用水管式余熱鍋爐，這類鍋爐有利于回收高壓余熱氣體。

3 余熱鍋爐的低溫腐蝕機(jī)理及其防護(hù)策略分析

3.1 余熱鍋爐的腐蝕機(jī)理分析

有色冶煉生成的煙氣中二氧化硫的含量較高，在通過余熱鍋爐時(shí)會(huì)有部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，并且三氣化硫在余熱鍋爐運(yùn)行過程中的生成十分復(fù)雜。余熱煙氣中氧離子十分活躍，而且在余熱爐膛內(nèi)，在高溫輻射作用下氧氣、二氧化碳和其他金屬氧化物都會(huì)分解出離子，這就加快促進(jìn)了二氧化硫的轉(zhuǎn)化。三氧化硫的增多與溫度條件息息相關(guān)，當(dāng)溫度條件相同時(shí)，壓力越高三氧化硫也會(huì)隨之增加，但當(dāng)溫度條件在85℃以上時(shí)，則不會(huì)有三氧化硫產(chǎn)生。這即是說三氧化硫的轉(zhuǎn)化適宜在低溫條件下進(jìn)行。余熱鍋爐運(yùn)行過程中，催化器會(huì)對(duì)煙氣產(chǎn)生一定的作用，加快促進(jìn)了煙氣中二氧化硫向三氧化硫的轉(zhuǎn)化。三氧化硫與余熱鍋爐煙氣中的水蒸氣易發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸蒸汽，腐蝕鍋爐受熱面。由于煙氣中水蒸氣露點(diǎn)較低，金屬壁溫度高于水露點(diǎn)，這樣在余熱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，煙氣中的水蒸氣不會(huì)在金屬表面產(chǎn)生凝結(jié)，在低溫側(cè)面則會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象，以此來腐蝕受熱面。當(dāng)余熱鍋爐排放的煙氣中含有較多三氧化硫時(shí)，酸露點(diǎn)溫度會(huì)持續(xù)上升，這種情況下，凝結(jié)在金屬受熱面的硫酸會(huì)對(duì)金屬進(jìn)行腐蝕，而且硫酸溶液、飛灰和冷凝共同作用形成水泥狀物質(zhì)，導(dǎo)致低溫腐蝕加劇，影響余熱鍋爐性能的有效發(fā)揮。在余熱鍋爐實(shí)際運(yùn)行過程中，其腐蝕速率與鍋爐壁溫、硫酸濃度具有密切的聯(lián)系。

3.2 余熱鍋爐低溫腐蝕的防護(hù)策略分析

主要體現(xiàn)在：①提高金屬壁的溫度。余熱鍋爐低溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生與金屬壁具有直接的關(guān)系，因此在余熱鍋爐運(yùn)行過程中，可以針對(duì)具體情況，當(dāng)余熱鍋爐煙氣溫度大于酸露點(diǎn)20～30℃時(shí)，這種情況下可以通過采取有效的措施來提高金屬壁的溫度，以此來有效的避免低溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)余熱鍋爐的有效保護(hù)；②有效應(yīng)用灰分?；曳质怯酂徨仩t運(yùn)轉(zhuǎn)過程中影響低溫腐蝕的一項(xiàng)重要因素，能夠吸收冷凝的酸，具有良好的提高壁溫的作用，實(shí)際熱阻較大。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究顯示，在余熱鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，灰分具有良好的應(yīng)用價(jià)值，能夠有效的降低碳鋼的腐蝕速率；③做好余熱鍋爐的日常維護(hù)操作。比如在對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)用水位表對(duì)水位進(jìn)行觀察，對(duì)出現(xiàn)損壞的水位表及時(shí)進(jìn)行檢修和維護(hù)，對(duì)出現(xiàn)滴、漏等情況的閥門進(jìn)行及時(shí)檢修和更換，確保余熱鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。又如做好高低水位報(bào)警器、低水位連鎖裝置以及超溫報(bào)警系統(tǒng)等裝置的設(shè)置，并定期進(jìn)行報(bào)警連鎖試驗(yàn)，確保各項(xiàng)裝置的實(shí)際使用性能處于正常范圍內(nèi)，并做好設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作，以保證余熱鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，盡可能減少低溫腐蝕情況的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，余熱鍋爐目前已在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，其主要是通過利用工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢熱來進(jìn)行供暖和發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能源的二次回收利用。余熱鍋爐的應(yīng)用有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效。但在余熱鍋爐實(shí)際應(yīng)用過程中，其表易容易形成液態(tài)硫酸而導(dǎo)致腐蝕問題發(fā)生，因此需要針對(duì)余熱鍋爐低溫腐蝕機(jī)理進(jìn)行分析，從而采取相應(yīng)的防護(hù)策略，從而確保余熱鍋爐運(yùn)行性能穩(wěn)定。

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