垃圾焚烧炉过热器腐蚀原因及解决措施

摘要∶垃圾焚烧发电是实现城市垃圾无害化、减量化和资源化
处理的一种有效方法，目前正得到大力的推广。焚烧发电具有工艺
简单，运行可靠，垃圾处理速度快，处理量大。但是由于垃圾成份
相当复杂，用于焚烧垃圾的焚烧炉存在非常严重的磨损、腐蚀现象，
在腐蚀现象中以高温过热器管的腐蚀问题最为严重。本文主要就这
个问题展开讨论并提出预防措施。 关键词∶ 垃圾焚烧炉; 高温过热器管腐蚀; 措施一、垃圾焚烧发电工艺原理 垃圾焚烧发电是将垃圾放在焚烧炉
中进行燃烧，释放出热能，余热回收加热给水变成蒸汽，蒸汽在汽
轮机中推动汽轮发电机旋转做功，将蒸汽的热能转化为电能，释放
热能后的烟气经净化系统处理后排放，从而将垃圾由"废物"变为可利用的"资源"。随着各种炉型技术的实践应用广泛开展，炉排式
垃圾焚烧炉以适应性强，处理比较彻底的优势正成为目前国内垃圾
焚烧的主流工艺。随着技术的不断的提高和发展，我国焚烧炉的垃
圾处理容量也不断的提高，从初期的150t/d提高到现在的750t/d，
规模日趋增大。
二、垃圾焚烧发电的特点 一般来说，垃圾经焚烧处理后残余的
固体废物约占20%（炉渣约占15%，飞灰约占 5%），考虑炉渣的综合
利用因素，减量化效果更为显著。这相比于垃圾填埋处理要永久性
占用土地来说节约了大量的土地资源。垃圾中的可燃物在焚烧中基
本上变为了可利用的热能。根据城市发展程度及地理位置、生活习
惯不同，垃圾的热值有所不同，一般用于焚烧的垃圾要求低位热值
大于4180KJ/Kg，垃圾发电量一般在 250kwh/t 以上（随热值的提高
而增加）。另外，由于垃圾焚烧后的尾气经过了严格的净化处理，因
此对环境的污染被控制到了最低。因此，垃圾焚烧处理的特点是处
理量大、减量效果好、无害化彻底，且有热能回收作用，是真正实
现垃圾处理的"无害化、资源化、减量化"的技术手段。因此，对
生活垃圾实行焚烧处理是无害化、减量化和资源化的有效处理方式，
世界各国普遍采用这种垃圾处理技术，是目前解决城市垃圾围城问
题最为有效的手段。三、垃圾焚烧存在的问题 由于垃圾焚烧处理具有"无害化、资
源化、减量化"的特点，因此近十年来在国内得到快速的发展，但
是由于我国目前各垃圾焚烧厂所焚烧的垃圾均是未进行过分类的垃
圾，其组成成份相当复杂，既有可燃的塑料、木材、纸屑等，也有
不可燃砖头、瓦砾、金属等。经过焚烧处理后，生成的烟气中含有
HCI、NOx、SO2 等酸性气体，烟气中所含的灰分性质也比较粘，很容
易粘附在受热面管子表面，降低换热效果，造成烟气温度偏高。这
些酸性气体不仅对大气造成很大的污染，而且成为垃圾焚烧炉中致
使高温腐蚀出现的主要因素。在焚烧炉烟气中含有浓度较高的 HCl，
对铁及铁化合物等均有腐蚀作用。已有多篇文献指出气体对
焚烧炉的焚烧设备本体有着很强的腐蚀作用。 生活垃圾焚烧锅炉与
传统的燃煤、燃油锅炉相比较，其金属受热面因腐蚀导致事故频率
要高很多，占其汽水系统事故频率第一位。
出于发电效益要求，目前垃圾焚烧锅炉工质已从低参数饱和蒸
汽向中温中压过热蒸汽参数过渡，这更加剧了高温腐蚀的发生。
因此，垃圾锅炉既要满足发电工质参数要求，又要避免工质过
热段金属受热面超温，产生高温腐蚀现象，认真探讨垃圾锅炉腐蚀
成因并研究其防范对策，对垃圾焚烧锅炉和整个电厂的安全运行，
具有重要意义。
四、HCI 高温腐蚀现象分析及危害 1、HCI 高温腐蚀过程气相腐
蚀反应可以是由不同的含氯物质引起的，最普遍的是 HCI 和C12，前
者是烟气中的主要含氯物质，气相的 HCI 或CI 离子的存在会增大过
热器金属的腐蚀率，在氧化环境中这种现象常被称为活性氧化。普
遍认为氯化物会引起正常情况下起保护作用的表面氧化物的损坏。
关于HCI、Cl2 腐蚀的简要过程过程及机理如下∶（1）、
2Fe+3Cl2=2FeCl3 或 2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2;（2）、
4FeCl3+302=2Fe2O3+6Cl2（3）、Fe203+6HCl=2FeCl3+3H2O 由于 Fe与
Cl2 反应生成的中间产物 FeCl2 在高温下为气态，而 FeCl3 的熔点比
较低，且易挥发，因此不断随烟气被带走，裸露出来的Fe与不断补
充过来的 HCI、Cl2 的反应一直持续进行，而且反应速率随着反应温
度的升高而加快。
2、HCI高温腐蚀的危害 HCI 高温腐蚀的危害之一就是严重地阻
碍了垃圾电站发电效率的提高。HCI 对金属的高温腐蚀主要发生在两
个区域∶（a）300 一480℃区域（b）550 一700℃区域 过热器传热管金属表面温度为内部
蒸汽温度+5 一20℃左右，所以为了要防止腐蚀，蒸汽温度区域上限
为 400℃左右，致使发电效率只有 20%左右。HCI气体对焚烧炉的焚
烧设备本体及传热面都有着很强的腐蚀作用，根据经验表明，未采
取有效保护措施的过热器金属的腐蚀速率达到1mm/y 以上，严重的
威胁到过热器管的安全运行，是导致过热器爆管停炉的主要原因。