鍋爐尾部煙道受熱面金屬腐蝕原因分析及防腐

王淼

摘 要： 本文通過對鍋爐燃燒后形成的尾部煙氣成分分析，結合尾部煙道受熱面金屬腐蝕和預防腐蝕方法的相關理論。對煙氣腐蝕金屬形成的過程與可以采取的防腐方法展開了探究，認為這對于以后的鍋爐生產、技術改造等方面具有重要的改善作用。

關鍵詞： 鍋爐尾部；受熱面金屬；腐蝕；防腐措施

引文：

鍋爐燃燒的使用，雖然對于社會工業具有促進的作用，但是也隨之產生出來了一些新的問題。經過調查，發現很多人已經開始使用天然氣作為鍋爐燃燒的主要能源，這樣做盡管大大的降低了鍋爐燃燒對于環境造成的嚴重污染影響。但是鍋爐尾部的煙道與受熱面金屬之間卻產生嚴重的腐蝕現象。在每一年的鍋爐停止燃燒后，使用單位都會對鍋爐相關設備進行清理，通常在清理之后都會產生上百公斤的金屬鐵銹垃圾。情況嚴重的時候，甚至可能清理出好幾輛車都裝不下的鐵銹。經過實際調查，這種現象非常的普遍，一般沒有經過防腐措施的鍋爐上，鐵銹產生的狀況極其嚴重。受到腐蝕的金屬不僅會產生大量的腐蝕物，而且還會影響鍋爐設備使用的壽命。

一、腐蝕原因分析

（一）燃料原因

通常現在鍋爐燃燒的燃料都是使用具有環保性能的天然氣，天然氣是一種多元素組成的混合型氣體。它里面含有大量的甲烷，和少許乙烷等元素，由于甲烷的密度相較于空氣來說要更加輕一些。因此在正常的大氣壓強下，天然氣的質量大約是：0.7～0.75千克每立方米，在鍋爐內燃燒后，產生的主要成分有水與二氧化碳，很少比例的氧化物等元素。其中水的比例可以占到一半左右，其他的則都以二氧化碳為主要氣體。在產生的二氧化碳中包含一些酸性氣體，它能夠溶解在水中，然后讓水具有一定酸性效果。

（二）鍋爐尾部煙氣原因

在鍋爐尾部產生的煙氣受到多次的冷卻效果后，煙氣的溫度會漸漸低于水蒸氣的凝結點。特別是在煙氣的溫度達到八十度的時候，煙氣凝結的速度會加快。進而讓鍋爐尾部設備產生燃燒后，氣體凝結成水，這個時候天然氣燃燒產生的酸性氣體在水中溶解的速度會極大的提升，導致冷凝水具有很強的酸性效果。在酸性水長期與受熱面的金屬接觸的過程中，酸性水的腐蝕金屬速度是非常嚴重的[1]。

（三）燃燒工況原因

燃燒工況對于鍋爐尾部煙氣具有重要影響，火焰溫度的變化是產生煙氣的重要因素。如果火焰燃燒溫度較高，那么產生的煙氣酸性濃度就越大，生成的氣體也越多。在鍋爐燃燒的過程中，其內部的空氣含量會不斷減少，有些地方可能會產生缺氧，使得燃燒不完全。而另外一些地方可能空氣含量過多，產生大量SO3，所以，必須讓鍋爐內部合理進行燃燒，溫度平均。

二、防腐措施

（一）增加鍋爐尾部受熱面設備的抗腐功能

現在一些使用鍋爐燃燒的單位，其鍋爐受熱面材料的抗腐蝕能力較差。一般普通的鋼化材料是無法完全抵抗酸性水侵蝕的，因此，應該選用不銹鋼材質或者抗腐蝕性能相對較好的ND鋼材料。雖然這種這種材料并不能完全不受腐蝕，但是它對于酸性水的抗腐蝕能力比一般的材料好一些，最后產生的鐵銹量會減少許多。普通金屬材料的受熱面，在遭受鍋爐尾部煙氣腐蝕后，產生數量龐大的廢渣鐵銹。對于如何解決和處理這些鐵銹，還是一個重大的難題，每年有大量的鍋爐正在被使用，如果在鍋爐燃燒的過程中，因為受熱面腐蝕嚴重而發生安全事故，那么不管是在資金還是人身傷害上都會留下嚴重的影響。因此，鍋爐的煙道設備等密封性必須良好，選擇不容易吸水的保溫材料對鍋爐受熱面進行保溫處理。進一步的減少凝結水與金屬接觸的機會，降低鍋爐受熱面被腐蝕的程度[2]。

（二）改變尾部煙道設備

一些正在使用的鍋爐，可以加強其煙道排煙的溫度。在排煙管道中，可以增加一些設備構建將鍋爐燃燒煙氣的溫度得到降低，在避免溫度達到八十度左右的時候，就可以有效防止鍋爐燃燒后酸性氣體溶解在水中的速度。從而使得冷凝后的水不具有高強度的腐蝕性，對于鍋爐受熱面的侵蝕就會大大降低。為了節約能源和合理利用二次資源，可以在排煙管道上加設增溫裝置。例如，在鍋爐尾部煙道上增加一個排煙口，使得鍋爐燃料燃燒后產生的煙氣分為兩個管道排出。一個接通鍋爐受熱面為主流管道，另一個則進入其他燃燒設備作為次通管道，并且在次通管道中加入增溫設備。這樣可以利用煙氣高溫導熱的作用讓其他需要熱能源的工業設備運行，減少鍋爐受熱面酸性水冷凝的水量，從而減少腐蝕情況。

（三）使用氣相保護藥劑

選擇的氣相保護藥劑必須是低濃度下能夠防止或者減緩金屬在環境中腐蝕的材料。在鍋爐的煙氣出口處使用導入的方式，將氣相保護藥劑隨著煙氣一起進入鍋爐內部。可以在鍋爐的煙氣流動的管道內，利用風扇裝置將氣相保護藥劑散入排煙管道中，因為其具有很好的水溶解性，能夠跟隨水蒸氣冷凝進入水中，進而減少冷凝水含有的酸性程度。在產生的冷凝水酸性下降后，鍋爐受熱面金屬遭受腐蝕的效果會得到降低。這個方法讓冷凝水腐蝕金屬的速度減緩下來，延長了鍋爐使用的壽命，最后被腐蝕的金屬鐵銹量也會隨之降低。這項技術是現代社會中一項重要的防腐方法，它被廣泛的運用在化工、冶金等設備上。根據調查，使用緩蝕保護技術，能夠有效的防止金屬設備遭受嚴重的腐蝕情況[3]。

（四）鍋爐燃燒技術管理完善

鍋爐燃燒技術的不恰當，會造成鍋爐燃燒溫度的偏差。工作人員放入燃料的時間、方式等都有可能導致鍋爐燃燒內部溫度不合理，因此，高效、安全、合理的鍋爐燃燒技術是降低金屬腐蝕的方法之一。管理人員要掌握鍋爐燃燒的所有情況，比如，爐內溫度有所下降、空氣分布不均勻等。然后通過人為手段解決燃燒時候產生的問題，減少燃燒煙氣中酸性物質溶解的速度。

結語

綜上所述，解決鍋爐尾部煙道腐蝕受熱面金屬的問題，首先需要從解決煙氣冷凝水中含有酸性物質的問題出發。從鍋爐受熱面金屬材料、排煙管道設備、鍋爐燃燒技術管理等多方面降低酸性物質融入水中的速度，這是防止金屬受腐蝕的一些必要措施。以上所涉及的防腐措施并不代表全部，科技在不斷的進步，相信以后會出現更好的方法解決煙氣腐蝕的問題。

參考文獻

[1]毛麗燕，張榮華.燃氣鍋爐尾部煙道受熱面金屬腐蝕原因分析及防腐探討[J].中國特種設備安全，2016，32（09）：59-60+67.

[2]曹艷華，趙鐵彪，李斌.玻璃窯余熱鍋爐尾部受熱面的腐蝕分析與防腐措施[J].山東工業技術，2014，（20）：21.

[3]沈獻平，王杰，萬有勝.600MW機組鍋爐尾部煙道及設備防腐措施分析[J].華電技術，2012，34（01）：61-63+66+79.endprint