高溫下氯離子腐蝕對鍋爐的影響

我國第一個垃圾焚燒發電站深圳市環衛綜合處理廠引進了日本兩臺馬丁爐排型焚燒爐，其中1號鍋爐投運僅100天，就發現過熱器管壁減薄開裂，大面積失效，不得不全部割除。后經研究分析發現，爆管的主要原因是由于沉積的硫酸鹽和氯離子化物的高溫復合腐蝕作用導致過熱器的過早損壞。2003 年溫州偉明臨江垃圾發電廠投產運行，2 年后過熱器高溫段開始大量爆管泄露，致使電廠無法運轉。分析原因主要是腐蝕和磨損所致，在檢測時發現在腐蝕微區存有較多的氯離子元素，因此斷定氯離子是引起腐蝕的主要原因。此外，在管壁金屬表面還附著有大量來源于垃圾中的Na、K 等堿性金屬化合物，這也是加劇金屬腐蝕的一個重要原因。

圖（1）已被氯離子腐蝕的面目全非的鍋爐爐膛內部

奧地利Lenzing 建造的110MW CFB 鍋爐，在運行大約3000h 后，在外部流化床熱交換器中的末級過熱器發現大面積的氯離子腐蝕，許多管子不得不進行徹底更換。最嚴重的損壞發生在過熱器管束上部，此處非常接近床的表面，由于循環床料中未燃盡碳粒子和氯離子化物在空氣流化作用下，發生了燃燒，生成的氣態化合物，在過熱器管子附近形成腐蝕性氣氛所造成。

丹麥在2005 年建成一臺250MW 超臨界蒸汽鍋爐(2.9×107 Pa 和580℃)用于燃燒生物燃料，在運行18個月后，由于氯離子元素引起的高溫腐蝕，位于對流煙道的末級過熱器也不得不更換。為確定失效的原因，該廠進行了大量的實驗，最終煙氣中高濃度的KCl 被認為是高溫腐蝕的主要原因。為了避免HCl高溫腐蝕，延長鍋爐服役壽命，有些電廠只能降低溫度參數以降低受熱面璧溫，這樣不僅降低了發電效率，而且在低溫狀態下容易產生大量的二惡英，這將給環境帶來惡劣影響。

圖（2）被氯離子腐蝕后的金屬材料微觀結構

綜上所述，高溫條件下氯離子的腐蝕帶來的鍋爐安全隱患問題越來越嚴峻，嚴重影響了垃圾焚燒鍋爐的安全運行，從而影響了垃圾資源化、減量化和無害化焚燒處理技術的廣泛應用和快速發展。