锅炉尾部烟道受热面金属腐蚀原因分析及防腐

王淼

摘 要： 本文通过对锅炉燃烧后形成的尾部烟气成分分析，结合尾部烟道受热面金属腐蚀和预防腐蚀方法的相关理论。对烟气腐蚀金属形成的过程与可以采取的防腐方法展开了探究，认为这对于以后的锅炉生产、技术改造等方面具有重要的改善作用。

关键词： 锅炉尾部；受热面金属；腐蚀；防腐措施

引文：

锅炉燃烧的使用，虽然对于社会工业具有促进的作用，但是也随之产生出来了一些新的问题。经过调查，发现很多人已经开始使用天然气作为锅炉燃烧的主要能源，这样做尽管大大的降低了锅炉燃烧对于环境造成的严重污染影响。但是锅炉尾部的烟道与受热面金属之间却产生严重的腐蚀现象。在每一年的锅炉停止燃烧后，使用单位都会对锅炉相关设备进行清理，通常在清理之后都会产生上百公斤的金属铁锈垃圾。情况严重的时候，甚至可能清理出好几辆车都装不下的铁锈。经过实际调查，这种现象非常的普遍，一般没有经过防腐措施的锅炉上，铁锈产生的状况极其严重。受到腐蚀的金属不仅会产生大量的腐蚀物，而且还会影响锅炉设备使用的寿命。

一、腐蚀原因分析

（一）燃料原因

通常现在锅炉燃烧的燃料都是使用具有环保性能的天然气，天然气是一种多元素组成的混合型气体。它里面含有大量的甲烷，和少许乙烷等元素，由于甲烷的密度相较于空气来说要更加轻一些。因此在正常的大气压强下，天然气的质量大约是：0.7～0.75千克每立方米，在锅炉内燃烧后，产生的主要成分有水与二氧化碳，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，其他的则都以二氧化碳为主要气体。在产生的二氧化碳中包含一些酸性气体，它能够溶解在水中，然后让水具有一定酸性效果。

（二）锅炉尾部烟气原因

在锅炉尾部产生的烟气受到多次的冷却效果后，烟气的温度会渐渐低于水蒸气的凝结点。特别是在烟气的温度达到八十度的时候，烟气凝结的速度会加快。进而让锅炉尾部设备产生燃烧后，气体凝结成水，这个时候天然气燃烧产生的酸性气体在水中溶解的速度会极大的提升，导致冷凝水具有很强的酸性效果。在酸性水长期与受热面的金属接触的过程中，酸性水的腐蚀金属速度是非常严重的[1]。

（三）燃烧工况原因

燃烧工况对于锅炉尾部烟气具有重要影响，火焰温度的变化是产生烟气的重要因素。如果火焰燃烧温度较高，那么产生的烟气酸性浓度就越大，生成的气体也越多。在锅炉燃烧的过程中，其内部的空气含量会不断减少，有些地方可能会产生缺氧，使得燃烧不完全。而另外一些地方可能空气含量过多，产生大量SO3，所以，必须让锅炉内部合理进行燃烧，温度平均。

二、防腐措施

（一）增加锅炉尾部受热面设备的抗腐功能

现在一些使用锅炉燃烧的单位，其锅炉受热面材料的抗腐蚀能力较差。一般普通的钢化材料是无法完全抵抗酸性水侵蚀的，因此，应该选用不锈钢材质或者抗腐蚀性能相对较好的ND钢材料。虽然这种这种材料并不能完全不受腐蚀，但是它对于酸性水的抗腐蚀能力比一般的材料好一些，最后产生的铁锈量会减少许多。普通金属材料的受热面，在遭受锅炉尾部烟气腐蚀后，产生数量庞大的废渣铁锈。对于如何解决和处理这些铁锈，还是一个重大的难题，每年有大量的锅炉正在被使用，如果在锅炉燃烧的过程中，因为受热面腐蚀严重而发生安全事故，那么不管是在资金还是人身伤害上都會留下严重的影响。因此，锅炉的烟道设备等密封性必须良好，选择不容易吸水的保温材料对锅炉受热面进行保温处理。进一步的减少凝结水与金属接触的机会，降低锅炉受热面被腐蚀的程度[2]。

（二）改变尾部烟道设备

一些正在使用的锅炉，可以加强其烟道排烟的温度。在排烟管道中，可以增加一些设备构建将锅炉燃烧烟气的温度得到降低，在避免温度达到八十度左右的时候，就可以有效防止锅炉燃烧后酸性气体溶解在水中的速度。从而使得冷凝后的水不具有高强度的腐蚀性，对于锅炉受热面的侵蚀就会大大降低。为了节约能源和合理利用二次资源，可以在排烟管道上加设增温装置。例如，在锅炉尾部烟道上增加一个排烟口，使得锅炉燃料燃烧后产生的烟气分为两个管道排出。一个接通锅炉受热面为主流管道，另一个则进入其他燃烧设备作为次通管道，并且在次通管道中加入增温设备。这样可以利用烟气高温导热的作用让其他需要热能源的工业设备运行，减少锅炉受热面酸性水冷凝的水量，从而减少腐蚀情况。

（三）使用气相保护药剂

选择的气相保护药剂必须是低浓度下能够防止或者减缓金属在环境中腐蚀的材料。在锅炉的烟气出口处使用导入的方式，将气相保护药剂随着烟气一起进入锅炉内部。可以在锅炉的烟气流动的管道内，利用风扇装置将气相保护药剂散入排烟管道中，因为其具有很好的水溶解性，能够跟随水蒸气冷凝进入水中，进而减少冷凝水含有的酸性程度。在产生的冷凝水酸性下降后，锅炉受热面金属遭受腐蚀的效果会得到降低。这个方法让冷凝水腐蚀金属的速度减缓下来，延长了锅炉使用的寿命，最后被腐蚀的金属铁锈量也会随之降低。这项技术是现代社会中一项重要的防腐方法，它被广泛的运用在化工、冶金等设备上。根据调查，使用缓蚀保护技术，能够有效的防止金属设备遭受严重的腐蚀情况[3]。

（四）锅炉燃烧技术管理完善

锅炉燃烧技术的不恰当，会造成锅炉燃烧温度的偏差。工作人员放入燃料的时间、方式等都有可能导致锅炉燃烧内部温度不合理，因此，高效、安全、合理的锅炉燃烧技术是降低金属腐蚀的方法之一。管理人员要掌握锅炉燃烧的所有情况，比如，炉内温度有所下降、空气分布不均匀等。然后通过人为手段解决燃烧时候产生的问题，减少燃烧烟气中酸性物质溶解的速度。

结语

综上所述，解决锅炉尾部烟道腐蚀受热面金属的问题，首先需要从解决烟气冷凝水中含有酸性物质的问题出发。从锅炉受热面金属材料、排烟管道设备、锅炉燃烧技术管理等多方面降低酸性物质融入水中的速度，这是防止金属受腐蚀的一些必要措施。以上所涉及的防腐措施并不代表全部，科技在不断的进步，相信以后会出现更好的方法解决烟气腐蚀的问题。

参考文献

[1]毛丽燕，张荣华.燃气锅炉尾部烟道受热面金属腐蚀原因分析及防腐探讨[J].中国特种设备安全，2016，32（09）：59-60+67.

[2]曹艳华，赵铁彪，李斌.玻璃窑余热锅炉尾部受热面的腐蚀分析与防腐措施[J].山东工业技术，2014，（20）：21.

[3]沈献平，王杰，万有胜.600MW机组锅炉尾部烟道及设备防腐措施分析[J].华电技术，2012，34（01）：61-63+66+79.endprint