摘要简介

在全球聚焦气候变化、我国全力推进“双碳”目标的大环境下，垃圾焚烧发电作为处理城市生活垃圾并实现能源回收的重要途径，其重要性日益凸显。然而，垃圾成分的高度复杂性使得焚烧发电锅炉面临严峻的高温腐蚀问题，不仅缩短了锅炉的使用寿命，增加了发电厂的运营成本，还对“双碳”目标的顺利达成形成阻碍。

本文深入剖析了垃圾焚烧发电锅炉的高温腐蚀现象，探究了“双碳”背景下出现的新挑战，并针对性地提出了一系列优化措施，涵盖工艺优化与材料改进等多个方面，旨在为提升发电锅炉的使用寿命、降低发电厂成本提供理论支撑与实践指导，推动垃圾焚烧发电行业在“双碳”征程中稳健发展 。

主要内容

一、焚烧发电锅炉中高温腐蚀现象

（一）高温气相腐蚀

生活垃圾含氯多，焚烧时以HCl形式释放。常见垃圾焚烧发电锅炉工作温度在400 - 800℃，少量HCl即可引发严重气相腐蚀。其遵循“活化氧化”机制，HCl与O₂反应生成Cl₂，Cl₂与金属生成不稳定且易挥发的金属氯化物。金属氯化物挥发后在高氧区被氧化，释放Cl₂又回金属表面继续腐蚀，导致金属损失，引发水冷壁减薄、管路爆炸等事故，增加维护成本。

（二）高温熔盐腐蚀

城市生活垃圾成分复杂，含多种有害元素。燃烧气体中挥发性氯化物在管道表面冷凝，与SO₂或SO₃反应生成碱金属硫酸盐，垃圾中的金属元素也生成金属氯化物和硫酸盐，形成低熔点共晶混合物，在高温下加速腐蚀。腐蚀机制包括金属氯化物硫酸盐化，以及碱金属氯化物破坏金属保护性氧化膜引发气相腐蚀，致使器件失效，影响锅炉工作。

二、焚烧发电锅炉中的腐蚀问题及优化措施

（一）“双碳”背景下发电锅炉中的腐蚀问题

“双碳”目标推动垃圾焚烧发电发展，但垃圾分类使入厂垃圾含氯量增加，加剧高温腐蚀，锅炉故障率上升。垃圾焚烧含化石基垃圾，排放CO₂并产生二噁英等有毒有机物，处理成本高。提高焚烧温度虽可减少有毒气体排放、提升发电效率，却会加速金属腐蚀。

（二）提升发电锅炉腐蚀性能的优化措施

随着垃圾焚烧发电技术的广泛应用和不断推广，为了确保设备的正常运行、降低生产成本并提高发电效率，高温腐蚀防护措施也在不断地创新与发展。目前，主要的防护措施可以分为一级措施和二级措施。

一级措施主要侧重于优化焚烧发电锅炉的工艺条件，尽可能减少腐蚀因素带来的不利影响。许多焚烧发电厂开始采用混合燃烧的方式，通过添加富含硫和铝硅酸盐的燃料，或者将富含硫元素的煤与生活垃圾进行混烧。这种方式不仅能够提高燃料的热值，提升发电效率，还能够有效地缓解发电锅炉的腐蚀问题。

同时，添加Ca(OH)₂、CaO、CaCO₃等抑制氯腐蚀的添加剂也是一种常见的做法。此外，通过优化焚烧发电锅炉的燃烧条件，合理布置一次风和二次风喷嘴，确保过量空气系数处于合适的范围，使燃烧产生的烟气分布均匀，稳定炉膛口的温度和烟气速度，能够有效地防止严重的局部腐蚀现象的发生。

二级措施则主要从材料选择的角度出发。一方面，积极开发新型的高性能防腐蚀材料。例如，镍铁基高铬合金、高铬钼镍基合金和高硅铬镍基合金等已被应用于焚烧锅炉加热管。这些合金材料在400 - 600℃甚至800℃左右的高温环境下，都能够表现出良好的高温强度和耐腐蚀性能。

另一方面，采用高速氧燃料（HVOF）热喷涂、激光熔覆、堆焊等辅助措施来改善现有材料的性能。不同的涂层系统适用于不同参数的垃圾焚烧发电锅炉，需要根据实际情况进行合理选择，以提升锅炉的腐蚀性能。

原文链接：

https://www.stpaper.cn/microapp/explore/resources/article/0d59e1af856fdba040d082d2a99e6d85