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余熱鍋爐作為回收工業(yè)高溫余熱的主要設(shè)備，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、建材、輕工、電力以及機(jī)械等部門，并在能源節(jié)約方面取得了一定的成效，但是由于我國對余熱回收利用的認(rèn)識(shí)起步比較晚，因此在技術(shù)設(shè)備方面相對落后。在余熱鍋爐的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中主要出現(xiàn)腐蝕和積灰等問題，增加了檢修的費(fèi)用與工作量，也不能夠達(dá)到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)，因此針對余熱鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)的腐蝕與積灰問題并提出相應(yīng)的防止措施是目前的當(dāng)務(wù)之急。

1、腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理

通常余熱鍋爐腐蝕主要分為低溫腐蝕和高溫腐蝕。所謂的低溫腐蝕是指進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣中含有的二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫與水結(jié)合生成硫酸，當(dāng)余熱鍋爐受熱面低于硫酸露點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致硫酸凝結(jié)在管壁上與金屬管壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)及電反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕，形成潰瘍狀表面甚至穿孔。其中煙氣的含硫量、過剩空氣系數(shù)、受熱面的壁溫、余熱鍋爐受熱面的催化作用、煙氣溫度等是低溫腐蝕的主要影響因素。所謂的高溫腐蝕是指余熱鍋爐的受熱面壁溫高于硫酸露點(diǎn)且煙氣的溫度達(dá)到500℃時(shí)所發(fā)生的腐蝕。這種腐蝕主要出現(xiàn)在過熱器、省煤器、再熱器、輻射室的水冷壁管以及金屬固定件中，多出現(xiàn)局部的潰瘍性腐蝕。

2、積灰產(chǎn)生的機(jī)理

所謂的積灰是由于溫度低于灰的熔點(diǎn)導(dǎo)致灰的沉積，可分為高溫積灰與低溫積灰兩類。其中低溫積灰主要發(fā)生在余熱鍋爐的尾部及溫度低于酸露點(diǎn)的管壁。由于尾部低溫區(qū)面積大、煙氣中含塵量大，加上余熱鍋爐受熱面布置不平衡、吹灰設(shè)備不完善等原因?qū)е路e灰的形成；低溫積灰形成的主要是松散型積灰。高溫腐蝕主要產(chǎn)生粘附性積灰與粘結(jié)性積灰。其中粘附性積灰主要是由于高溫?zé)煔庵泻械牡腿埸c(diǎn)金屬元素在煙溫降低時(shí)產(chǎn)生凝結(jié)物，形成封閉性灰環(huán)。粘結(jié)性積灰是在高溫區(qū)向過渡溫度區(qū)轉(zhuǎn)變時(shí)，由于煙氣對管子進(jìn)行橫向沖刷，在管子正面形成熔融狀積灰導(dǎo)致煙氣管道被堵塞。

余熱鍋爐的腐蝕與積灰在余熱鍋爐的運(yùn)行中會(huì)同時(shí)進(jìn)行，互為因果關(guān)系并相互影響，在運(yùn)行的過程中會(huì)加劇損壞。因此要加強(qiáng)余熱鍋爐的腐蝕與積灰問題的治理，以確保損失較小化，提高余熱鍋爐熱量回收的效率。

3、防止腐蝕的措施

余熱鍋爐產(chǎn)生腐蝕，會(huì)導(dǎo)致余熱鍋爐換熱管變薄并逐漸被穿孔從而引起破壞，在工業(yè)化的過程中會(huì)加重成本投入和延誤工作進(jìn)程，帶來不必要的損失。因此要重視余熱鍋爐腐蝕的防止措施，在經(jīng)過對腐蝕產(chǎn)生機(jī)理的分析下，主要總結(jié)出以下防止腐蝕的措施：

（1）調(diào)整水溫、排煙溫度及速度確保較高的受熱面壁溫

由于溫度過低或過高都會(huì)產(chǎn)生低溫腐蝕和高溫腐蝕，因此要控制合理的溫度，通常要確保水溫在140℃～150℃左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)在酸濃度相同的情況下，當(dāng)煙速增大10倍時(shí)酸的較大沉積速度也會(huì)增加10倍，因此要選擇合理的煙速。而在煙氣速度相同的情況下，煙氣縱向進(jìn)入時(shí)，酸的沉積較大。錯(cuò)列管束比順列管束大，酸的沉積速度也大。因此煙氣的縱向沖刷比橫向沖刷更耐腐蝕，一般橫向沖刷受熱面腐蝕速度是縱向沖刷的兩倍左右。根據(jù)這個(gè)原理，在實(shí)踐的過程中要采用縱向沖刷。而排煙的較佳溫度以180℃較佳。這些方案都能夠確保受熱面壁溫達(dá)到露點(diǎn)溫度以上。

（2）使用防腐蝕材料

根據(jù)對余熱鍋爐腐蝕的機(jī)理進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)腐蝕的主要緣由來自于硫，通常的腐蝕主要是通過二氧化硫與三氧化硫與金屬的結(jié)合產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)及點(diǎn)反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕。目前工業(yè)上所用的大部分燃料是煤，而煤中含有大量的硫，為腐蝕的產(chǎn)生提供了基礎(chǔ)。因此，對硫的處理是防腐的根本環(huán)節(jié)。在實(shí)踐的過程中主要是通過使用防腐材料來進(jìn)行防治。在受熱面的材料選擇上盡量選擇防腐材料，例如選擇ND鋼和在受熱面上涂上保護(hù)層，如聚四乙烯、鉛、聚酯、陶瓷涂料、鎳等有機(jī)材料，都能夠很好地保護(hù)金屬層，避免硫元素與金屬產(chǎn)生直接的接觸。

4、防止積灰的措施

積灰的產(chǎn)生會(huì)加重余熱鍋爐的負(fù)擔(dān)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致回收的一部分熱量被消耗，降低熱量的回收效率。甚至使余熱鍋爐發(fā)生堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致工作運(yùn)行的停滯，耽誤工作的進(jìn)程。同時(shí)積灰的產(chǎn)生會(huì)與腐蝕相互影響加重對余熱鍋爐的受損程度，因此，在實(shí)踐中要重視積灰問題，并找出有關(guān)應(yīng)對措施。根據(jù)對積灰產(chǎn)生機(jī)理的分析，主要總結(jié)出以下應(yīng)對措施：

（1）采用激波吹灰器

原理：它是利用乙炔(煤氣、天然氣、液化氣)等常用可燃?xì)怏w和空氣，經(jīng)過各自的流量測控系統(tǒng)后，按一定比例進(jìn)行均勻混合，然后送入燃燒室中燃燒。與常規(guī)的燃燒過程和燃燒方式有所不同，燃?xì)饷}沖燃燒是利用不穩(wěn)定燃燒氣體在高湍流狀態(tài)下，產(chǎn)生壓縮波，形成動(dòng)能、聲能、熱能。這種燃燒速度較快，燃燒產(chǎn)生的氣體壓力被限制在一定的范圍之內(nèi)，在輸出管的噴口處發(fā)射沖擊波能與積灰狀況適應(yīng)。通過沖擊波的作用使受熱面上的積灰脫落，將被污染受熱面上的灰塵顆粒、松散物、粘合物及沉積物除去，達(dá)到淸灰的目的，提高余熱鍋爐的熱效率。

特點(diǎn)：

a、除灰效果好

能夠在較大空間范圍內(nèi)有效清除受熱面的積灰結(jié)焦，大幅度提高換熱效率和降低排煙溫度，運(yùn)行可靠、效果顯著。

b、配置安全可靠

兩種工質(zhì)配比，控制在較佳值,確保在較佳狀態(tài)運(yùn)行。采用高能點(diǎn)火器，性能穩(wěn)定，使用壽命長，確保點(diǎn)火可靠。

c、自動(dòng)化可靠性高

控制系統(tǒng)中傳感器設(shè)置相應(yīng)故障的聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作，各類故障分級(jí)處理，支路故障不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。應(yīng)用專業(yè)廠家生產(chǎn)的精密傳感器，在程序控制下做到定期自檢、在線多級(jí)保護(hù)、聯(lián)鎖保護(hù)、故障檢測、故障報(bào)警、故障診斷、故障處理，從而確保了系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

d、使用范圍廣

可以適用于任何爐型，包括各種煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐、燃油鍋爐、余熱爐、加熱爐、工藝爐以及垃圾焚燒爐等。可以適用鍋爐尾部任何部位，包括過熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等。

e、經(jīng)濟(jì)效益高

設(shè)備投資少，產(chǎn)生效益高，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度（除渣），運(yùn)行成本低。

（2）采用翅片管

翅片管的設(shè)計(jì)減少了外形的尺寸以及水力和煙氣的阻力，通過加翅片管進(jìn)而在尾片部位由于氣流繞流產(chǎn)生漩渦，可以使顆粒的運(yùn)行軌跡發(fā)生改變，使顆粒在繞過漩渦之后再?zèng)_擊導(dǎo)管壁上，顆粒的碰撞幾率減少且碰撞的位置發(fā)生后移，這樣能夠很好地起到防止積灰沉積的作用。通過檢測得到數(shù)據(jù)，管徑為32mm、翅片2mm厚、高度為28～30mm的省煤器在工作時(shí)效果較好。對于含塵量大及煙氣成分復(fù)雜的選擇光管結(jié)構(gòu)式較佳選擇，但設(shè)備體積大，投資成本會(huì)提高。