摘要：文章分析生物质锅炉受热面腐蚀的生成条件及爆管原因，针对此问题研制了一种生物质锅炉受热面防腐涂料，并对此涂料的应用进行了简单介绍，以供参考。
关键词：生物质锅炉；受热面；防腐技术
1引言
目前的生物质锅炉在对生物质燃料进行燃烧之后，在然后之后产生的烟气中所含有的物质主要有氧化钾、氧化钠、氨氮等氧化物，而且还有氯离子等，并且烟气的温度也较高，这就会导致在上述物质以及高温环境因素下增加了锅炉受热面的腐蚀危害。此种腐蚀危害的类型为热熔盐腐蚀危害，其中的熔盐就是碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氢氧化物以及低熔点的氧化物等。在上述物质所组成的碱性高温环境下就会由于其中含有的金属氧化物以及阴离子来对锅炉受热面产生腐蚀危害。因此，在针对应用生物质锅炉的企业中，为了避免上述腐蚀危害，就需要研究生物质锅炉受热面收到腐蚀危害的条件以及原因，在此基础上开展防腐处理实验来探索生物质锅炉受热面的防腐涂层。
2生物质锅炉受热面腐蚀的生成条件及爆管原因分析
正如前文所述，在生物质锅炉对生物质燃料进行燃烧过程中会产生上述容易对容量受热面产生腐蚀作用的碱性物质，而且在高温烟气的高温环境中更是加快了腐蚀速度，这就是产生高温腐蚀的生成条件，此种腐蚀危害也主要集中在生物质锅炉的水冷壁以及过热器等位置。具体地说，导致其出现上述腐蚀危害甚至会出现爆管事故的主要原因有以下几个方面：一是由于生物质锅炉所燃烧的燃料中本身含有较高的碱金属含量，还有氯离子、硫离子等具有腐蚀性作用的阴离子等，在锅炉中对其进行燃烧之后也会产生具有较高氯化物浓度和强碱性的灰垢等。二是由于锅炉燃烧过程中的炉膛温度会在800℃以上，比烟气中的部分物质的熔点还高，这就会导致这些物质在水冷壁上凝结。而且这些物质中具有更低熔点的物质在凝结之后的黏度就会越大，这就会将其烟气速度，增加了其在管壁上进行粘结的概率。三是当这些强碱性的灰垢在过滤袋水冷壁以及过热器等管壁进行凝结之后会对烟气与水的热交换产生较大的影响。主要表现在烟气中的熔点较低的物质会更容易在管壁上黏附而且会导致腐蚀速度的增加。如果在上述部位出现比较严重的腐蚀危害时，容易出现饱和蒸汽水汽压力超出管壁的承受极限的问题，这就会导致爆管问题的发生。
3生物质锅炉受热面防腐涂料的研制
3.1防腐涂料配方
在针对上述问题对相应的防腐蚀涂料进行研制的过程中，首先需要对相应的加热、喷涂、配料以及实验材质等进行选择和确定。然后是进行防腐涂料配方的研制，在经过较长时间的试验之后，所选择的涂料中的粘结剂为磷酸二氢盐，其比例为10~15%；骨料为氮化铝以及氧化铍，其比例分别为20~30%，以及15~20%；所选的熔融浸润剂为硼砂，其比例为10~15%；稳定剂为La2O3以及Y2O3稀土混合物，其比例为10~20%；金属密着剂为钼酸钡以及氧化锑，其比例分别为2~5%，以及1~3%；此外还有相应的酸性抑制剂，其比例为2~5%；以及适量的水等。
3.2防腐涂料的性能测试
首先是进行耐腐蚀试验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对生物质锅炉燃烧生物质燃料之后所产生的腐蚀性物质进行研究之后，在进行耐腐蚀试验中就对其腐蚀环境中的腐蚀性物质进行模拟，所采用的药剂为氯化钠、氟化钾以及硝酸铵，这三种药剂分别为80g，且在马弗炉内挥发之后得到的最高浓度为29538.5g/m3。在上述环境中从常温一直加热到1100℃而且要保温8h。在此加热的过程中，温度达到950℃时氯化钠就会熔融了一半左右，其余两种药剂已经挥发完毕，然后再8h之后对试样涂层外观进行观察。然后对三个试样腐蚀前后的重量进行测量和对比。其腐蚀前后的温度分别为638.3g以及638.52g，重量有所增加，也就是在涂层表面产生了腐蚀药剂的结晶凝固现象。
其次就是进行耐磨试验。由于此涂料中所应用的物质都具有比较好的耐磨性，而且在对其进行固化之后也表现出表面光洁的效果，经过硬度测量之后发现其莫氏硬度在6.0级左右，也就是具有较高的硬度而可以抵御普通粉尘颗粒物的磨损危害。在本次耐磨试验中，所采用的主要工具就是高速电动钢刷，所采用的耐磨试验方法就是应用上述工具来对涂层进行1min的打磨，然后对打磨之后的结果进行比较。
最后是进行烧损试验。由于所用涂料中的重要物质都具有较高的高温下的稳定化学性质，也就是在高温环境下也不会对烟气中的以上物质发生化学反应。为了对其进行验证，就需要进行以下高温烧损试验。具体的方法就是在刚玉坩埚内表面进行上述涂料的涂料，而且此种坩埚已经在950℃的环境中进行了72h的烧损。然后在此温度下经过72h的烧损和保温之后对比前后的重量来对烧损率进行计算。经过对比和计算之后得出相应的高温烧损率为-0.37%。也就是出现了增重的现象，这主要是由于涂层中所含有的一氧化物或二氧化物在经过高温烧损之后变成了三氧化物以及四氧化物而引起的。
4生物质锅炉受热面防腐涂料的应用
本文中所研制的生物质锅炉受热面防腐涂料的使用温度范围为常温到1100℃，而且需要在碱性、氧化性的气氛的热熔盐腐蚀环境中应用。需要在出现腐蚀或者需要保护的物体表面进行喷砂处理，然后采用气动喷涂的方式，且在喷涂过程中需要将喷涂压力控制在0.4~0.6MPa的范围之内。最后就是要控制喷涂涂层的厚度在0.05~3mm的范围之内，通常的涂层厚度会保持在1mm左右。
以某应用生物质锅炉的某企业中所开展的上述防腐涂料应用试验为例，在对此生物质锅炉炉膛水冷壁表面进行上述防腐涂料的喷涂。在没有采用此种方法之前，此锅炉水冷壁的厚度本身为5mm，但是在正常运行3~4月之后出现了严重的腐蚀问题，经过测量之后发现其厚度已经降到了2mm左右，而且在此过程中也发生过多次爆管问题。但是在容易出现时行数问题的部位进行本文中所介绍的涂料的喷涂之后，控制其喷涂厚度为1mm，在经过几个月的使用之后没有发现严重腐蚀问题，而且也没有再出现爆管事故，表现出良好的防腐蚀效果。
5结语
针对目前生物质锅炉在对生物质燃料进行燃烧过程中起受热面容易被高温热熔盐腐蚀的问题，本文在经过长时间试验之后提出了一种防腐蚀涂料，对其整个防腐蚀涂料的研制过程以及实验验证过程进行了介绍，而且在本文中所介绍的企业中进行了应用，表现出良好的防腐蚀效果，对于确保生物质锅炉的安全和稳定运行以及企业社会和经济效益的提升具有重要作用，值得推广应用。
参考文献
[1]李志峰, 种振宇, 林七女.生物质锅炉受热面的防腐研究[J].工业锅炉, 2017(4):16-18.
[2]李海英, 张泽, 姬爱民, et al.生物质灰结渣和腐蚀特性[J].环境工程技术学报, 2017(01):109-115.
论文作者:宋佳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
标签：锅炉论文; 生物论文; 物质论文; 烟气论文; 高温论文; 涂料论文; 涂层论文; 《电力设备》2019年第3期论文;