蔡文博，王一坤，成汭珅，張廣才

生物質(zhì)Cl的析出遷移特性及對(duì)鍋爐受熱面腐蝕研究進(jìn)展

蔡文博，王一坤，成汭珅，張廣才

（西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054）

生物質(zhì)是目前應(yīng)用較多的清潔能源，但生物質(zhì)中的Cl元素會(huì)導(dǎo)致生物質(zhì)鍋爐受熱面積灰、腐蝕，嚴(yán)重影響了鍋爐的安全運(yùn)行。本文介紹了目前生物質(zhì)中Cl析出、遷移及生物質(zhì)鍋爐受熱面腐蝕的研究進(jìn)展，闡明了不同溫度下Cl的析出遷移特性、Cl腐蝕機(jī)理、實(shí)際鍋爐運(yùn)行中的腐蝕狀況，提出了減少生物質(zhì)鍋爐Cl腐蝕的幾種常見(jiàn)方法，如生物質(zhì)燃料預(yù)處理，生物質(zhì)與煤混燃，加入特定成分的添加劑，使用抗腐蝕性好的材料，調(diào)整鍋爐參數(shù)或合理布置受熱面等。建議針對(duì)我國(guó)生物質(zhì)來(lái)源復(fù)雜及多變的現(xiàn)狀，根據(jù)不同生物質(zhì)的燃料特性，結(jié)合多重手段來(lái)預(yù)防受熱面的Cl腐蝕，以保障鍋爐的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。

生物質(zhì)；Cl；析出規(guī)律；遷移特性；受熱面；腐蝕機(jī)理；清潔能源；鍋爐

20世紀(jì)90年代以來(lái)，生物質(zhì)能的利用越來(lái)越受到重視，由于它的可再生性、無(wú)污染性、分布廣泛[1]以及著火溫度低、揮發(fā)分含量高、化學(xué)反應(yīng)活性強(qiáng)等特點(diǎn)，被認(rèn)為是理想的綠色可再生能源[2]。生物質(zhì)有物理轉(zhuǎn)換、生物轉(zhuǎn)換和熱化學(xué)轉(zhuǎn)換等多種轉(zhuǎn)換利用形式，直接燃燒是利用生物質(zhì)能源最簡(jiǎn)便可行的方式[3-4]。生物質(zhì)既可作為單一燃料燃燒，也可與化石燃料混燒。目前，燃燒生物質(zhì)的鍋爐主要有爐排式層燃爐和循環(huán)流化床（CFB）鍋爐2種。

受生長(zhǎng)需要和土壤環(huán)境等因素的影響，生物質(zhì)中Cl和堿金屬的含量較高。生物質(zhì)中Cl主要以氯離子的形式存在，當(dāng)溫度條件滿足時(shí)，幾乎所有的Cl都會(huì)在熱轉(zhuǎn)換過(guò)程中以堿金屬氯化物或HCl的形式進(jìn)入氣相，造成鍋爐設(shè)備的積灰、腐蝕，影響設(shè)備的安全運(yùn)行[5-6]；HCl是引起酸性污染的污染源，Cl元素的存在是形成威脅人類健康二噁英的主要根源[7]；同時(shí)，Cl元素通過(guò)協(xié)助堿金屬?gòu)娜剂项w粒內(nèi)部遷移至表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而加速堿金屬元素的氣化[8]。由Cl引起的生物質(zhì)鍋爐受熱面腐蝕問(wèn)題，嚴(yán)重影響鍋爐效率以及設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行，限制了生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 生物質(zhì)Cl的析出遷移特性

很多研究者通過(guò)理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同溫度下生物質(zhì)中Cl的析出規(guī)律以及遷移特性進(jìn)行了研究。陳安合等[9-10]采用FACTsage對(duì)秸稈等生物質(zhì)進(jìn)行了理論計(jì)算，結(jié)果表明，在熱轉(zhuǎn)換過(guò)程中，當(dāng)溫度超過(guò)627℃時(shí)，Cl的氣態(tài)產(chǎn)物開(kāi)始逸出。杜勝磊、陳兢、張科、Tchoffor等[11-14]以麥稈等生物質(zhì)為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)：生物質(zhì)熱解過(guò)程中Cl的析出可分為200~600℃的低溫段和大于600℃的高溫段，低溫段Cl主要以HCl的形式析出，高溫段則主要以KCl蒸發(fā)的形式進(jìn)入氣相；麥稈熱解過(guò)程中，溫度由550℃升高至900℃時(shí)，Cl的析出率先減小后增大；燃燒過(guò)程中，溫度在400~600℃時(shí)，Cl幾乎全部存在于固態(tài)中，600~800℃時(shí)Cl開(kāi)始進(jìn)入氣相，產(chǎn)生大量的HCl(g)、KCl(g)和(KCl)2(g)等，同時(shí)KCl(s)逐漸消失，800℃以上時(shí)，Cl全部進(jìn)入氣相，800~1 000℃時(shí)，(KCl)2(g)逐漸消失，HCl(g)、KCl(g)含量增加，超過(guò)1 200℃時(shí)，KCl(g)含量下降，HCl(g)含量增加。楊文、朱少飛等[15-16]發(fā)現(xiàn)：麥稈、稻稈、玉米稈和棉花稈中的Cl在600~800℃時(shí)快速析出，在800℃后幾乎不再析出，灰樣中幾乎沒(méi)有Cl存在；油菜稈中的Cl在600~800℃時(shí)析出緩慢，在800℃后析出速度加快，且油菜稈灰樣中的Cl含量顯著高于麥稈等生物質(zhì)。文聯(lián)合、張宏亮、Jensen等[17-19]以稻草秸稈為對(duì)象的研究結(jié)果表明：燃燒過(guò)程中當(dāng)溫度在500℃以下Cl主要以KCl(s)的形式存在，650℃后快速進(jìn)入氣相，高于750℃所有的Cl都以氣態(tài)形式存在；熱解過(guò)程中當(dāng)溫度從200℃升高至400℃時(shí)大約析出60%的Cl，當(dāng)溫度在700~900℃時(shí)稻草中剩余的Cl幾乎全部析出，而在400~700℃時(shí)Cl的析出率較低。Johansen等人[20-21]的研究結(jié)果表明，Cl含量相對(duì)較高的生物質(zhì)在熱解過(guò)程中，溫度從700℃逐漸升高至1 150℃時(shí)，Cl的析出率逐漸增加；在燃燒過(guò)程中Cl主要在700~800℃溫度區(qū)間內(nèi)析出，且當(dāng)燃燒溫度達(dá)到800℃時(shí)，Cl的析出率接近100%；隨后在100 kW移動(dòng)爐排爐的燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燃燒溫度從906 ℃升高到1 234℃的過(guò)程中，Cl的析出量從65%幾乎呈線性增加到100%。Pedersen等人[22]針對(duì)垃圾廢料的Cl析出特性研究表明，不同生物質(zhì)燃料在燃燒過(guò)程中Cl的析出率隨溫度變化特性不同，比如PVC中的有機(jī)氯在較低溫度 （＜500℃）時(shí)就會(huì)以HCl形式析出，而在較高的溫度時(shí)，Cl的析出主要和堿金屬氯化物的揮發(fā)有關(guān)。楊天華等[23]將水稻秸稈與20%PVC共同氣化，發(fā)現(xiàn)溫度達(dá)到700℃時(shí)，Cl開(kāi)始從固相中轉(zhuǎn)化到氣相中，溫度在900℃以后，Cl主要以HCl(g)、KCl(g)及NaCl(g)的形式存在，并且隨著PVC添加量的升高，HCl的含量升高。謝澤瓊[24]模擬樹(shù)皮燃燒過(guò)程的研究結(jié)果表明，溫度為400℃時(shí)便有HCl(g)析出，KCl(s)在700℃時(shí)被完全轉(zhuǎn)化，當(dāng)溫度超過(guò)820℃后HCl(g)開(kāi)始逐漸減少，KCl(g)濃度不斷升高。Andersen等人[25]在研究秸稈燃燒時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分的Cl都是以氣態(tài)HCl的形式離開(kāi)鍋爐，灰中的Cl含量極少。

2 生物質(zhì)Cl對(duì)鍋爐受熱面的腐蝕

生物質(zhì)鍋爐的受熱面普遍存在嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，Cl在受熱面的腐蝕中扮演著重要的角色。在生物質(zhì)燃燒過(guò)程中Cl會(huì)以堿金屬氯化物或HCl的形式進(jìn)入氣相。HCl能夠破壞金屬表面的保護(hù)性氧化膜，使Cl2、O2、SO等腐蝕性氣體直接腐蝕基體金屬；氣態(tài)的堿金屬氯化物熔點(diǎn)較低，會(huì)在鍋爐的受熱面凝結(jié)沉積，與其他元素混合形成堿金屬?gòu)?fù)合鹽[26]，造成鍋爐受熱面結(jié)渣、腐蝕，甚至破壞基體金屬，并且當(dāng)氯化物與煙氣中的硫化物共存時(shí)，在O2和H2O存在的條件下有利于HCl和Cl2的形成，會(huì)加速腐蝕[27]。

2.1 生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)換過(guò)程中受熱面的腐蝕

生物質(zhì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中各受熱面都存在積灰和腐蝕現(xiàn)象。李廉明等[28]發(fā)現(xiàn)某130 t/h的高溫高壓CFB鍋爐空氣預(yù)熱器積灰嚴(yán)重，且部分管子被腐蝕，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)這是由于脫硝時(shí)噴入的氨水部分逃逸，與煙氣中的Cl元素反應(yīng)生成了NH4Cl造成積灰，而低溫環(huán)境中由HCl引起的煙氣結(jié)露導(dǎo)致了腐蝕。周振華等[29]針對(duì)某生物質(zhì)電廠65 t/h鍋爐高溫過(guò)熱器爆管現(xiàn)象進(jìn)行了分析，爆管位置為高溫過(guò)熱器煙氣進(jìn)口側(cè)，經(jīng)判斷認(rèn)為導(dǎo)致爆管的主要原因是積灰中的堿金屬氯化物在高溫條件下與管壁反應(yīng)生成了低熔點(diǎn)共晶體，在煙氣的沖刷下不斷脫落，壁厚不斷變薄，最終導(dǎo)致爆管。吳新建等[30]對(duì)秸稈直燃爐排爐水冷壁管高溫腐蝕進(jìn)行了分析，確定了其主要為管壁沉積物中堿金屬氯化物的高溫熔融腐蝕，并且積灰層中會(huì)發(fā)生堿金屬硫酸鹽化反應(yīng)釋放出Cl2，導(dǎo)致在金屬表面Cl2的濃度非常高，造成腐蝕。宋景慧等[31]采用國(guó)內(nèi)某50 MW生物質(zhì)CFB鍋爐進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，該鍋爐的高溫腐蝕原因主要是Cl以KCl的形式析出后在受熱面上沉積造成了固相腐蝕。宋鴻偉等[32]分析了某130 t/h水冷振動(dòng)爐排高溫高壓生物質(zhì)鍋爐的三級(jí)過(guò)熱器腐蝕原因，發(fā)現(xiàn)腐蝕垢樣大部分為3層結(jié)構(gòu)，中間層含有大量的KCl，且腐蝕具有典型的溫度區(qū)間：若過(guò)熱器管內(nèi)蒸汽溫度控制在490℃以下，則腐蝕速度較慢；若蒸汽溫度超過(guò)550℃，腐蝕速度隨溫度升高顯著上升。陸晨[33]在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，燃用堿金屬和Cl含量都高的燃料時(shí)，積灰現(xiàn)象要比堿金屬含量高而氯含量低的燃料更加嚴(yán)重。

2.2 受熱面腐蝕機(jī)理

生物質(zhì)鍋爐中的腐蝕現(xiàn)象是多種腐蝕機(jī)制共同作用的結(jié)果，由于不同生物質(zhì)的組分不同，導(dǎo)致腐蝕的機(jī)理也存在一定差異，可將受熱面的腐蝕分為氣相腐蝕、固相腐蝕和液相腐蝕。

氣相腐蝕主要與生物質(zhì)燃燒過(guò)程中以Cl2和HCl形式析出的Cl有關(guān)，腐蝕機(jī)理如圖1所示[34]。

圖1 氣相腐蝕機(jī)理

氧化環(huán)境中的金屬受熱面會(huì)在金屬表面形成一層致密的氧化膜來(lái)保護(hù)內(nèi)部金屬，但Cl具有較強(qiáng)的穿透性，可以穿過(guò)氧化膜與內(nèi)部金屬發(fā)生反應(yīng)生成金屬氯化物，部分反應(yīng)方程式如下：

Fe+Cl2→FeCl3(1)

Fe+HCl→FeCl2+H2(2)

Fe+HCl→FeCl3+H2(3)

由于金屬氯化物的熔點(diǎn)往往較低，如FeCl3的熔點(diǎn)只有303 ℃，而金屬管壁的溫度一般較高，導(dǎo)致在金屬與氧化膜交界處的金屬氯化物具有較高的蒸汽壓，從而不斷蒸發(fā)進(jìn)入氣相。氣相的金屬氯化物向外擴(kuò)散的過(guò)程中，氧濃度越來(lái)越大，到一定濃度時(shí)會(huì)與金屬氯化物反應(yīng)釋放出Cl2，部分反應(yīng)方程式如下：

3FeCl2+2O2→Fe3O4+3Cl2(4)

再次被釋放出來(lái)的Cl2會(huì)重新回到腐蝕界面開(kāi)始新一輪的腐蝕。在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中Cl扮演了催化劑的角色，不斷地將金屬元素從金屬管壁輸送至外層，而Cl本身基本沒(méi)有消耗，所以Cl的腐蝕又被稱為“活性氧化腐蝕”[34-36]。

固相腐蝕和液相腐蝕主要與以堿金屬氯化物形式析出的Cl有關(guān)。生物質(zhì)燃燒過(guò)程中Cl大部分會(huì)以KCl等堿金屬氯化物的形式進(jìn)入氣相隨煙氣流動(dòng)。鍋爐受熱面管壁的溫度普遍低于氯化物的氣化溫度，當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)時(shí)，氣相的氯化物就會(huì)在受熱面管壁上凝結(jié)成具有黏附性的初始積灰層，并吸附煙氣中飛灰顆粒形成沉積物，在高溫下與金屬表面的保護(hù)性氧化膜反應(yīng)造成固相腐蝕，或者與煙氣中的SO2反應(yīng)釋放出HCl或Cl2，造成氣相腐蝕[37-38]。同時(shí)，堿金屬氯化物又會(huì)與沉積物中其他物質(zhì)反應(yīng)形成低熔點(diǎn)共晶體，當(dāng)受熱面的溫度高于共晶體的熔點(diǎn)時(shí)，積灰中就會(huì)出現(xiàn)局部熔融液相，液相中的化學(xué)反應(yīng)一般會(huì)比固相反應(yīng)劇烈，并且液相不僅能增加積灰的黏性，使積灰中腐蝕成分增加，還能夠引發(fā)劇烈的電化學(xué)腐蝕，加快腐蝕速率[39]。

3 減少生物質(zhì)鍋爐Cl腐蝕的措施

為應(yīng)對(duì)生物質(zhì)鍋爐的高溫腐蝕問(wèn)題，丹麥的生物質(zhì)鍋爐廠商提出將高溫過(guò)熱器的管壁溫度控制在580℃以下，而國(guó)內(nèi)生物質(zhì)鍋爐大多數(shù)傾向于將主蒸汽溫度控制在450℃以下。除此之外，減少生物質(zhì)鍋爐Cl腐蝕的常見(jiàn)方法主要有以下幾種。

1）生物質(zhì)燃料預(yù)處理 燃料預(yù)處理通常是以水洗或酸洗的方式去除生物質(zhì)中大量的K和Cl。有研究表明[40]水洗可以除去生物質(zhì)中80%的K和90%的Cl，浸泡也可以去除生物質(zhì)中大量的堿金屬。但預(yù)處理的方法操作難度大，且水洗的成本高，并不適合電廠的大規(guī)模應(yīng)用。

2）生物質(zhì)與煤混燃 生物質(zhì)鍋爐的高溫腐蝕主要是由于堿金屬氯化物在受熱面上沉積造成的固相腐蝕。宋景慧等[31]發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)摻煤燃燒后，煤中的Al、Si、S等元素可以與K反應(yīng)生成穩(wěn)定的KAlSi2O6和K2SO4，使K元素被固留在爐渣中，飛灰中K、Cl含量降低，同時(shí)灰的熔點(diǎn)提高，高溫受熱面上的熔融腐蝕減輕。姜磊[41]發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的堿金屬氯化物會(huì)與煤中的S發(fā)生反應(yīng)，使?fàn)t內(nèi)煙氣中顆粒物黏度下降，Cl元素含量減少，灰沉積率降低，受熱面上活性腐蝕成分濃度降低。Yang等人[42]的實(shí)驗(yàn)研究表明，生物質(zhì)混煤燃燒過(guò)程中SO2的產(chǎn)生使硫酸鹽化反應(yīng)加強(qiáng)，受熱面積灰中Cl含量減少，堿金屬硫酸鹽含量增多，并且在管壁上會(huì)形成致密保護(hù)膜，抑制氣相腐蝕。Vainio等人[43]的混燒試驗(yàn)結(jié)果表明，積灰中存在硫酸鹽可以提高積灰的熔點(diǎn)，同時(shí)積灰的黏度也會(huì)降低，從而使積灰率下降，緩解腐蝕。陸晨[33]在管式爐反應(yīng)器上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生物質(zhì)混煤燃燒總體上抑制了K的析出，但促進(jìn)了Cl的析出，且Cl的析出量隨生物質(zhì)摻混比例的增大而增加。Hayrinen等人[44]提出硫酸鹽化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生較多的HCl和Cl2，當(dāng)Cl的蒸汽壓足夠高時(shí)會(huì)促進(jìn)活性氧化腐蝕。因此，生物質(zhì)混煤燃燒時(shí)要選擇合適的比例。

3）加入特定成分的添加劑 在生物質(zhì)燃料中加入特定成分的添加劑，可以通過(guò)改變堿金屬和Cl的析出形式，減少積灰中堿金屬氯化物的含量，或通過(guò)提高堿金屬氯化物的熔點(diǎn)來(lái)減輕受熱面的腐蝕。宋景慧等[45]進(jìn)行了CFB生物質(zhì)鍋爐添加防腐蝕劑的實(shí)驗(yàn)研究，防腐蝕劑的主要成分是MgO、高嶺土、活性Al2O3和發(fā)泡劑，發(fā)現(xiàn)防腐蝕劑的添加量占燃料總量的3%時(shí)，飛灰中的K和Cl含量降低，爐渣中的K和Cl含量上升，同時(shí)煙氣中的HCl含量迅速下降。張科[13]在稻稈類生物質(zhì)燃燒中加入了高嶺土、活性礬土等含鋁添加劑，結(jié)果表明，高嶺土、礬土和粉煤灰中的SiO2和Al2O3可以與K反應(yīng)生成熔點(diǎn)較高的硅鋁酸鹽，氣態(tài)產(chǎn)物中KCl含量減少，積灰層的腐蝕減弱；硅灰作為添加劑也能明顯減少煙氣中堿金屬含量，但HCl含量會(huì)增加。周錦峰等[46]認(rèn)為添加劑還具有一定的吸附作用，吸附效果與添加劑的孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，溫度為840℃時(shí)活性Al2O3主要以物理吸附的方式對(duì)堿金屬化合物進(jìn)行脫除。謝澤瓊[24]在桉樹(shù)皮的燃燒過(guò)程中加入了多種添加劑，發(fā)現(xiàn)在CaO固留Cl的效果最好，煤次之；而除焦劑、高嶺土和氧化鋁可能是通過(guò)吸附作用固留Cl，效果相似。Coda等人[47]研究了添加劑對(duì)堿金屬析出的影響，發(fā)現(xiàn)鋁基添加劑可以減少飛灰中的Cl，但是煙氣中HCl含量會(huì)增多，鋁-硅基添加劑可將堿金屬氯化物轉(zhuǎn)化成堿金屬鋁硅酸鹽。

4）使用抗腐蝕性好的材料 目前常見(jiàn)的用于制造生物質(zhì)鍋爐的材料有20G碳鋼、12Cr1MoV、SUS316、TP347H、Super340H、HR3C等，不同材料的耐腐蝕特性不同。研究表明[48-50]：在550~ 700℃下，奧氏體不銹鋼的抗高溫腐蝕性能明顯優(yōu)于普通鋼材；在650℃下，12Cr1MoVG的性能優(yōu)于20G碳鋼，TP347H、SUS316、Super340H的性能相近均優(yōu)于12Cr1MoVG，HR3C的抗高溫腐蝕性能最強(qiáng)，目前SUS316廣泛應(yīng)用于生物質(zhì)電站鍋爐。馬福強(qiáng)[51]通過(guò)研究純鈦試樣和TC4合金試樣（一種+雙相合金）的抗腐蝕效果發(fā)現(xiàn)，TC4合金試樣的腐蝕速率更慢，耐蝕性更好。Phongphiphat等人[52]測(cè)試了多種材料與涂層的抗腐蝕性，研究結(jié)果表明，涂有FeAl和Fe3Al涂層的低價(jià)不銹鋼310抗腐蝕性能可與昂貴的鎳合金相媲美。

5）調(diào)整鍋爐參數(shù)或合理布置受熱面 對(duì)于生物質(zhì)振動(dòng)爐排爐，可以通過(guò)調(diào)整爐排振動(dòng)速率的方式來(lái)維持薄料層，或控制爐膛出口煙氣O2濃度提高燃料燃盡率，或提高一、二次風(fēng)氣流速度破壞氯氣的高濃度聚集等方式來(lái)減輕腐蝕[28]。對(duì)于生物質(zhì)CFB鍋爐，過(guò)熱器采用低溫過(guò)熱器在前，高溫過(guò)熱器在后的布置方式；尾部受熱面采用順列布置，且橫向節(jié)距盡量較大；布置性能較好的吹灰器，在鍋爐剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)投入使用；空氣預(yù)熱器采用臥式布置以便檢修更換。鍋爐首次點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)采用油槍烘爐，使油燃燒產(chǎn)生的油灰黏附于管壁上來(lái)阻止腐蝕物的直接接觸[32]。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）生物質(zhì)中Cl元素含量較高，在熱解、燃燒和氣化過(guò)程中Cl元素會(huì)以堿金屬氯化物或HCl的形式進(jìn)入氣相。生物質(zhì)中的Cl析出溫度和析出形式與自身特性相關(guān)，為減少Cl元素的析出應(yīng)控制好生物質(zhì)的熱轉(zhuǎn)化溫度，將大部分Cl元素固留在灰分中。

2）在生物質(zhì)鍋爐中，Cl的析出會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的積灰和腐蝕，導(dǎo)致鍋爐受熱面腐蝕甚至爆管，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。在生物質(zhì)燃料中加入添加劑可以很好地抑制Cl的析出，但添加劑的成本是制約其在生物質(zhì)鍋爐中普遍應(yīng)用的主要因素，因此需要開(kāi)發(fā)更多的廉價(jià)添加劑。

3）生物質(zhì)電廠應(yīng)該綜合考慮鍋爐受熱面腐蝕狀況和經(jīng)濟(jì)性，在過(guò)熱器等腐蝕嚴(yán)重部位使用抗腐蝕性好的材料，通過(guò)不斷調(diào)整鍋爐運(yùn)行參數(shù)等手段來(lái)減輕Cl腐蝕。同時(shí)，應(yīng)針對(duì)我國(guó)生物質(zhì)來(lái)源復(fù)雜及多變的現(xiàn)狀，根據(jù)不同生物質(zhì)的燃料特性，結(jié)合多重手段來(lái)預(yù)防受熱面的Cl腐蝕。

4）為進(jìn)一步改善生物質(zhì)的利用現(xiàn)狀，可以考慮使用不同的添加劑，生產(chǎn)富含堿金屬和Cl的生物質(zhì)灰渣肥料，在減輕生物質(zhì)鍋爐受熱面腐蝕問(wèn)題的同時(shí)提高生物質(zhì)利用的經(jīng)濟(jì)效益；但在添加劑的選取以及肥料的效果方面需要進(jìn)行更深入的研究。

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Progress in precipitation and migration characteristics of chlorine in biomass and corrosion of boiler heating surfaces

CAI Wenbo, WANG Yikun, CHENG Ruishen, ZHANG Guangcai

(Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710054, China)

Currently, biomass is a widely used clean energy source, but the chlorine contained in the biomass will cause ash deposition and corrosion of the biomass boiler’s heating surface, which seriously affects safe operation of the boiler. Against this problem, this paper introduces the research progress of precipitation and migration of chlorine in biomass and the corrosion of biomass boiler heating surface, and clarifies the precipitation and migration characteristics of chlorine at different temperatures, the mechanism of chlorine corrosion, as well as the corrosion condition in actual boiler operation. Then, it puts forward several common methods to inhibit chlorine corrosion of biomass boilers, such as biomass fuel pretreatment, biomass and coal co-firing, adding additives with specific components, using materials with good corrosion resistance, adjusting the boiler parameters or rationally arranging the heating surfaces, and so on. It suggests that, in view of the complex and variable status of biomass sources in China, multiple means should be taken to prevent chlorine corrosion on heating surfaces according to the fuel characteristics of different biomass, thus to ensure safe, stable and efficient operation of the biomass boiler.

biomass, chlorine, precipitation law, migration characteristics, heating surface, corrosion mechanism, clean energy, boiler

Science and Technology Project of China Huaneng Group Co., Ltd. (HNKJ18-H09)

TK6；TK224.9+3

A

10.19666/j.rlfd.201902067

蔡文博, 王一坤, 成汭珅,等. 生物質(zhì)Cl的析出遷移特性及對(duì)鍋爐受熱面腐蝕研究進(jìn)展[J]. 熱力發(fā)電, 2019, 48(12): 1-7. CAI Wenbo, WANG Yikun, CHENG Ruishen, et al. Progress in precipitation and migration characteristics of chlorine in biomass and corrosion of boiler heating surfaces[J]. Thermal Power Generation, 2019, 48(12): 1-7.

2019-02-20

中國(guó)華能集團(tuán)有限公司總部科技項(xiàng)目(HNKJ18-H09)

蔡文博(1995)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榈蜐舛瓤扇紡U氣及生物質(zhì)利用技術(shù)，caiwenbo@tpri.com.cn。

（責(zé)任編輯 馬昕紅）