SNCR 脱硝技术中水冷壁腐蚀问题的研究及对策

        氯离子（Cl-）：其中氯离子的危害是最严重的。因为氯离子很容易取代金属表面保护膜中的氧离子,四氧化三铁变成可溶性的氯化铁。氧化膜破坏后,金属就会进一步产生电化学腐蚀。SNCR 尿素的溶解使用的虽然是锅炉疏水，但是由于尿素本身存在含有氯离子的杂质，再加上烟气及飞灰中氯化物的溶解，使滴落在水冷壁上的尿素溶液中氯离子含量升高，引起钢材发生腐蚀。

        硫酸根和亚硫酸根离子（SO4 2+、SO3 2+）：虽然尿素溶液本身不含有硫酸根和亚硫酸根离子，但尿素液滴在炉膛内还是会吸收烟气中的SO2、SO3 形成离子，造成硫酸根腐蚀，破坏水冷壁钢材上的保护膜进一步加剧电化学腐蚀。

        3.2.2 材料承受的应力超过材料的屈服极限

        以后,在局部超过屈服极限的部位,容易产生电化学腐蚀。水冷壁弯管部位在弯管制作过程中产生形变,多少总会引起一定的应力集中，容易造成电位差。钢材变形程度大、内应力大的部位,其电极电位低于变形小、内应力小的部位,成为阳极, 发生腐蚀。在停炉检查中发现，水冷壁泄露部位主要也是发生在弯管处，腐蚀现象也与应力腐蚀现象接近：经常出现不规则的腐蚀坑,有的呈贝壳状、有的呈三角形、有的呈椭圆形等。可见，由于弯管处残存应力的存在，使尿素溶液的腐蚀找到了突破口，加速了水冷壁腐蚀现象的发生。可以判断残余应力腐蚀是我厂SNCR 水冷壁腐蚀的主要原因之一。（见图1）

        3.2.3 游离二氧化碳腐蚀：尿素溶液高温时

        分解产生二氧化碳气体,当水中有游离CO2 存在时,会使水呈酸性反应:

        CO2+H2O→H++HCO3-

        这样,由于水中H+的数量增多,就会产生氢的去极化腐蚀:2H++2e→H2↑若给水中同时存在 O2 和CO2,则腐蚀作用就会加剧。腐蚀的初步产物氢氧化亚铁先与二氧化碳作用, 生成溶解于水的重碳酸亚铁:

        Fe(OH)2+2CO2→Fe(HCO3)2

        当有氧存在时,再氧化成氢氧化铁:

        4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓+8CO2↑

        这种腐蚀特征往往是金属表面没有腐蚀产物,而是呈或大或小的溃疡状态。（见图2）游离出来的CO2 可再循环投入腐蚀反应,直到氧完全消耗完为止。而我厂的SNCR 喷口在微负压条件下，空气中的氧将源源不断地补充到液滴周围，引起腐蚀的持续进行。除此，锅炉烟气中富集的 CO2 也会溶解于液滴中形成源源不断的游离 CO2。在CO2 和O2 充足的条件下，腐蚀持续加剧进行。

        3.2.4 温度和热负荷： SNCR 喷枪位置主要位

        于炉膛内烟气温度约为1100～1150℃处, 此处水冷壁钢材表面温度高, 使铁离子在水溶液中的扩散速度加快,电解质水溶液的电阻降低,因而加速电化学腐蚀。在高热负荷下,由于热应力的影响, 以及滴落在水冷壁金属表面蒸汽泡对保护膜的机械作用,使保护膜容易遭到破坏。

        3.3 与尿素CO(NH2)2 溶液本身有关的腐蚀

        在喷枪喷入尿素溶液时，由于雾化的不完全性，将有液滴在喷枪上逐渐形成，通过浇注料进而滴落在水冷壁管上，滴落在水冷壁管上的尿素液滴，在高温下与烟气一起形成复杂的物理化学腐蚀过程。