垃圾焚燒余熱發電鍋爐隔墻水冷壁爆管事故分析與對策

文/楊吉業 中國電建集團青海工程有限公司 青海西寧 810003

近年來，經濟社會的快速發展，使得垃圾量逐年增加，如果不及時對垃圾加以處理等，就會導致土地資源的占用、環境的污染與破壞等，因此，垃圾的處理成為當前經濟社會發展中需要重點關注的問題。垃圾焚燒余熱發電實現了垃圾的資源化利用，通過這種處理方式，創造了巨大的經濟社會價值。但是，此種處理方式下，鍋爐隔墻水冷壁爆管現象的出現嚴重影響了其處理效果，造成了巨大的損失，因此，必須加強對此問題的分析與處理，采取必要的控制措施。

1、垃圾焚燒發電概述

垃圾焚燒發電是當前應用較為普遍的垃圾處理方式，其在應用中，需要對各種垃圾加以分類處理，對于垃圾中存在的燃燒值較高的垃圾加以焚燒處理，此種處理方式有效消滅了病原性生物與腐蝕性有機物的存在，而其燃燒產生的熱量經由鍋爐加熱，最終產生的高溫蒸汽可以推動渦輪機的轉動，進而產生電力資源。而對于不能燃燒的有機物垃圾等，可以經由厭氧、發酵處理，隨后經由干燥脫硫、甲烷等，使得其實現熱能向蒸汽的轉化，從而有效推動了渦輪機的轉動，產生了電能資源。這種垃圾處理方式更為科學與高效，具有明顯的環保性與經濟性，實現了垃圾的資源化利用。

2、檢驗對策與分析

2.1 壁厚測定與分析

以某地區的垃圾焚燒余熱鍋爐發電過程來看，當其發生鍋爐隔壁水冷壁爆管事故以后，有關人員要立即進行相關事故原因的分析，首先檢查爆裂管的管壁厚度，對爆裂管段加以測量，其最小壁厚為2.9mm，此種情況說明管壁存在局部的減薄現象，而破口的最小管壁在1mm 以內，存在局部鼓包現象，斷面最小壁厚在1.5mm 左右。因此，壁厚減小主要是由于在爆管事故發生以后，爆裂變形、汽水沖刷等造成的。

2.2 腐蝕產物成分分析

在爆管事故發生以后，有關人員要立即對爆裂管段加以分析，尤其是要做好腐蝕產物成分的分析，其管段表面的附著物相對較少，為保障取樣的代表性，需要在保證取樣的規范性，在有關的爆裂管段內進行取樣，隨后，應用專業的檢測設備，比如掃描電鏡的能譜儀等來分析管段表面附著物的具體成分。如果在檢測過程中，發現附著物中包含了Cl、S、Na、K、Pb、Zn 等元素，且Cl 元素含量相對較高，就可以依次判定其垃圾焚燒煙氣內含有相應的腐蝕性物質，這些腐蝕性物質的存在會引發管道氧化膜的破壞，使得管子的抗腐蝕能力大大降低。此外，垃圾中含有的一些低熔點氯化物等，會與煙氣中的其他物質結合產生低熔點共晶混合物，當其煙氣溫度逐步升高時，這些混合物逐步熔化，逐步附著在已經被破壞的管外壁，使得管子的金屬基體逐步被腐蝕，加快腐蝕速度。

3、爆管原因分析

在發生爆管事故以后，有關人員要及時進行宏觀檢查、壁厚分析與檢測、腐蝕成分檢查等的綜合判定，如果焚燒爐前隔墻上水冷壁管在發電過程中受到了腐蝕等的影響，會導致壁厚逐步減薄，承壓能力大大降低，尤其是會導致管子中最弱的管子會逐步在運行過程中出現爆管等現象。此外，在垃圾焚燒余熱發電過程中，其本身再受到高速噴出的汽水混合物的作用下，斷裂口上方的管段后受到其沖擊，進而導致管子在一定的情況下出現折斷、掉落等現象，此時，還伴隨著飽和汽水混合物從上下斷口的噴出現象，使得飽和水逐步汽化膨脹，進而充滿整個爐膛空間。一些汽化混合物逐步從后煙道排除，在爐膛密封的情況下，大量的汽水混合物逐步向下經由排渣管道排出，有時甚至會對檢修人員構成一定的安全威脅。

4、爆管事故處理對策

當垃圾焚燒余熱鍋爐進行發電的過程中，為了降低爆管事故的發生，必須從以下方面加以預防：（1）對前隔墻上的冷水管采取必要的防腐蝕措施，比如，應用噴涂等方式，對冷水管添加防腐蝕層，降低發電過程中腐蝕等情況的影響，保持冷水管的正常使用。具體來說，在初期，在水冷壁表面噴涂鎳基材料防腐層，在防腐層處理的過程中，要盡量對管子表面加以清理，避免表面銹蝕等現象的存在導致其防腐層的應用效果不佳。其次，如果水冷壁存在嚴重的腐蝕情況，有關人員要及時進行水冷壁的更換等，保證其管子的材質等能夠符合其防腐要求。（2）水冷壁整條管向火面堆焊鎳基材料防腐層的過程中，有關工作人員要及時根據系統本身運行的具體情況等，對有關的設計等加以改進，比如可以對引風機的引力等加以改進，使得其引力增大，保證引風機在發電過程中可以保持良好的運行狀態，保持其燃燒的充分性，極快燃燒速度，保障其發電的質量。（3）在垃圾焚燒余熱發電的過程中，由于焚燒爐的工作特點較為特殊，再加上其垃圾的燃燒物成分具有復雜性，導致在發電過程中，焚燒爐爆管現象極為常見，基本上無法避免，因此，在設備的整體運行過程中，有關人員必須要及時對受熱面腐蝕嚴重的位置加以定期檢查，及時對受腐蝕位置加以必要的處理，如果存在嚴重的管道腐蝕，要及時更換，盡量做到早發現早處理。（4）發電廠在鍋爐受壓部位的維修過程中，必須要嚴格遵守相應的操作規范，做好監督與檢查工作等。（5）在焚燒爐的檢修過程中，要做好現場的隔離等。

結語：

近年來，城市化的快速發展，使得大量垃圾逐步出現，這些垃圾的種類繁多，如果不及時對其加以處理，就會嚴重影響城市的發展。很多地區在垃圾處理上，逐步應用了垃圾焚燒余熱發電裝置，有效實現了垃圾的資源化利用，但是在發電過程中需要加強對爆管事故的預防與處理。