1 SNCR 情況簡介

        由于社會對環(huán)保的日益重視，發(fā)電廠的環(huán)保問題越來越成為人們關(guān)注的焦點，故此研究應(yīng)用了煙氣側(cè)控制NOX 的SNCR 及SCR 等技術(shù)。 SNCR 即選擇性非催化還原（Selective Non- Catalytic Reduction，以下簡寫為SNCR） 技術(shù)， SNCR 方法主要是通過向煙氣中噴氨或尿素溶液等含有NH3 基的還原劑，在高溫（900～1100℃）（沒有催化劑）的條件下，通過化學(xué)反應(yīng)，把NOx 還原成氮氣和水。

        2 水冷壁的腐蝕問題

        某廠SNCR 系統(tǒng)于2007 年開始進行試驗性運行，運行中降低NOX 效果明顯，（NOx 的排放從350mg/Nm3 降低到200mg/Nm3 左右），氨逃逸率控制在小于5PPm 的范圍內(nèi)，其他各項指標參數(shù)均沒有發(fā)現(xiàn)異常。但是在試驗性運行約4 個月后，發(fā)現(xiàn)SNCR 噴口附近水冷壁的腐蝕問題，引起數(shù)次鍋爐水冷壁的泄漏，造成被動停爐的緊張局面，嚴重影響了安全生產(chǎn)。通過觀察，數(shù)次水冷壁腐蝕泄漏呈現(xiàn)如下特征：金屬表面沒有腐蝕產(chǎn)物,而是呈或大或小的潰瘍狀態(tài)，腐蝕管段經(jīng)常出現(xiàn)不規(guī)則的腐蝕坑,有的呈貝殼狀、有的呈橢圓形等。另外一個顯著的特征是腐蝕多發(fā)生在噴孔的水冷壁彎管位置。見圖1：

        3 腐蝕機理的探討

        在SNCR 噴射系統(tǒng)中，噴槍設(shè)計采用的是爐側(cè)高壓廠用蒸氣作為霧化介質(zhì)，霧化蒸汽壓力為 0.6-0.9Mpa，能夠滿足霧化壓力需要。噴頭采用螺紋連接，在試驗過程中，發(fā)現(xiàn)噴槍靠近噴頭附近有液滴滴落，為霧化過程中靠近噴孔邊緣的尿素溶液形成的液滴，同時由于試驗過程中需要調(diào)節(jié)尿素溶液噴入量，在調(diào)節(jié)過程中也會產(chǎn)生滴落的液滴。

        由于在SNCR 投運前，鍋爐水冷壁沒有發(fā)生過類似狀態(tài)的腐蝕，所以推斷噴孔周圍水冷壁管的腐蝕跟滴落的尿素溶液有關(guān)。根據(jù)尿素行業(yè)的經(jīng)驗，尿素溶液在一定條件下具有較強的腐蝕性。SNCR 噴孔周圍的爐灰、煙氣、空氣以及水蒸汽、滲漏的水滴等與尿素作用,產(chǎn)生了一系列化學(xué)反應(yīng)。按照腐蝕過程的機理,可以把這種腐蝕分成兩類:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是沒有電流產(chǎn)生的腐蝕過程;電化學(xué)腐蝕是有電流產(chǎn)生的腐蝕過程。但是,有時很難區(qū)分,從SNCR 水冷壁的腐蝕情況來看，兩種腐蝕都存在，但是以電化學(xué)腐蝕為主。

        3.1 腐蝕基本原理

        腐蝕機理：電化學(xué)腐蝕是由于金屬與作為導(dǎo)電體的電解質(zhì)互相作用, 引起電流自金屬的一部分流向另一部分,而發(fā)生金屬的破壞。鍋爐水冷壁管（20G）與噴槍滴落的尿素溶液相接觸(尿素溶液是一種電解質(zhì)并具有極性),在水的極性分子的吸引下,鋼材表面的一部分鐵原子,開始移入溶液中而形成帶正電荷的鐵離子, 而鋼材上保留多余的電子,并帶有負電荷。如果鐵離子不斷地進入滴落的尿素溶液中,水冷壁管就會逐漸出現(xiàn)坑洞,造成腐蝕破壞。然而,正常情況下，在一段時間后鋼材表面會出現(xiàn)雙電層的現(xiàn)象。由于鋼材表面帶負電荷, 鋼材上的負電荷吸引尿素液中帶正電荷的鐵離子,使鋼材表面形成雙電層。這時可阻礙鐵離子進一步溶解腐蝕, 有利于防止腐蝕的進一步發(fā)生。但是,由于尿素溶液不斷地滴落蒸發(fā)（且尿素溶液中溶解了其他可以溶解鐵離子的陰離子），不斷地從陰極吸引電子, 從而使陽極不斷有電子向陰極移動, 而陽極上的鐵離子也就不斷移入液滴中,腐蝕不斷加劇,產(chǎn)生了去極化現(xiàn)象。

        3.2 SNCR 噴孔周圍水冷壁腐蝕原因分析

        3.2.1 溶解鹽：鋼材在水中的腐蝕速度和水

        含鹽的濃度有關(guān),在濃度較低的一定范圍內(nèi),腐蝕速度隨濃度的增高而增高。因為水的含鹽量越高, 水的電阻就越小,導(dǎo)電度增高,腐蝕也就加快。水中若有某些陰離子,如氯離子和硫酸根離子,它們會破壞金屬表面的保護膜。