在鋼鐵行業(yè)，干熄焦技術(shù)因能持續(xù)穩(wěn)定回收紅焦顯熱、大幅減少環(huán)境污染，已成為焦化生產(chǎn)的核心技術(shù)。干熄焦余熱鍋爐作為干熄焦系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其省煤器和蒸發(fā)器承擔(dān)著熱量回收與能量轉(zhuǎn)換的重任。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，省煤器和蒸發(fā)器長(zhǎng)期處于高溫、高塵及腐蝕性氣體交織的復(fù)雜環(huán)境，高溫腐蝕問題愈發(fā)突出。這不僅降低了設(shè)備熱效率，還可能引發(fā)安全事故，嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與安全生產(chǎn)。因此，深入探究干熄焦余熱鍋爐省煤器、蒸發(fā)器的高溫腐蝕機(jī)理，并采取有效防護(hù)措施，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

一、高溫腐蝕原理與類型

干熄焦余熱鍋爐省煤器和蒸發(fā)器面臨的高溫腐蝕，是多種因素共同作用的結(jié)果。干熄焦過(guò)程中，焦炭與循環(huán)氣體中的氧氣、水蒸氣、二氧化碳等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一氧化碳、氫氣等還原性氣體；同時(shí)，焦炭中的硫、氯等雜質(zhì)釋放到循環(huán)氣體中，形成含有二氧化硫、硫化氫、氯化氫等腐蝕性氣體的復(fù)雜環(huán)境。

（一）硫化物腐蝕

在高溫環(huán)境下，循環(huán)氣體中的二氧化硫（SO?）和硫化氫（H?S）會(huì)與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)溫度處于 400 - 600℃時(shí)，金屬鐵（Fe）與硫化氫反應(yīng)生成硫化亞鐵（FeS），反應(yīng)方程式為：Fe + H?S → FeS + H?。硫化亞鐵在高溫下進(jìn)一步被氧化，形成疏松多孔的氧化膜，該氧化膜無(wú)法有效阻擋腐蝕性氣體繼續(xù)侵入，從而加速金屬腐蝕。此外，二氧化硫在一定條件下被氧化為三氧化硫（SO?），三氧化硫與水蒸氣結(jié)合形成硫酸蒸汽，當(dāng)金屬表面溫度低于硫酸蒸汽露點(diǎn)溫度時(shí)，硫酸蒸汽會(huì)在金屬表面凝結(jié)，引發(fā)硫酸腐蝕。

（二）氯化物腐蝕

循環(huán)氣體中的氯化氫（HCl）在高溫環(huán)境下腐蝕性極強(qiáng)。氯化氫會(huì)與金屬表面的氧化膜反應(yīng)，破壞氧化膜完整性。例如，氯化氫與鐵的氧化物（Fe?O?）反應(yīng)生成氯化鐵（FeCl?）和水，反應(yīng)方程式為：Fe?O? + 6HCl → 2FeCl? + 3H?O。生成的氯化鐵在高溫下分解，產(chǎn)生的氯氣（Cl?）會(huì)進(jìn)一步與金屬反應(yīng)，加速腐蝕進(jìn)程。而且，氯化物還會(huì)促進(jìn)硫化物腐蝕，二者相互作用，加劇金屬腐蝕程度。

（三）沖刷腐蝕

干熄焦余熱鍋爐內(nèi)的循環(huán)氣體攜帶大量焦炭粉塵，這些粉塵在高速流動(dòng)過(guò)程中對(duì)省煤器和蒸發(fā)器的受熱面產(chǎn)生沖刷作用。粉塵顆粒撞擊金屬表面，會(huì)破壞金屬表面的氧化膜，使新鮮金屬暴露在腐蝕性氣體中，加速腐蝕進(jìn)程。同時(shí)，沖刷作用還會(huì)造成金屬表面磨損，進(jìn)一步縮短設(shè)備使用壽命。

二、省煤器、蒸發(fā)器高溫腐蝕現(xiàn)狀與危害

在實(shí)際運(yùn)行中，干熄焦余熱鍋爐省煤器和蒸發(fā)器的高溫腐蝕問題十分嚴(yán)峻。對(duì)多家鋼鐵企業(yè)干熄焦裝置的調(diào)研顯示，省煤器和蒸發(fā)器的受熱面管壁厚度在運(yùn)行一段時(shí)間后顯著減薄。部分企業(yè)的省煤器運(yùn)行 1 - 2 年后，管壁厚度減薄量可達(dá)原壁厚的 30% - 50%，甚至出現(xiàn)爆管事故。蒸發(fā)器的腐蝕情況同樣不容小覷，尤其在蒸發(fā)段的入口和出口區(qū)域，由于溫度和介質(zhì)成分變化，腐蝕更為嚴(yán)重。

高溫腐蝕對(duì)干熄焦余熱鍋爐的危害主要體現(xiàn)在以下幾方面。首先，腐蝕導(dǎo)致設(shè)備熱效率降低。受熱面管壁減薄后，導(dǎo)熱性能變差，熱量傳遞效率下降，影響余熱鍋爐的產(chǎn)汽量和蒸汽品質(zhì)。其次，腐蝕引發(fā)的爆管事故會(huì)造成設(shè)備停機(jī)維修，不僅增加維修成本，還會(huì)影響企業(yè)正常生產(chǎn)，帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。此外，高溫腐蝕還可能引發(fā)安全隱患，泄漏的高溫介質(zhì)和腐蝕性氣體對(duì)操作人員人身安全構(gòu)成威脅。

三、高溫腐蝕防護(hù)實(shí)踐

（一）材料選擇與優(yōu)化

選用耐腐蝕性能優(yōu)良的材料是預(yù)防高溫腐蝕的基礎(chǔ)。對(duì)于省煤器和蒸發(fā)器的受熱面管材，目前常用材料有普通碳鋼、低合金鋼和不銹鋼等。普通碳鋼價(jià)格低廉，但耐腐蝕性能欠佳，在高溫腐蝕環(huán)境下使用壽命較短。低合金鋼通過(guò)添加鉻（Cr）、鉬（Mo）、釩（V）等合金元素，提高了鋼材強(qiáng)度和耐腐蝕性能，在一定程度上可緩解高溫腐蝕問題。然而，對(duì)于腐蝕嚴(yán)重區(qū)域，不銹鋼材料更為適用。例如，316L 不銹鋼因含有較高的鉻、鉬元素，具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性，能在高溫、高腐蝕性氣體環(huán)境中保持穩(wěn)定性能。在一些新建干熄焦余熱鍋爐項(xiàng)目中，采用 316L 不銹鋼作為省煤器和蒸發(fā)器的受熱面管材，有效延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。

除常規(guī)金屬材料外，新型耐蝕合金材料也在不斷研發(fā)與應(yīng)用。例如，鎳基合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性能，在高溫、高硫、高氯等極端環(huán)境下表現(xiàn)卓越。雖然鎳基合金材料成本較高，但在腐蝕嚴(yán)重的關(guān)鍵部位使用，可顯著提升設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看具有良好經(jīng)濟(jì)效益。

（二）涂層技術(shù)應(yīng)用

涂層技術(shù)是一種有效的高溫腐蝕防護(hù)手段。在金屬表面涂覆一層耐腐蝕涂層，可隔絕金屬與腐蝕性氣體接觸，起到保護(hù)作用。目前，應(yīng)用于干熄焦余熱鍋爐省煤器和蒸發(fā)器的涂層主要有金屬涂層和陶瓷涂層。

金屬涂層通常采用熱噴涂技術(shù)施工，常用金屬材料有鎳鉻合金、鋁鉻合金等。熱噴涂技術(shù)利用高溫?zé)嵩磳⒔饘俨牧霞訜嶂寥廴诨虬肴廴跔顟B(tài)，再通過(guò)高速氣流將其噴射到金屬表面，形成一層致密涂層。這種涂層與基體金屬結(jié)合牢固，具有良好的耐腐蝕性和耐磨性。例如，采用超音速火焰噴涂（HVOF）技術(shù)在省煤器和蒸發(fā)器的受熱面噴涂鎳鉻合金涂層，涂層孔隙率低，能有效阻擋腐蝕性氣體侵入，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

陶瓷涂層具有硬度高、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。常見陶瓷涂層材料有氧化鋁（Al?O?）、氧化鋯（ZrO?）等。陶瓷涂層可采用等離子噴涂、化學(xué)氣相沉積（CVD）等方法制備。等離子噴涂技術(shù)通過(guò)高溫等離子體將陶瓷粉末加熱至熔融狀態(tài)，然后噴射到金屬表面形成涂層?；瘜W(xué)氣相沉積技術(shù)則利用氣態(tài)物質(zhì)在金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉積形成陶瓷涂層。陶瓷涂層能在高溫環(huán)境下形成穩(wěn)定保護(hù)膜，有效抵御硫化物、氯化物等腐蝕性氣體侵蝕。

（三）運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化

合理優(yōu)化干熄焦余熱鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)減輕高溫腐蝕意義重大。首先，控制循環(huán)氣體成分是關(guān)鍵。通過(guò)調(diào)整焦炭質(zhì)量和干熄焦工藝參數(shù)，降低循環(huán)氣體中硫、氯等腐蝕性氣體含量。例如，采用低硫焦炭作為原料，降低焦炭中的硫含量；優(yōu)化干熄爐內(nèi)的氣體循環(huán)系統(tǒng)，提高氣體氧化還原氣氛控制精度，減少硫化氫等還原性氣體生成。

其次，控制受熱面壁溫。過(guò)高的壁溫會(huì)加速金屬腐蝕速率，因此需合理設(shè)計(jì)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，確保受熱面壁溫處于合適范圍?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整鍋爐給水溫度、蒸汽負(fù)荷等參數(shù)，控制受熱面溫度分布。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)受熱面壁溫的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常并進(jìn)行調(diào)整。

此外，控制循環(huán)氣體流速也能有效減輕沖刷腐蝕。過(guò)高的氣體流速會(huì)加劇粉塵對(duì)受熱面的沖刷作用，因此需根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)要求和實(shí)際運(yùn)行情況，合理調(diào)整循環(huán)氣體流速。在保證熱量回收效率的前提下，適當(dāng)降低氣體流速，減少粉塵對(duì)受熱面的磨損和腐蝕。

（四）維護(hù)與檢修策略

建立科學(xué)合理的維護(hù)與檢修策略，是保障干熄焦余熱鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要舉措。定期對(duì)省煤器和蒸發(fā)器進(jìn)行檢查維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理腐蝕問題。在日常巡檢中，通過(guò)目視檢查、超聲波測(cè)厚等手段，監(jiān)測(cè)受熱面管壁厚度變化和表面腐蝕情況。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的局部腐蝕區(qū)域，及時(shí)采取補(bǔ)焊、噴涂等修復(fù)措施。

制定合理的檢修周期，對(duì)省煤器和蒸發(fā)器進(jìn)行全面檢修維護(hù)。在檢修過(guò)程中，清理受熱面表面的積灰和腐蝕產(chǎn)物，檢查管材腐蝕情況和連接部位密封性。對(duì)于腐蝕嚴(yán)重的管材，及時(shí)進(jìn)行更換。同時(shí)，對(duì)涂層進(jìn)行檢查修復(fù)，確保涂層的完整性和防護(hù)性能。

此外，加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)，提高其對(duì)高溫腐蝕問題的認(rèn)識(shí)和處理能力。操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致高溫腐蝕問題加劇。

四、結(jié)論與展望

干熄焦余熱鍋爐省煤器和蒸發(fā)器的高溫腐蝕問題，是影響設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。通過(guò)深入研究高溫腐蝕原理和類型，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，采取材料選擇與優(yōu)化、涂層技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化以及維護(hù)與檢修策略等綜合防護(hù)措施，可有效減輕高溫腐蝕危害，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

隨著鋼鐵行業(yè)對(duì)節(jié)能環(huán)保要求不斷提高，干熄焦技術(shù)將得到更廣泛應(yīng)用。未來(lái)，針對(duì)干熄焦余熱鍋爐高溫腐蝕防護(hù)的研究將持續(xù)深入。一方面，需進(jìn)一步研發(fā)新型耐腐蝕材料和涂層技術(shù)，提升材料耐腐蝕性能和涂層防護(hù)效果；另一方面，利用先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫腐蝕過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，為設(shè)備維護(hù)和管理提供更科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，加強(qiáng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域合作，借鑒其他行業(yè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善干熄焦余熱鍋爐高溫腐蝕防護(hù)技術(shù)體系，推動(dòng)干熄焦技術(shù)可持續(xù)發(fā)展。