供熱系統(tǒng)由供熱鍋爐、供熱管網(wǎng)、用戶三部分組成,由供熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽、熱水,通過供熱管網(wǎng)供給一個城市或部分區(qū)域用于生產(chǎn)和生活所需的熱量的方式。供暖鍋爐基于安全考慮自2000年以后建筑物采暖以熱水為熱媒,不允許使用蒸汽鍋爐,所以一般我們所說的供暖鍋爐指的是常壓熱水鍋爐。供暖鍋爐按燃料可分為電供暖鍋爐、燃?xì)夤┡仩t、燃油供暖鍋爐、燃煤供暖鍋爐、生物質(zhì)供暖鍋爐等。電供暖鍋爐采用電加熱,其無噪音、無廢氣,且設(shè)備及運行費用較低,是最環(huán)保、清潔的,電供暖鍋爐不存在煙氣腐蝕,這里重點介紹燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐、燃煤鍋爐、生物質(zhì)鍋爐的煙氣各自特點及煙氣系統(tǒng)防腐材料選擇。
燃?xì)忮仩t用的天然氣為清潔能源且熱值高,天然氣主要成分是甲烷,占天然氣體積百分比90%以上,甲烷與氧氣燃燒生成二氧化碳和水,所以燃?xì)忮仩t煙氣中主要成分為二氧化碳、水、氮氣和氮氧化物、硫化物以及CO等,煙氣幾乎不含粉塵,但是煙氣中水蒸氣比較多,占15-19%左右,大部分源于天然氣燃燒生成的水,另一部分由天然氣和助燃空氣帶入。煙氣中硫化物的含量與天然氣產(chǎn)地有關(guān),部分產(chǎn)地的天然氣幾乎不含硫,煙氣可以直排空氣;大部分產(chǎn)地的天然氣含硫,煙氣必須經(jīng)過脫硫后方可排放,因此,煙氣系統(tǒng)的煙道、煙囪主要是冷凝腐蝕,脫硫塔主要是酸、堿交替腐蝕。建議煙氣系統(tǒng)防腐使用ZS-1041煙氣防腐涂料,該涂料可長期耐酸、堿交替腐蝕,特別是冷凝硫酸腐蝕,防滲效果好;耐磨性好,防沖刷抗腐蝕;韌性好,可耐高溫、耐溫度急變,可滿足長期工作溫度在45~600℃之間波動。
燃油鍋爐按照燃料油不同可以分為輕油鍋爐和重油鍋爐,輕油指的是柴油或煤油等,輕油燃燒后主要產(chǎn)生二氧化碳和水,氮氧化物、硫化物、CO、少量煙塵等,輕油鍋爐煙氣對煙氣系統(tǒng)的腐蝕類似于燃?xì)忮仩t的,輕油鍋爐煙氣系統(tǒng)的防腐也可以采用ZS-1041煙氣防腐涂料。重油指的是原油提取汽油、柴油后的剩余重質(zhì)油,含有大量的氮、硫以及金屬。重油燃燒煙氣除了二氧化碳和水,還有大量的硫化物、氮氧化物、煙塵以及未分解的有機(jī)物等。重油鍋爐煙氣對煙氣系統(tǒng)的腐蝕比燃?xì)忮仩t、輕油鍋爐更為嚴(yán)重。對于煙氣系統(tǒng)防腐,大部分設(shè)備可以采用ZS-1041煙氣防腐涂料進(jìn)行防腐,對于腐蝕較嚴(yán)重的部位可采用ZS-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料和ZS-1041煙氣防腐涂料的復(fù)合涂層進(jìn)行加強(qiáng)防腐性能。ZS-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料采用聚四氟乙烯、重晶石、鱗片狀石墨烯等材料,經(jīng)高溫鈍化螯合而成,固化后,惰性高,耐溫達(dá)到250℃。聚四氟乙烯的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,涂層致密性好,不易失去電子,可耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。鱗片狀石墨烯的規(guī)則排列形成層層覆蓋,可延長腐蝕介質(zhì)的滲透路徑,使腐蝕介質(zhì)很難滲透至基材表面,進(jìn)而起到超強(qiáng)防腐效果。微米級重晶石的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且硬度高,高度分散于聚四氟乙烯網(wǎng)絡(luò)中,使得涂層在高致密基礎(chǔ)上增加了耐磨性。
燃煤供暖鍋爐以煤為燃料,產(chǎn)生的煙氣含有水蒸氣及大量腐蝕性氣體,如SO2、HCl、NO2及鹽霧等,煙氣中有的含有氫氟酸。此外,煙氣中還含有大量粉塵顆粒,粉塵顆粒物粒徑大小在0.3毫米以上,粉塵濃度在10%以上,煙氣流速一般都在5米/秒以上,對煙囪內(nèi)壁沖刷磨損嚴(yán)重。煙氣必須經(jīng)過余熱回收、除塵、脫硫脫硝、脫白等排出,流程較長,不同工藝流程的煙氣成分不同,對設(shè)備造成的腐蝕也不同。對于鍋爐省煤器來說,煙氣溫度較高,煙氣冷凝水較少,冷凝腐蝕相對于較少,而煙氣磨蝕及高溫腐蝕相對比較嚴(yán)重,可采用ZS-911耐磨涂料或ZS-1031耐磨防腐涂料等耐磨且耐高溫的防腐涂層。煙氣進(jìn)入除塵器,此時煙氣溫度雖有所下降,但依然未低于煙氣的露點溫度以下,此時煙氣的酸液腐蝕不嚴(yán)重,經(jīng)過濾袋后煙氣進(jìn)入凈氣室,此時煙氣溫度有所下降,會有少量酸性冷凝液形成,尤其在脈沖反沖氣體管道入口處冷凝最為嚴(yán)重,此處腐蝕也是最為嚴(yán)重,建議涂刷ZS-1041煙氣防腐涂料。從除塵器出來的煙氣進(jìn)入脫硫塔,用堿性脫硫液吸收和中和SO2等酸性氣體,此處存在強(qiáng)堿、強(qiáng)酸交替腐蝕,且堿液沖刷和煙氣沖刷都比較嚴(yán)重,是整個煙氣系統(tǒng)腐蝕最為嚴(yán)重的設(shè)備,防腐涂層必須耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、耐氣液沖刷、耐溫高、熱震性優(yōu)異,建議采用ZS-1041煙氣防腐涂料和ZS-1042脫硫?qū)S梅栏苛系膹?fù)合涂層。從脫硫塔出來的煙氣進(jìn)入煙道和煙囪,煙氣中SO2和粉塵的含量都比較低,但是含有大量水蒸氣,進(jìn)入煙道和煙囪后隨著溫度降低,逐漸形成冷凝液,且冷凝液越來越多,對煙道和煙囪造成冷凝腐蝕,因此,有些煙氣系統(tǒng)在煙氣進(jìn)入煙囪之前進(jìn)行脫白處理來降低水蒸氣含量,因此,對于煙道和煙囪的防腐主要關(guān)注冷凝腐蝕和防滲,建議涂刷ZS-1041 煙氣防腐涂料。
生物質(zhì)供暖鍋爐以木屑、竹屑、樹枝、秸稈等制成顆粒為燃料,生物質(zhì)原料不同,燃燒后煙氣中水汽含量也不同,其中秸稈類和樹皮類含水量比較高,煙氣中含有大量SO2并且煙氣中還有較多的鉀、鈉、氯等離子,其腐蝕程度更為嚴(yán)重。生物質(zhì)鍋爐多采用流化床式燃燒方式,煙氣量更大,對煙氣系統(tǒng)沖刷更為嚴(yán)重。對于煙氣系統(tǒng)防腐應(yīng)選用防腐性能更好的產(chǎn)品,對于省煤器防腐可采用ZS-1031耐磨防腐涂料,除塵器進(jìn)氣口及中箱體過濾區(qū)防腐可采用ZS-1041煙氣防腐涂料,除塵器上箱體凈氣室防腐采用ZS-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料,對于脫硫塔防腐采用ZS-1042脫硫?qū)S梅栏苛虾蚙S-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料的復(fù)合涂層,后續(xù)的煙道和煙囪建議采用ZS-1041煙氣防腐涂料和ZS-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料的復(fù)合涂層。