NCR 脱硝时，锅炉管系为何频频 “受伤”？腐蚀真相与防护全解

SNCR 脱硝时，锅炉管系为何频频 “受伤”？腐蚀真相与防护全解

采用选择性非催化还原法（SNCR）进行炉内脱硝时，尽管该工艺无需催化剂、设备简单，但锅炉管系却常因腐蚀问题缩短使用寿命，增加维修成本。据统计，因 SNCR 脱硝引发的锅炉管系腐蚀，使部分企业年均设备维修费用增加 30% - 40%，甚至导致生产中断。那么，SNCR 炉内脱硝究竟如何腐蚀锅炉管系？又该如何防护？

一、SNCR 炉内脱硝工艺简介

SNCR 炉内脱硝是在高温环境（850 - 1100℃）下，将氨或尿素等还原剂直接喷入锅炉炉膛，还原剂迅速热解产生氨气，与烟气中的氮氧化物（NOx）发生反应，将其还原为氮气和水。主要反应方程式如下：

尿素为还原剂：

CO(NH₂)₂→2NH₃+CO，

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

氨为还原剂：4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

该工艺具有投资成本低、操作简便的特点，但高温高反应活性的环境，也为锅炉管系腐蚀埋下隐患。

二、SNCR 炉内脱硝对锅炉管系的腐蚀机理

（一）高温腐蚀

在 SNCR 脱硝过程中，炉膛温度处于 850 - 1100℃的高温区间，锅炉管系金属材料（如碳钢、合金钢）会与烟气中的氧气、水蒸气、二氧化硫等发生氧化反应。以碳钢为例，其主要氧化反应为：

Fe+O2→FeO，

3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2

 随着温度升高，氧化膜生长速度加快，当温度达到 1000℃时，氧化速率相较于 850℃提升约 40%，加速管系腐蚀。

（二）酸碱腐蚀

酸性腐蚀：还原剂在反应过程中会生成中间产物，如硫酸氢铵（NH₄HSO₄） 。当温度降至 300 - 400℃区间，NH₄HSO₄ 呈液态，具有强腐蚀性，会附着在锅炉管系表面，与金属发生反应，导致腐蚀。研究表明，在含有NH₄HSO₄的环境中，碳钢的腐蚀速率可达正常环境下的 5 - 8 倍。

碱性腐蚀：过量的氨（NH3）与水反应生成氨水（NH3?H2O），呈碱性。氨水会与金属表面的氧化膜发生反应，破坏保护膜，从而引发腐蚀。

（三）冲刷腐蚀

在还原剂喷射过程中，高速流动的还原剂和烟气会对锅炉管系产生冲刷作用。根据流体力学原理，流体速度（v）与冲刷腐蚀速率的关系可近似表示为冲刷腐蚀速率=kv?（k为常数，n一般取 1.5 - 2）。当还原剂喷射速度过快时，管系表面材料不断被冲刷剥离，加速腐蚀进程。

三、锅炉管系腐蚀防护措施

（一）优化工艺参数

1.控制还原剂用量：精确计算还原剂喷入量，避免过量喷氨。根据氮氧化物初始浓度和目标脱硝效率，采用公式
2.调整喷射温度与位置：确保还原剂在 850 - 1100℃的最佳温度区间内与烟气充分混合反应，同时避免还原剂直接喷射到锅炉管系表面，减少冲刷腐蚀。

（二）选用耐腐蚀材料

1.高温合金材料：对于高温区域的锅炉管系，可选用镍基合金、铬钼合金等耐高温、耐腐蚀材料。与普通碳钢相比，镍基合金在 1000℃环境下的腐蚀速率降低约 70%。

2.涂层防护：在锅炉管系表面喷涂陶瓷涂层、金属陶瓷涂层等。陶瓷涂层硬度高、化学稳定性强，能有效隔离管系与腐蚀介质，使腐蚀速率降低 60% - 80%。

（三）加强运行维护

1.定期检测：利用超声波测厚仪、涡流探伤仪等设备，每月对锅炉管系壁厚、表面缺陷进行检测，及时发现腐蚀隐患。

2.清理积灰：定期清理锅炉内部积灰，减少NH4HSO4等腐蚀性物质的沉积，降低腐蚀风险。

采用 SNCR 炉内脱硝工艺时，锅炉管系的腐蚀问题不容忽视。