鋼鐵廠干熄焦余熱鍋爐高溫運行：過熱器管腐蝕泄漏致生產中斷

在鋼鐵廠的能源回收系統中，干熄焦余熱鍋爐是連接焦化與發電環節的關鍵設備。它通過回收紅焦顯熱產生高溫高壓蒸汽，既能降低噸鋼能耗，又能為企業創造額外電力收益。然而，在高溫運行環境下，過熱器管的腐蝕泄漏問題如同 “定時炸彈”，一旦發生，輕則導致鍋爐停爐檢修，重則引發干熄焦系統連鎖停機，對鋼鐵廠的連續生產造成嚴重沖擊。

一、過熱器管腐蝕泄漏的典型成因

干熄焦余熱鍋爐的過熱器管長期處于 400-550℃的高溫環境中，且與含塵、含腐蝕性成分的循環氣體直接接觸，其腐蝕泄漏是多種因素共同作用的結果。

高溫氧化與硫化腐蝕的雙重作用是最主要的誘因。干熄焦循環氣體中含有 H?S、CO、CO?等成分，在高溫條件下，H?S 會與過熱器管表面的氧化膜發生反應，生成易剝落的硫化物，使金屬基體直接暴露在高溫煙氣中。例如，當管壁溫度超過 500℃時，Fe 與 H?S 的反應速率會提升 3 倍以上，形成的 FeS 層質地疏松，無法阻止進一步腐蝕。同時，高溫下的氧化反應持續進行，氧化膜與硫化物層交替生成、剝落，導致管壁厚度不斷減薄，最終引發穿孔泄漏。

飛灰磨損加劇腐蝕進程也不容忽視。循環氣體中攜帶的焦粉顆粒以 15-20m/s 的速度沖刷過熱器管，會破壞管壁表面的氧化保護膜，形成 “磨損 - 腐蝕” 惡性循環。特別是在過熱器管束的彎頭、變徑等部位，氣流擾動導致顆粒撞擊頻率增加，局部磨損速率可達正常區域的 2-3 倍，使腐蝕介質更容易侵入金屬內部。

材料選擇與運行參數偏離同樣會埋下隱患。部分鋼鐵廠為降低成本，選用的過熱器管材質耐熱腐蝕性能不足，如 20G 鋼管在 500℃以上環境中，年腐蝕速率可達 0.3mm；而運行中若蒸汽溫度頻繁超溫（超過設計值 10℃以上），會加速材料的晶間腐蝕。此外，鍋爐啟停過程中的溫度波動產生熱應力，會使管壁產生微裂紋，為腐蝕介質提供通道。

二、生產中斷的連鎖影響

過熱器管腐蝕泄漏一旦發生，將對鋼鐵廠的生產運營造成連鎖沖擊。從直接影響來看，泄漏會導致蒸汽壓力驟降，迫使干熄焦系統緊急停機。此時，紅焦無法及時冷卻，只能通過濕熄焦應急處理，不僅浪費大量水資源，還會使焦炭質量下降（M40 降低 2-3 個百分點），影響高爐煉鐵效率。

經濟損失更為顯著。一座年產 300 萬噸的鋼鐵廠，干熄焦系統每停機 1 小時，將損失蒸汽發電量約 1.2 萬度，折合電費 8000 元；同時，焦炭質量降級導致每噸焦炭售價降低 50 元，按日處理焦炭 2000 噸計算，單日損失達 10 萬元。若泄漏引發管爆事故，檢修周期通常需要 3-7 天，綜合損失可超過百萬元。

安全與環保風險也隨之攀升。泄漏的高溫蒸汽可能造成人員燙傷，而緊急停機過程中，爐內高溫氣體外泄，可能導致局部區域 CO 濃度超標（超過 24ppm），引發中毒風險。此外，濕熄焦產生的大量酚類廢水若處理不當，會對周邊環境造成污染，面臨環保部門的處罰。

三、系統性應對策略

為防范過熱器管腐蝕泄漏，需構建 “預防 - 監測 - 治理” 三位一體的應對體系。在材料升級方面，應選用耐高硫腐蝕的合金鋼管，如 T91、TP347H 等，其在 600℃環境下的年腐蝕速率可控制在 0.05mm 以內，使用壽命較普通鋼管延長 5-8 年。

運行優化是關鍵環節。通過精準控制循環氣體成分，將 H?S 濃度降至 50ppm 以下；采用分段送風技術，避免局部超溫；在鍋爐啟停階段，嚴格執行 “升溫速率≤2℃/min、降溫速率≤1℃/min” 的規范，減少熱應力損傷。同時，定期對過熱器進行蒸汽吹灰，清除表面積灰，降低磨損與腐蝕風險。

在線監測與預警能力建設不可或缺。在過熱器管關鍵部位安裝高溫腐蝕傳感器、超聲波測厚儀，實時監測管壁厚度變化與腐蝕速率；通過紅外熱像儀掃描管束溫度場，及時發現局部超溫區域。當監測數據達到預警閾值（如壁厚減薄至設計值的 80%）時，提前安排檢修，避免突發泄漏。

檢修維護需制定標準化流程。每運行 1 萬小時，對過熱器管進行全面檢測，包括外觀檢查、壁厚測量、金相分析等；對腐蝕嚴重的管段及時更換，更換時采用氬弧焊打底、電焊蓋面的工藝，確保焊接質量。此外，儲備一定數量的備用管段，縮短突發故障的檢修時間。

四、案例借鑒：某鋼鐵廠的改進實踐

某大型鋼鐵廠曾因干熄焦余熱鍋爐過熱器管腐蝕泄漏，年均停機次數達 5 次，累計損失超 500 萬元。2022 年，該廠實施系統性改造：將過熱器管全部更換為 TP347H 合金管，安裝在線腐蝕監測系統，優化循環氣體脫硫工藝。改造后，過熱器管年腐蝕速率從 0.25mm 降至 0.06mm，連續運行周期從 8000 小時延長至 1.5 萬小時，年均停機次數減少至 1 次以下，年節約成本超 300 萬元。

干熄焦余熱鍋爐過熱器管的腐蝕泄漏，看似是局部設備問題，實則關乎鋼鐵廠的連續生產、經濟效益與安全環保。通過材料升級、運行優化、監測預警與規范檢修的協同發力，不僅能有效防范泄漏風險，更能提升能源回收系統的穩定性與經濟性。在鋼鐵行業追求綠色低碳發展的背景下，做好過熱器管的腐蝕防控，將成為企業降本增效、實現高質量發展的重要一環。