钢铁厂干熄焦余热锅炉高温运行：过热器管腐蚀泄漏致生产中断

在钢铁厂的能源回收系统中，干熄焦余热锅炉是连接焦化与发电环节的关键设备。它通过回收红焦显热产生高温高压蒸汽，既能降低吨钢能耗，又能为企业创造额外电力收益。然而，在高温运行环境下，过热器管的腐蚀泄漏问题如同 “定时炸弹”，一旦发生，轻则导致锅炉停炉检修，重则引发干熄焦系统连锁停机，对钢铁厂的连续生产造成严重冲击。

一、过热器管腐蚀泄漏的典型成因

干熄焦余热锅炉的过热器管长期处于 400-550℃的高温环境中，且与含尘、含腐蚀性成分的循环气体直接接触，其腐蚀泄漏是多种因素共同作用的结果。

高温氧化与硫化腐蚀的双重作用是主要的诱因。干熄焦循环气体中含有 H₂S、CO、CO₂等成分，在高温条件下，H₂S 会与过热器管表面的氧化膜发生反应，生成易剥落的硫化物，使金属基体直接暴露在高温烟气中。例如，当管壁温度超过 500℃时，Fe 与 H₂S 的反应速率会提升 3 倍以上，形成的 FeS 层质地疏松，无法阻止进一步腐蚀。同时，高温下的氧化反应持续进行，氧化膜与硫化物层交替生成、剥落，导致管壁厚度不断减薄，引发穿孔泄漏。

飞灰磨损加剧腐蚀进程也不容忽视。循环气体中携带的焦粉颗粒以 15-20m/s 的速度冲刷过热器管，会破坏管壁表面的氧化保护膜，形成 “磨损 - 腐蚀” 恶性循环。特别是在过热器管束的弯头、变径等部位，气流扰动导致颗粒撞击频率增加，局部磨损速率可达正常区域的 2-3 倍，使腐蚀介质更容易侵入金属内部。

材料选择与运行参数偏离同样会埋下隐患。部分钢铁厂为降低成本，选用的过热器管材质耐热腐蚀性能不足，如 20G 钢管在 500℃以上环境中，年腐蚀速率可达 0.3mm；而运行中若蒸汽温度频繁超温（超过设计值 10℃以上），会加速材料的晶间腐蚀。此外，锅炉启停过程中的温度波动产生热应力，会使管壁产生微裂纹，为腐蚀介质提供通道。

二、生产中断的连锁影响

过热器管腐蚀泄漏一旦发生，将对钢铁厂的生产运营造成连锁冲击。从直接影响来看，泄漏会导致蒸汽压力骤降，迫使干熄焦系统紧急停机。此时，红焦无法及时冷却，只能通过湿熄焦应急处理，不仅浪费大量水资源，还会使焦炭质量下降（M40 降低 2-3 个百分点），影响高炉炼铁效率。

经济损失更为显著。一座年产 300 万吨的钢铁厂，干熄焦系统每停机 1 小时，将损失蒸汽发电量约 1.2 万度，折合电费 8000 元；同时，焦炭质量降级导致每吨焦炭售价降低 50 元，按日处理焦炭 2000 吨计算，单日损失达 10 万元。若泄漏引发管爆事故，检修周期通常需要 3-7 天，综合损失可超过百万元。

安全与环保风险也随之攀升。泄漏的高温蒸汽可能造成人员烫伤，而紧急停机过程中，炉内高温气体外泄，可能导致局部区域 CO 浓度超标（超过 24ppm），引发中毒风险。此外，湿熄焦产生的大量酚类废水若处理不当，会对周边环境造成污染，面临环保部门的处罚。

三、系统性应对策略

为防范过热器管腐蚀泄漏，需构建 “预防 - 监测 - 治理” 三位一体的应对体系。在材料升级方面，应选用耐高硫腐蚀的合金钢管，如 T91、TP347H 等，其在 600℃环境下的年腐蚀速率可控制在 0.05mm 以内，使用寿命较普通钢管延长 5-8 年。

运行优化是关键环节。通过精准控制循环气体成分，将 H₂S 浓度降至 50ppm 以下；采用分段送风技术，避免局部超温；在锅炉启停阶段，严格执行 “升温速率≤2℃/min、降温速率≤1℃/min” 的规范，减少热应力损伤。同时，定期对过热器进行蒸汽吹灰，清除表面积灰，降低磨损与腐蚀风险。

在线监测与预警能力建设不可或缺。在过热器管关键部位安装高温腐蚀传感器、超声波测厚仪，实时监测管壁厚度变化与腐蚀速率；通过红外热像仪扫描管束温度场，及时发现局部超温区域。当监测数据达到预警阈值（如壁厚减薄至设计值的 80%）时，提前安排检修，避免突发泄漏。

检修维护需制定标准化流程。每运行 1 万小时，对过热器管进行全面检测，包括外观检查、壁厚测量、金相分析等；对腐蚀严重的管段及时更换，更换时采用氩弧焊打底、电焊盖面的工艺，确保焊接质量。此外，储备一定数量的备用管段，缩短突发故障的检修时间。

四、案例借鉴：某钢铁厂的改进实践

某大型钢铁厂曾因干熄焦余热锅炉过热器管腐蚀泄漏，年均停机次数达 5 次，累计损失超 500 万元。2022 年，该厂实施系统性改造：将过热器管全部更换为 TP347H 合金管，安装在线腐蚀监测系统，优化循环气体脱硫工艺。改造后，过热器管年腐蚀速率从 0.25mm 降至 0.06mm，连续运行周期从 8000 小时延长至 1.5 万小时，年均停机次数减少至 1 次以下，年节约成本超 300 万元。

干熄焦余热锅炉过热器管的腐蚀泄漏，看似是局部设备问题，实则关乎钢铁厂的连续生产、经济效益与安全环保。通过材料升级、运行优化、监测预警与规范检修的协同发力，不仅能有效防范泄漏风险，更能提升能源回收系统的稳定性与经济性。在钢铁行业追求绿色低碳发展的背景下，做好过热器管的腐蚀防控，将成为企业降本增效、实现高质量发展的重要一环。