鍋爐高溫腐蝕實驗研究

1、鍋爐高溫腐蝕實驗研究鍋爐高溫腐蝕實驗研究摘要：鍋爐高溫腐蝕，對鍋爐的安全經濟運行有很大危害。該文分析了造成山東省電站鍋爐水冷壁高溫腐蝕的主要原因。經過研究，提出了改進措施，并進行了實爐實驗研究。該文提出的措施為：(1)底層雙通道燃燒器區(qū)域采用側邊風技術；(2)部分一次風反切；(3)采用富集型煤粉燃燒器強化三次風燃燒。經過實爐的熱態(tài)實驗表明，該文所提出的改造方案，能夠解決高溫腐蝕問題。改造后，低負荷穩(wěn)燃及熱效率不受影響。采用該文提出的方法

2、，解決高溫腐蝕問題，是成功的。關鍵詞關鍵詞：鍋爐；高溫腐蝕；實驗研究1引言引言近年來，山東電網相繼有多臺鍋爐發(fā)生嚴重的水冷壁高溫腐蝕，腐蝕最嚴重的鍋爐水冷壁最小壁厚僅1.3mm，腐蝕速度達2mma。各鍋爐發(fā)生高溫腐蝕的區(qū)域基本相近，即燃燒器出口射流下游區(qū)域，高度在燃燒器中心線附近，且管子向火側的正面點腐蝕得最快。水冷壁發(fā)生高溫腐蝕后，壁厚減薄，強度降低，容易造成爆管和泄漏，危及鍋爐安全運行。上述鍋爐都因高溫腐蝕使水冷壁管在較短時間內減薄

3、，不得不在檢修時大面積換管，不僅耗費材料，而且檢修時間延長，工作量增加，經濟損失巨大。水冷壁高溫腐蝕問題己成為困擾山東省許多大型電廠鍋爐的痼疾。通過調查及實驗發(fā)現，上述發(fā)生高溫腐蝕的鍋爐均為燃用貧煤的鍋爐，腐蝕區(qū)域均存在強烈的還原性氣氛，嚴重腐蝕區(qū)域煙氣含O2量幾乎為零，而CO含量則高達10％以上，有的鍋爐局部區(qū)域CO甚至接近30％。腐蝕發(fā)生區(qū)域及腐蝕管子形態(tài)的化學組成都是相似的。高溫腐蝕的位置都是在噴燃器區(qū)域的四面水冷壁上。腐蝕的嚴重

4、區(qū)域大都位于燃燒器出口射流的中下游。腐蝕區(qū)域的水冷壁向火側一般呈黑褐色，外層松軟，內層堅硬，在剝落硬層后，垢狀物與水冷壁管結合面處呈孔雀藍光澤。本文經過研究，提出了改進措施，并進行了實爐實驗研究。2高溫腐蝕研究及措施高溫腐蝕研究及措施[1][1]2.12.1煤種問題煤種問題煤種是造成高溫腐蝕的主要原因之一。對發(fā)生高溫腐蝕鍋爐所燃用煤質進行統(tǒng)計分析表明，大部分鍋爐的燃煤含硫量均在1.2％以上，有些甚至高達2%~3％。高含硫量使煤在燃燒中產

5、生更多的腐蝕性物質，加速水冷壁的腐蝕。2.22.2四角切圓燃燒方式造成爐內燃燒風粉分離四角切圓燃燒方式造成爐內燃燒風粉分離這是四角切圓燃燒鍋爐普遍存在的問題。一、二次風射流噴出燃燒器后由于受到上游鄰角氣流的擠壓作用及左右兩側不同補氣條件的影響，使氣流向背火側水冷壁偏轉，此時剛性較弱的一次風射流將比二次風偏轉更大的角度，從而使一、二次風分離。一、二次風的剛性相差越大，這種分離現象越明顯。由于部分一次風射流偏離了二次風，煤粉在缺氧狀態(tài)下燃燒

6、，在射流下游水冷壁附近形成局部還原性氣氛，這是引發(fā)高溫腐蝕的一個重要原因。2.32.3特殊燃燒器的影響特殊燃燒器的影響近年來，隨著電網調峰壓力加大，許多電廠采取各種手段來降低鍋爐最低穩(wěn)燃負荷，特別是燃用貧煤機組，由于本身穩(wěn)燃條件較差，不得不通過改造燃燒器來保證鍋爐低負荷穩(wěn)燃的要求。在鍋爐改造中采用較多的是熱回流型燃燒器。熱回流型燃燒器的特點是在燃燒器出口區(qū)域存在強烈的回流區(qū)，籍此回流高溫煙氣加熱一次風粉氣流來強化燃燒；同時熱回流型燃燒器

7、的出口面積相對于普通燃燒器也較大。上述特點造成熱回流型燃燒器的出口氣流剛性較弱，在上游氣流的作用下極易發(fā)生偏轉，造成煤粉氣流貼壁，引發(fā)高溫腐蝕。另外由于熱回流型燃燒器出口面積較大，在設備改造時不得不壓縮二次風的噴口面積注：測點1、2、3位于C、D燃燒器之間，沿水冷壁水平均勻布置。在鍋爐2000年11月的小修檢查中對爐膛水冷壁進行了重點檢查。爐內目測顯示，燃燒器水冷壁區(qū)域沒有結焦現象，管壁表面只有一層疏松的浮灰。本文還對管壁進行了測厚實驗

8、。測試位置見圖1，測試結果見表2。結果表明，燃爐改造后約一年半運行期間，原高溫腐蝕區(qū)域管壁厚度沒有明顯變化，管壁厚度減薄速度小于0.25mma。上述實驗結果表明，濰坊電廠1號爐水冷壁高溫腐蝕問題得以很好解決。3.23.2低負荷實驗情況低負荷實驗情況通過實驗考核1號爐在燃用現有實際煤種條件下的低負荷穩(wěn)燃能力，檢驗改造效果，確定合理運行方式，為機組參加電網調峰提供依據。整個實驗期間1號爐燃燒比較穩(wěn)定。在165MW負荷下進行了C、D層一次風燃