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(jīng)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(jīng)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(cè)邊風(fēng)技術(shù)；(2)部分一次風(fēng)反切；(3)采用富集型煤粉燃燒器強化三次風(fēng)燃燒。經(jīng)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(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：鍋爐；高溫腐蝕；實驗研究1引言引言近年來，山東電網(wǎng)相繼有多臺鍋爐發(fā)生嚴(yán)重的水冷壁高溫腐蝕，腐蝕最嚴(yán)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(cè)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(nèi)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(jīng)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(diào)查及實驗發(fā)現(xiàn)，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(yán)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(xué)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(yán)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(cè)一般呈黑褐色，外層松軟，內(nèi)層堅硬，在剝落硬層后，垢狀物與水冷壁管結(jié)合面處呈孔雀藍光澤。本文經(jīng)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(zhì)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(chǎn)

5、生更多的腐蝕性物質(zhì)，加速水冷壁的腐蝕。2.22.2四角切圓燃燒方式造成爐內(nèi)燃燒風(fēng)粉分離四角切圓燃燒方式造成爐內(nèi)燃燒風(fēng)粉分離這是四角切圓燃燒鍋爐普遍存在的問題。一、二次風(fēng)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(cè)不同補氣條件的影響，使氣流向背火側(cè)水冷壁偏轉(zhuǎn)，此時剛性較弱的一次風(fēng)射流將比二次風(fēng)偏轉(zhuǎn)更大的角度，從而使一、二次風(fēng)分離。一、二次風(fēng)的剛性相差越大，這種分離現(xiàn)象越明顯。由于部分一次風(fēng)射流偏離了二次風(fēng)，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(wǎng)調(diào)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?zé)煔饧訜嵋淮物L(fēng)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(zhuǎn)，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(shè)備改造時不得不壓縮二次風(fēng)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(nèi)目測顯示，燃燒器水冷壁區(qū)域沒有結(jié)焦現(xiàn)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(jié)果見表2。結(jié)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(jié)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(xiàn)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(wǎng)調(diào)峰提供依據(jù)。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(fēng)燃