600MW对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及对策

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1、第38卷第6期华电技术Vol.38No.62016年6月HuadianTechnologyJun.2016600MW对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及对策李广伟，孙俊威，黄启龙(国电科学技术研究院，南京210031)摘要:某电厂对冲燃烧锅炉水冷壁管存在大面积高温腐蚀现象，根据高温腐蚀机理，从锅炉燃用煤种、炉型参数、运行情况和炉内烟气氛围等方面分析了产生高温腐蚀的原因，有针对性地提出了防范措施，可为解决此类问题提供参考。关键词:对冲燃烧锅炉;旋流燃烧器;水冷壁;高温腐蚀中图分类号:TM621.2;TK224.9文献标志码：B文章编号：1674-1951(2016)06

2、-0043-04154根水冷壁管因严重减薄需要更换。水冷壁减薄1机组概况区域如图1所示，减薄状况如图2所示。某电厂#1锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行燃煤直流锅炉，型号为HG-1913/水冷壁减25.4-YM3,一次再热、单炉膛、露天布置、固态排水冷壁减薄区域薄区域渣、平衡通风、全钢构架、全悬吊结构。锅炉制粉系统为正压直吹式系统，共设置6台00000〇〇〇〇(燃尽风ZGM-113N型中速磨煤机。锅炉燃烧方式为前后水冷壁脱墙对冲燃烧，前、后墙各布置3层旋流燃烧器，每层水冷壁風>皮区域皮区域■各有5只，共30只。2013

3、年5月大修中，将锅炉0000〕〇〇—主燃烧器前、后墙最下层（对应A，F磨煤机）的10只LNASB型燃烧器整体更换为LYSC-I型燃烧器，并保留F前墙后墙层等离子点火装置，A层新增加等离子体煤粉点火系统，以实现锅炉的无燃油启动及稳燃，其余的20图1水冷壁减薄严重区域(2)侧墙水冷壁腐蚀表象为:表面沉积物呈多只LNASB型旋流燃烧器整体更换为LYSC-II型低层结构，层间结合力很差，取样时极易呈片状脱落;N0.旋流燃烧器。腐蚀区域存在大量麻点且较深，如图3所示。锅炉设计煤种为神华煤，校核煤种为晋北煤，设计、校核煤种的收到基硫分均不大于0.63%。(3)前、后墙主燃烧器周围

4、，水冷壁金属层均出现脱落问题，前墙尤为严重，如图4、图5所示。水2水冷壁腐蚀减薄情况冷壁向火侧管壁上可以取下整块的腐蚀产物。腐蚀该机组上一次进行A级检修时，实施了低氮燃产物除去后，水冷壁向火侧管壁外侧不再呈圆弧状，烧器改造。2015年8月，机组再次进行A级检修，而是呈三角状或平面状。在检查水冷壁系统时，发现水冷壁出现大面积的高3对冲锅炉高温腐蚀的原因温腐蚀和磨损，局部有结焦和煤粉残留现象，具体呈腐蚀性气体（S〇2，S〇3，HS)、还原性气氛以及现以下特征。(1)A，B两侧墙水冷壁管标高2m至34m(上管壁高温是发生高温腐蚀的主要原因，因此，对冲锅层一次风喷口至燃尽风喷

5、口）区域水冷壁减薄严炉发生高温腐蚀与这几点有必然联系[1]。重，尤其是B侧墙水冷壁向火侧最薄处壁厚为3.1煤质原因5.2mm左右（原始壁厚为8.0mm)。两侧墙共有(1)近年来，燃煤电厂为了增加营利能力和应对多变的市场，锅炉燃用的煤质大多进行掺混，严重收稿日期：2016-03-10;修回日期：2016-06-07偏离设计煤种。长期以来，该机组燃用的煤种有神•44•华电技术第38卷图5前墙水冷壁脱落下的表皮温度髙，燃烧相对困难,会出现燃烧不完全和火焰拖长的现象,易形成还原性气氛；（2)燃用劣质煤会增加制粉系统的负担,使制粉系统的分离效率下降，导致煤粉颗粒变粗;煤粉越粗，

6、越不易燃尽，导致火焰图2B侧墙水冷壁减薄拖长,进一步燃烧时由于缺氧而形成还原性气氛，影响煤粉的燃尽，未燃尽煤粉颗粒聚集在水冷壁附近,加剧髙温硫腐蚀；（3)灰分越大，对管壁的磨损越大，失去保护层的管壁遭受髙温硫腐蚀的可能性也大大增加[2]。3.2水冷壁管壁温度偏高有关资料表明，在300~500°C的范围内，管壁外表面温度每升髙50°C,烟侧的腐蚀程度将增加1倍[3]。燃烧器附近水冷壁管热流密度髙，温度梯度大，管壁的温度一般为350~450°C,而管壁附着物和燃烧工况又可能导致管壁温度进一步升髙。此外，水冷壁的壁温还与管内工质工作压力、炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、火焰

7、中心、管内是否结垢图3B侧墙水冷壁麻点等因素有关。据统计,2015年1一7月，该机组平均负荷率髙达79.2%左右，机组长期在髙负荷下运行,髙峰负荷常常超出额定负荷。负荷的提髙不仅意味着蒸汽流量增大，同时也提髙了蒸汽压力，饱和温度随之上升,管壁温度相应提髙；同时,锅炉燃烧器区域的热负荷始终处于较髙状态，长期运行后,水冷壁遭受髙温腐蚀的可能性将进一步增加。3.3设计原因3.3.1炉内燃烧工况的原因图4前墙水冷壁表皮脱落情况该机组燃烧器为前、后墙对冲布置，燃烧器和燃华煤(设计煤种）、晋北烟煤、印尼煤、国燃煤等。根尽风喷口均布置在炉膛的前、后墙上,两侧墙上未