超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施

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1、第37卷第7期华电技术Vo1．37No．72015年7月HuadianTechnologyJu1．2015超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施孙海元(华电潍坊发电有限公司，山东潍坊261204)摘要：针对某电厂4锅炉出现的高温腐蚀和结焦情况，通过分析结焦原因，提出了改造卫燃带、调节制粉系统浓淡分离器浓淡比例、调平一次风、优化低氮燃烧调整措施等改造措施。改造后锅炉运行参数满足技术要求，消除了炉膛结焦问题，保证了锅炉安全、经济运行。关键词：超临界锅炉；高温腐蚀；结焦；卫燃带；燃烧调整中图分类号：TK224．9文献标志码：B文章编号：1674—1951(

2、2015)07—0029—032．0m，总面积为257m。，第2种卫燃带标高为1机组概况21．330．4m，总面积为145m，两种卫燃带共计某电厂4锅炉是由上海锅炉有限公司制造的402m。SG一2102／25．4型超临界参数变压运行直流锅炉，2低氮燃烧调整后出现的问题及原因分析单炉膛、一次再热、四角切圆燃烧、平衡通风、露天布置、固态排渣、全悬吊Ⅱ型结构，设计燃料为山西晋2．1锅炉出现的问题中地区贫煤。燃烧设备配6台BBD3854型双进双为保证锅炉达标排放，2012年10月锅炉燃烧出钢球磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统。调整方式改为二次风分级低氮配风

3、燃烧方式，即减采用低NO同轴燃烧系统(LNCFS)，煤粉燃烧器为小浓相主燃烧区域二次风量，增加SOFA风量，保证四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。燃烧器采用垂省煤器出口NO质量浓度<450mg／m(原设计为直方向浓淡分级燃烧，主风箱下部布置6层浓煤粉500mg／m)。2013年5月大修停炉后，发现水冷壁喷嘴，上部布置6层淡煤粉喷嘴，分离燃尽风(sO—存在高温腐蚀和结焦情况，腐蚀发生位置为标高FA)风箱布置有6层SOFA喷嘴。在6层宽调节比38000mm处，垂直跨度2．5m，四面墙均存在高温腐(WR)浓煤粉喷嘴四周布置有燃料风(周界风)。在蚀情况，后墙3角

4、腐蚀区域管壁减薄最大，4角腐相邻2层煤粉喷嘴之间布置有2层辅助风(CFS)喷蚀区域面积最大。嘴，其中包括1只偏置的预置水平偏角的辅助风喷2014年9月，4锅炉停炉检查时发现炉膛内嘴和1只直吹风喷嘴。在主风箱上部设有2层紧凑高温腐蚀及结焦情况较为严重。高温腐蚀区域主要燃尽风(CCOFA)喷嘴，下部设有1层火下风(UFA)在2，3，4角的向火侧，标高27379—42400mm，喷嘴。在燃烧器每根煤粉管道进口处装设1个煤粉由燃烧器延伸至锅炉中心(炉膛宽18816mm、深浓淡分离装置，进行煤粉浓淡分离燃烧，将分离后的17696mm)，卫燃带周围尤为严重；另外，在

5、2，3，浓煤粉送人炉膛下部燃烧器，淡煤粉送人炉膛上部4角向火侧F层SOFA燃烧器顶部(标高48000～燃烧器，煤粉和空气从四角送人，从炉顶向下看在炉51000mm，宽度3m)存在轻微高温腐蚀；淡粉区域膛中呈顺时针切圆方式燃烧。6台磨煤机的浓淡比向火侧螺旋水冷壁管局部区域管壁减薄2—3mm例为：A磨煤机，8：2；B磨煤机，8：2；C磨煤机，(管子规格为41．3mm×6．78mm，材质为T22)。6：4；D磨煤机，6：4；E磨煤机，6：4；F磨煤机，从炉膛底部21000mm处到40000mmCCOFA区域8：2。卫燃带上都有结焦现象，四面水冷壁淡粉区域卫燃为

6、达到炉膛稳燃和提高再热汽温的目的，#4锅带结焦情况严重(厚度约为500mm)，多只淡粉燃烧炉在水冷壁每面墙布置有2种卫燃带各2片，总计器喷口烧损。l6片。第1种卫燃带标高为24．6—40．7m，宽度为运行过程中，4锅炉存在再热汽温及金属温度偏高的问题，特别是炉膛左侧受热面金属壁温较高。收稿日期：2015—01—13；修回日期：2015—06—20机组过热汽温可以通过煤水比直接调节，因此过热·3O·华电技术第37卷器金属壁温相对较容易控制；再热减温水经常作为调节再热汽温的主要手段，严重影响机组运行的经济眭。2．2原因分析(1)锅炉实行低氮燃烧调整措施后，在

7、炉膛总风量不变的情况下，主燃烧区域的氧量减少了20％左右，煤粉浓度及对应负荷下的煤粉量减小，炉膛主燃烧区域缺氧严重，从CCOFA区域测量的CO质量浓度大于10000mg／L，强烈的还原性气氛为结焦和高温腐蚀创造了有利条件。SOFA区域的风量增加了20％，在主燃烧区域未燃尽的煤粉在SOFA区域图1烧损的喷燃器继续燃烧，使得此区域炉膛温度升高(从测量数据155m，提高炉膛有效辐射吸热面积，降低燃烧器区看，70％负荷以上时此区域温度在1350℃以上)。域烟气温度水平。低氮燃烧调整方式使得炉膛火焰中心上移，由于顺采用Alstom计算程序进行计算，燃用设计煤种时针

8、四角切圆炉膛火焰中心向左侧炉膛偏斜，使得条件下卫燃带的辐射吸热有效系数为0．2，