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1、第33卷第8期锅 炉 技 术Vol.33,No.82002年8月 BOILERTECHNOLOGYAug.,2002文章编号:CN31-1508(2002)08-0009-05大型锅炉水冷壁高温腐蚀探讨张 翔, 邵国桢(上海锅炉厂有限公司, 上海200245)关键词: 水冷壁;高温腐蚀;防止措施摘 要: 从理论和实际出发,阐述了水冷壁发生高温腐蚀的类型,大型贫煤锅炉水冷壁发生高温腐蚀的原因,四角切圆燃烧方式防止高温腐蚀的措施。针对石洞口电厂锅炉改造,提出防止高温腐蚀的具体措施。中图分类号:TK223.9 文献标识码:B腐蚀,我们针对300MW等级锅炉进行水冷壁高
2、温0 前言腐蚀情况调研。石洞口电厂4台SG—1025t/h—16.67MPa—1 高温腐蚀的产生机理和判据540/540UP型单炉膛燃煤直流锅炉,自投运以来水冷壁暴露出许多问题:高温腐蚀严重、局部在燃煤锅炉中,高温腐蚀分3种类型:硫酸应力集中、热敏感性强,同时锅炉最低不投油稳盐型、氯化物型和硫化物型。水冷壁高温腐蚀燃负荷较高,导致机组的调峰能力和可靠性较通常是由这3种类型腐蚀复合作用的结果,其差。为了适应电力市场竞价上网的需要,石洞中尤以硫化物型和氯化物型为主。口电厂采用了德国steinmuller公司技术方案,硫酸盐型腐蚀的形成:在炉内高温下,煤中+于1998年改造4
3、号炉;2000年由我公司引进的NaC1中的Na易挥发,除一部分被熔融硅德国steinmuller公司技术,改造3号炉。改造酸盐捕捉外,有一部分与烟气中的SO3发生反后锅炉最低不投油稳燃负荷为40%ECR,锅炉应,形成Na2SO4;另一部分是易于挥发性的硅效率高于保证值,NOx排放优于国家标准,在酸盐,与挥发出的钠发生置换反应。而释放出操作的灵活性和可靠性等方面,都得到了用户来的钾,再与SO3化合,并生成K2SO4。当碱金和同行的好评。但改造后3、4号炉燃烧器上部属硫酸盐沉积到受热面的管壁后会再吸收区域,水冷壁仍存在高温腐蚀,腐蚀区域为DSO3,并与Fe2O3作用生成焦硫
4、酸盐(Na·层至H层的煤粉喷口向火面角隅,4面墙均有,K)2S2O7。这样一来,受热面上熔融的硫酸盐面积大致为3m×7m。经测定,在300MW负M2SO4吸收SO3并在Fe2O3、Al2O3作用下,生荷时,高温腐蚀严重地方的烟气中O2仅为1%成复合硫酸盐(Na·K)(Fe·Al)SO4,随着复合硫左右。4号炉自1998年10月投运至2000年10酸盐的沉积,其熔点降低,表面温度增高。当表月,水冷壁管壁腐蚀区域的最大减薄量为0.7mm。面温度升高到熔点,管壁表面的Fe2O3氧化保为完善石洞口1号炉改造方案,防止水冷壁高温护膜被复合硫酸盐破坏,使管壁继续腐蚀。另收稿日期:2
5、002-05-08作者简介:张翔,(1965-),男,1986年毕业于华中工学院电厂热能动力专业,现为上海锅炉厂有限公司设计处高级工程师。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.10锅 炉 技 术 第33卷外,附着层中的焦硫酸盐(Na·K)2S2O7,由于熔300MW机组中,燃用贫煤的10台锅炉,都出点低,更容易与Fe2O3发生反应,生成(Na·现了高温腐蚀,而燃用烟煤的锅炉则很少发现K)3Fe(SO4)3,且反应速度更快。高温腐蚀。在湖北省汉川电厂投运的4台贫煤氯化物型腐蚀的形成:
6、在炉内高温下,原煤锅炉上,也出现了不同程度的高温腐蚀,其中1中的NaCl易与H2O、SO2、SO3反应,生成硫酸号炉曾于2001年8月因高温腐蚀发生爆管,造盐Na2SO4和HCl气体。同时凝结在水冷壁上成紧急事故停炉。在重庆珞璜、陕西渭河、河北的NaCl也会和硫酸发生反应,生成HCl气体,西北坡等电厂均发生了类似问题。通过调研,因此,沉积层中的HCl浓度要比烟气中的大得我们认为大型贫煤锅炉水冷壁发生高温腐蚀的多,会使受热面管壁表面的Fe2O3氧化保护膜原因为:破坏。有研究表明,这种情况在CO和H2浓度(1)贫煤着火困难,火焰传播速度慢,导超过一定范围的还原性气氛中则更为
7、强烈。致未燃尽的煤粉颗粒增多,造成水冷壁附近一硫化物型腐蚀的形成:硫化物型腐蚀是黄些区域缺氧燃烧,而出现还原性气氛和腐蚀铁矿硫造成的,黄铁矿粉末随着未燃尽煤粉到气体;达水冷壁管上,受热释放出单原子硫和硫化亚(2)贫煤着火困难,为改善其着火,通常铁。另外,管壁附近的硫化氢和SO2超过一定采用大切圆,并在一次风喷口布置了各种型式浓度时,也会生成单原子硫,而单原子硫在还原的稳燃器,在一定程度上影响了一次风的刚性气氛中,当管壁温度达到350℃时会发生硫性,造成煤粉火焰刷墙;化反应,生成硫化亚铁;同时硫化氢可以透过(3)贫煤燃烧往往采用瘦高型炉膛,
