锅炉高温蒸汽氧化治理技术研究

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1、电力技术锅炉高温蒸汽氧化治理技术研究匕】±士口日口(神华国华(北京)电力研究院有限公司，北京100069)·“。“垂纛-叠叠蠹l篓囊l，墓ii爱【摘i蓦蛆辛器据锅炉高温受热面氧化皮生成与剥落特点，对导致超临界锅炉氧化皮大面积剥落的原因。冀蠹萎蓦譬誊冀蠹攀嚣蓦j囊豢露麓誊立行了分析'并从运行、检鹤设备选型方面提出了治歪睹施。ii囊薯雾ij一瓣囊嚣黧誊蠹誊i曩誊孽誊搿黛搿i焉薯【词l锅炉；蒸汽；氧化治理；研究ji篓篡童誊。囊。一“誓囊麓荔攀囊蔫一i誊嚣嚣囊蠹誊j誊囊萋囊蠢【中图分害号】T24·9+5i【文献标谚鹕】Bji【文号】jl6744586(2oo9)；1l瑚24一D4j誉_⋯鬟警

2、⋯雾_j舞㈡⋯J—j、，l⋯!一⋯蠢、f一一^⋯1前言式，正压直吹式制粉系统，配备6台HP型磨煤机，燃用煤种为神华侏罗纪烟煤和石炭纪烟煤配置的混煤。早在1929年，德国科学家Schikorr就发现金属可锅炉主要设计参数如表l所示。以在高温水蒸汽中发生氧化。根据国外投产较早的超表1锅炉主要设计参数(超)临界锅炉运行情况来看，随着机组蒸汽参数的名称参数名称参数不断升高，锅炉高温受热面蒸汽氧化腐蚀成为危及过过热蒸汽流量l9l3t，h再热蒸汽出口温度569C过热蒸汽出口压力2540MPa屏底烟温1361C热器、再热器安全运行的重要因素之一。我国近几年过热蒸汽出口温度571C锅炉排烟温度(修正

3、后)129C来投产的超临界锅炉有些运行不到lO000h~发生氧化再热蒸汽流量1586h炉膛断面热负荷4．536MW／m再热蒸汽进出口压力4．35／416MPa炉膛容积热负荷8809kW／m皮大面剥落导致的过热器和再热器超温爆管，而且在再热蒸汽进1：3温度310C燃烧器区域面积热负荷1．660MW／m部分早期投产的大型亚临界锅炉上也发生了类似事末级过热器总计82屏，每屏由12根管组成，其金件，这一问题已成为普遍存在且亟待解决的世界性难属用材情况如图1所示。题。本文根据一台600MW超临界锅炉在停炉阶段氧化皮大面积剥落导致启动完成后短时间内末级过热器芬嚣毒詈善}f≮爆管的事故分析，从运行

4、、检修和设备选型方面提出膏i篓季}了初步治理措施。2设备简介该600MW超临界锅炉为上海锅炉厂制造的丁c型锅炉，螺旋管圈+垂直管屏水冷壁，四角切圆燃烧方图1600MW超临界锅炉末级过热器金属用材示意图圊2009．11第11期锅炉高温蒸汽氧化治理技术研究由图可以看出，末级过热器管屏入口段大量采用00：40锅炉手动MFT，机组负荷45MW；02：50主T23、出口段大量采用T91、最外圈采用TP347H，内汽压力2MPa，锅炉带压放水；06：40锅炉放水完毕；圈采用T91~[1T23，说明从亚临界到超临界锅炉材料07：40打开风烟挡板，自然通风；停炉8h后，08：40启选用没有质的变化，

5、但高端材料使用量增加。对于末动风机强制冷却。表2为停炉过程中蒸汽温度和部分级过热器管屏，根据热负荷的不同，选用不同内径和金属壁温变化速率统计数据，从表中数据可以看出，材质的金属材料，以达到调整蒸汽流量和满足许用温蒸汽温度变化速率满足规程要求，但停炉自然冷却时度的要求。间未满足停炉要求。原始设计中，在第2、6、10、14、18、22、26、3．3锅炉启动过程30、34、38、41、42、45、49、53、57、61、65、14：40锅炉点火；16：30过热蒸汽、再热蒸汽温度69、73、77、81屏的第6根管的出口段装有炉外测开始上升；18：40汽机冲转；19：17机组并网。表3为点，用

6、以表征沿烟道宽度方向的金属壁温水平；此启动过程中蒸汽温度和部分金属壁温变化速率统计数外，在第22、61屏的第12根管的出口段上也全部加装据，从表中数据可以看出，蒸汽温度变化速率满足规了炉外测点，用以表征沿烟道深度方向的金属壁温水程要求。平，总计44点。表3600MW超临界锅炉启动过程蒸汽温度和金属典型壁温变化速率统计3事故综述序号名称温升速度备注1过热器温度2．14。C／min从245。C升至502C3．1锅炉启，停阶段对于蒸汽温度变化速率的2再热器温度2．26℃／min从217。C升至488C3末级过热器典型金属温度26C／rain从170C升至486。C要求4朱级再热器典型金属温

7、度25。C／min从145℃升至447℃本次事故是在停机消缺后的启动过程中发生的，3．4锅炉爆管情况按照运行规程，在锅炉启动和停止阶段对于蒸汽温度锅炉启动完成后约40h，发现锅炉再热汽温异常变化速率的要求如下：升高后回落，给水流量突然增加100t／h，现场检查炉锅炉启动阶段蒸汽温升速率：300-400℃，温膛标高68m处异音较大，确认为受热面泄漏。升小于3℃／min；400-500℃，温升小于2．5℃／min；经过停炉全面检查，发现存在两处爆口：末级过50