超临界对冲燃烧锅炉高温硫腐蚀分析及电弧喷涂防腐应用

《超临界对冲燃烧锅炉高温硫腐蚀分析及电弧喷涂防腐应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第35卷第7期华电技术Vo1．35No．72013年7月HuadianTechnologyJu1．2013超临界对冲燃烧锅炉高温硫腐蚀分析及电弧喷涂防腐应用谢卫国(山西兴能发电有限责任公司，山西太原030206)摘要：以山西兴能发电有限责任公司超临界对冲燃烧直流锅炉为例，描述了水冷壁高温硫腐蚀的形成过程，提出了超音速电弧喷涂涂层在阻止高温腐蚀方面的优势，介绍了超音速电弧喷涂工艺及涂层特性。对锅炉水冷壁管进行电弧喷涂后，提高了管壁表面的耐磨、耐腐蚀性能。关键词：超临界锅炉；对冲燃烧锅炉；高温硫腐蚀；超音速电弧喷涂中图分类号：TK22

2、4．95文献标志码：B文章编号：1674—1951(2013)07—0016—021机组概况山西兴能发电有限责任公司二期工程(2×600MW)锅炉为HG一2000／25．4一YM12型一次中间再热、超临界压力变压运行、带内置式再循环泵启动系统、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、Ⅱ形布置的本生直流锅炉，锅炉下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部采用一次垂直上升管屏。3O个低NO轴向旋流燃烧器前后墙布置，采用对冲燃烧方式。配置正压直吹制粉系统，前墙从上至下布置B，D，F磨煤机，后墙从上至下布置A，c，E磨煤机。每台磨煤机带1

3、层燃烧器，任意5台磨煤机能长期带额定负荷运行。煤粉细度(设计煤种)图1水冷壁左右侧墙向火侧外壁高温腐蚀R9o=17％。冲向两侧水冷壁，煤粉在水冷壁附近燃烧产生高温，山西兴能发电有限责任公司3锅炉投产运行导致煤粉冲刷水冷壁并形成腐蚀性气氛；同时，水冷1年后，发现燃烧器高度区域水冷壁左右侧墙向火壁两侧墙附近的旋流燃烧器出口煤粉易偏向两侧侧外壁高温腐蚀严重(如图1所示)，进行了局部换墙，并随着旋流强度的增加而加重，使两侧墙附近易管。经统计实际入炉煤的煤质资料，电厂实际用煤形成还原性气氛和腐蚀性气体，因此，对冲燃烧锅炉中硫的质量分数最高达

4、1．50％，与设计煤种硫的质的腐蚀部位一般在水冷壁两侧墙。量分数0．82％相差较大。为寻求合理的解决方案，水冷壁高温硫腐蚀是一个比较复杂的过程，它相关技术人员对兄弟电厂进行了调研。众所周知，与炉膛管壁附近的温度、气体成分、煤质和煤粒的运解决劣质煤的稳定燃烧与防止高温腐蚀的发生，在动状况有关。煤的硫分越高，燃烧后腐蚀性物质含许多技术的应用上是矛盾的，运行调整和设备改造量就越高，与水冷壁发生化学反应的可能性就越大。效果并不是很理想，且无特别成熟的经验。大型锅炉水冷壁高温硫腐蚀过程如下：(1)在炉膛内，烟气温度一般在800oC以上，煤2

5、水冷壁高温硫腐蚀的形成过程粉中的黄铁矿(FeS，)受热分解，反应式为FeSzFeS+S。对冲燃烧锅炉的高温硫腐蚀通常发生在炉膛两侧墙水冷壁上，这是因为对冲燃烧锅炉通常采用双一定浓度的HS和S0存在时，便生成硫2H2S+SO2——H2O+3S。调风旋流燃烧器，前后墙的一次风相碰后煤粉气流(2)在还原性条件下，硫直接与Fe发生反应生收稿日期：2013—03—26成FeS，即第7期谢卫国：超临界对冲燃烧锅炉高温硫腐蚀分析及电弧喷涂防腐应用·17·’e+S—÷’eS。具有良好塑性的金属黏合相，构成抗磨损性能优异(3)HS能通过FeO层，与

6、磁性氧化铁层的涂层体系。涂层中的微观结构与冲蚀颗粒有一定FeO中复合的FeO发生反应的配比要求。FeO+H2S———}FeS+H2O。(2)构成防腐特种丝材的粉芯采用了团聚工(4)高温条件下，FeS会被继续缓慢氧化成艺，使各组分在每个颗粒中都占据相同的质量比，保Fe3O4，即证了涂层成分的均质性，避免了传统混合法存在的3FeS+502——F。3O4+3SO2。不均匀问题。从上述分析可知：煤中的硫和硫化物是形成硫(3)防腐特种丝材粉芯中含有放热性成分，在腐蚀的物质基础，也是高温硫腐蚀的内因；外部条件喷涂过程中发生放热反应，加强了涂层

7、与基体的结是高烟温导致水冷壁温度高和煤粉火焰贴墙，形成合以及涂层本身的凝聚性。近壁面强还原性气氛。而煤的燃烧特性则直接影响(4)防腐特种丝材涂层具有与受热面大致相近水冷壁管周围还原性气氛的生成量，影响管壁的腐的线性膨胀系数(8．8×10／K)。蚀速度。炉膛中还原性气氛增加，可燃硫以及硫化3．3超音速电弧喷涂防腐防磨工艺介绍氢等气体含量增高，这是造成高温腐蚀的重要原因；超音速电弧喷涂的施工过程主要有4道工序：另外，除直接化学反应外，借助FeS层的半导体性能机械除渣、喷砂表面粗化、喷涂及涂层封闭。在各个和密集的深入龟裂纹，烟气中的氧气

8、与H：s结合，施工阶段有着严密的检测手段及检测方法。便可能发生电化学腐蚀，使腐蚀速度加快；再者，由(1)机械除渣。除去水冷壁表面积灰及焦块等于煤粉过粗，煤粉气流和煤粉回流区气流冲刷水冷杂物。壁管，使管壁腐蚀产物脱落，腐蚀不断进行，导致腐(2)喷砂。