锅炉水冷壁高温腐蚀的原因及对策

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1、第32卷第1期华电技术V01．32No．12010年1月HuadianTechnologyJan．2010锅炉水冷壁高温腐蚀的原因及对策刘兆俊(中国石化胜利石油管理局胜利发电厂，山东东营257087)摘要：胜利发电厂1锅炉在2008年7月小修期间，发现锅炉水冷壁管存在大面积高温腐蚀现象，经检查共有129根水冷壁管减薄超标，小修期间予以更换。通过对该厂1锅炉水冷壁管高温腐蚀现象的分析，找出了产生高温腐蚀的原因，制订了防范措施，消除了锅炉安全运行的隐患。关键词：锅炉；水冷壁；水冷壁管减薄；高温腐蚀；燃烧调整中图分类号：TK223

2、．31文献标志码：B文章编号：1674—1951(2010)01—0043—031机组概况次风口S。一胜利发电厂一期2台锅炉系东方锅炉厂生产的DG670／13．7—8A型超高压、一次中间再热、单汽包自然循环、固态排渣、燃用贫煤锅炉，该炉呈n形布一置，中间储仓式热风送粉，配备200MW汽轮发电机次风口DD组，分别于1992年、1993年投产。锅炉炉膛尺寸为嗣一11．92m宽、l0．88m深，容积热负荷Q、．：4．73×10kJ／(m·h)；锅炉设计效率90．13％，再热蒸汽温度盟一为540℃，给水温度245℃，热风温度340o

3、C，排烟温度153℃。锅炉燃烧器分上、下2组集中布置，燃烧次风口C幢一器结构布置图如图1所示。燃烧器的1、3角对冲，2、4角相切形成直径为736mm的假想切一圆，每角有6层二次风口(含油配风)，最上面有2二次风口BC一(上油枪)层三次风口。燃烧系统设计参数见表1。设计煤种为晋中贫煤，其煤质成分为：收到基碳，64．89％；收二次风口BB一到基氢，2．83％；收到基氧，2．40％；收到基氮，0．98％；收到基硫，1．08％；收到基水分，6．00％；空气干燥基水分，0，78％；收到基灰分，(21．8±5)％；母一干燥无灰基挥发分，

4、(15．7±2)％；收到基低位发热量，(23873．1±1)kJ／kg。一该厂一期2台机组分别于1999年、2000年改造增容为2x220MW，并于1999年对1锅炉三次二次风口AA一(油枪)风进行了反旋改造，2005年将1锅炉燃烧器改造为水平浓淡燃烧器，改造后的锅炉在稳燃、节能及环保方面达到了预期效果。2008年7月1机组小修图1燃烧器结构布置图期间，检修人员在检查锅炉水冷壁时发现喷燃器区表1燃烧器设计参数域水冷壁存在高温腐蚀现象，整个炉膛水冷壁产生高温腐蚀的区域如图2所示，其高度位置在二次风口AA到三次风口S之间。收稿日

5、期：2009—08—12·44·华电技术第32卷FeO+H2S———f’eS+H2O。。＼＼(4)硫化亚铁FeS缓慢氧化而生成黑色的磁性氧化铁＼／／，3FeS+502—F3O4+3SO2。从上述过程可知，引发水冷壁高温腐蚀的根本原因是：煤中含硫高，未燃尽煤粉冲刷水冷壁并形成＼局部还原性气氛，水冷壁管壁温度较高。2．21锅炉水冷壁产生高温腐蚀的原因1角4角该厂1锅炉投产后，运行状况一直良好，16年图21炉高温腐蚀位置示意图间从未发生过高温腐蚀现象，但该炉组在2008年3_-6月的运行工况较为特殊：一是锅炉超负荷运2水冷壁高温腐

6、蚀原因分析行；二是为了控制排烟温度，对进入锅炉的总风量进2．1水冷壁高温腐蚀机理行了限制；三是由于当时煤炭供应紧张，该厂一期锅锅炉水冷壁向火侧腐蚀有时称为“还原气氛腐炉燃用了含硫量较高的混杂劣质贫煤。这一特殊的蚀”，水冷壁向火侧的腐蚀不可能发生在燃烧区的运行工况是造成水冷壁高温腐蚀的重要因素。氧化性气氛中，而是发生在不完全燃烧中形成的一该厂1炉水冷壁管规格为60mm×6mm，材氧化碳的还原气氛中，此时未经燃烧的炭粒飞向炉质为20G，金相人员对产生高温腐蚀的水冷壁管进管表面时，同时释放出挥发硫和氯化物，对金属产生行了检查测厚，

7、从检测中发现锅炉乙侧水冷壁管硫化物作用，加速腐蚀。当持续燃烧不良或脉动火(靠近3角处)腐蚀相对严重，在一次风口C的高焰冲击炉墙时，形成高温和燃料过剩的腐蚀环境，在度位置从左数第11，12，13，14，15，16，17，22，26，此环境中有利于产生钠和磷的硫酸盐，其熔点只有27，28，3O，31，37，38根水冷壁管测量数值分别为427℃。水冷壁温度越高，各种腐蚀物越容易形成，4．24，4．51，4．15，3．74，3．38，3．16，3．13，3．23，有资料表明，在300～500℃范围内，管壁外表温度每升高50℃，烟气侧

8、的腐蚀程度将增加1倍。3．36，3．47，3．30，3．47，2．96，3．02，3．55mm。锅炉高温腐蚀主要发生在燃用贫的煤锅炉上，锅炉的后墙水冷壁高温腐蚀程度与乙侧墙水冷壁基本相同，水冷壁向火侧的正面点腐蚀速度最快。高温腐蚀与甲侧墙水冷壁次之，而前墙水冷壁管腐蚀相对较轻。煤种有很大关