对冲燃烧布置锅炉水冷壁高温腐蚀问题的研究.pdf

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1、第’—卷第‘期华中理工大学学报¶ÏÌŽ’—®ÏŽ‘‘™™™年‘月ªŽ¨ÕÁÚÈÏÎǵÎÉÖŽÏƳÃÉŽ†´ÅÃÈŽªÁÎŽ‘™™™对冲燃烧布置锅炉水冷壁高温腐蚀问题的研究3丘纪华李敏孙学信刘永刚ˆ华中理工大学煤燃烧国家重点实验室‰ˆ河北省电力试验研究所‰摘要分析了对冲布置锅炉水冷壁高温腐蚀的原因Œ提出了用贴壁风来解决对冲布置锅炉水冷壁高温腐蚀的办法Œ并用计算机对“•••·机组前后墙旋流燃烧对冲锅炉燃烧过程进行了不同工况下的数值模拟Œ包括改变一次风速度!二次风内外风量比例!内二次风旋流强度!贴壁风的位置和速度等Œ通过比较得到了较为可行的贴壁风布置方案

2、Ž关键词锅炉›高温腐蚀›燃烧分类号´«’’“近年来国内新建的一些大型锅炉Œ不同程度腐蚀的可能性较大Œ硫分越高Œ腐蚀性物质浓度越地存在锅炉水冷壁的高温腐蚀现象Œ容易造成水大Œ与金属管壁发生化学反应的可能性就越大Œ对冷壁的泄漏和爆管Œ直接影响锅炉的安全运行Ž通水冷壁的腐蚀就越严重Ž另外Œ当含有较多未燃尽常认为四角切圆燃烧锅炉因切圆过大或火焰中心煤粉的气流直接冲向水冷壁时Œ这股气流除了造偏移Œ容易引起水冷壁的高温腐蚀和磨损Œ而前后成水冷壁附近的温度增加和形成还原性气氛外Œ墙对冲燃烧布置锅炉因采用旋流燃烧器Œ对烟气其中的煤粉颗粒将直接冲刷水冷壁Œ导致水冷壁的卷

3、吸率高!火焰行程短和炉内热负荷比较均匀Œ的磨损Œ并由于气流中携带着已熔化的灰粒Œ这些故认为结渣和腐蚀较容易控制»‘½Ž然而Œ国内仍有灰粒撞击到水冷壁后会粘附上去Œ灰粒中的腐蚀一些对冲燃烧布置的锅炉存在较严重的水冷壁高性物质就会很容易地与水冷壁金属表面发生化学温腐蚀现象Œ说明对冲燃烧布置锅炉的高温腐蚀反应Œ引起严重的腐蚀和磨损Ž问题也需认真研究解决Ž’水冷壁高温腐蚀问题的分析及解决办法‘水冷壁高温腐蚀形成的主要因素对冲燃烧布置锅炉的高温腐蚀通常发生在炉水冷壁的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过内两侧墙水冷壁上Œ这主要是因这类锅炉采用双程Œ主要与水冷壁附近的温

4、度!气体成分!煤质成调风旋流燃烧器前后墙对冲布置Œ该燃烧器的一»’½分和煤粒的运动状况有关Ž由于炉内燃烧不均次风不旋转Œ可调节内外二次风量比例和内二次匀Œ水冷壁附近局部温度增高Œ使水冷壁壁面温度风的旋流强度Ž由于一次风并不旋转Œ故当一次风提高Œ在高温下水冷壁金属管材容易老化Œ抗磨损速度较大时Œ造成前后墙的一次风碰撞后煤粉气和腐蚀的性能降低Ž煤粉在燃烧过程中Œ煤中的矿流冲向两侧水冷壁Œ从而导致煤粉在水冷壁附近物质成分不断地挥发出来Œ其中有一部分形成燃烧Œ产生较高的温度和煤粉冲刷水冷壁Œ以及腐³¯’Œ¨£ÌŒ®Á¯¨和¨’³等腐蚀性较强的物质Œ蚀性气氛的形

5、成Œ使得水冷壁易受腐蚀和磨损Œ是并对水冷壁产生腐蚀Ž当水冷壁附近的烟气处于导致对冲布置锅炉受高温腐蚀关键所在Ž还原性气氛时Œ还原性气氛将导致灰熔点的下降以国内某电厂“•••·锅炉为例Œ该炉燃烧和灰沉积过程加快Œ从而加速受热面的腐蚀Ž煤质器为对冲燃烧布置Œ前后墙各布置‘’只¥©2¤²¢对高温腐蚀也有一定的影响Ž燃用无烟煤和贫煤型双调风旋流燃烧器Œ设计煤种为晋中贫煤Œ燃烧的锅炉Œ煤的着火点温度相对较高Œ燃烧困难Œ容器布置见图‘Ž该炉于‘™™“年底投产Œ投运两年易产生不完全燃烧和火焰拖长Œ因而形成还原性后发现该炉两侧墙的水冷壁表面腐蚀磨损较为严气氛Œ致使炉内

6、腐蚀性气氛增强Ž含硫高的煤出现重Œ经过现场分析及研究Œ认为这主要是由于该炉收稿日期š‘™™˜2•˜2“‘Ž丘纪华Œ男Œ‘™•—年生Œ副教授›武汉Œ华中理工大学煤燃烧国家重点实验室ˆ”“••—”‰Ž–”华中理工大学学报‘™™™年贴壁风的位置和尺寸Œ以及风量的大小和风速的高低对减轻水冷壁的高温腐蚀非常关键Ž为了获得这些数据Œ采用先进的锅炉燃烧过程计算机模拟预示技术»“½Œ根据对贴壁风布置位置和风速的选择Œ并与改变燃烧器的配风!改变内外二次风的比例!改变内二次风的旋流强度进行比较Œ对该炉燃烧过程进行了大量的模拟计算Œ以便得到解决该炉水冷壁高温腐蚀及磨损切实可

7、行的办图‘“•••·锅炉对冲燃烧器布置示意图法Ž这里Œ仅选取九个具有代表性的计算机模拟工ˆ尺寸单位为Í͉况进行讨论Ž表‘给出了这九个工况的一些主要的燃烧器为对冲布置Œ运行中一次风风速较大Œ造参数Ž成前后墙的一次风对冲后煤粉气流冲向两侧水冷贴壁风喷口的位置Œ既可以选择在前后墙上Œ壁燃烧Œ致使该处水冷壁受到腐蚀及磨损Ž而一次也可选择在左右两侧墙上Ž贴壁风布置在前后墙风由于管径偏大Œ减小一次风量又容易造成一次时Œ三层燃烧器共布置贴壁风喷口‘’个Œ贴壁风风管堵塞Œ二次风的叶片和挡板调节有限Ž因此Œ靠近两侧墙附近Ž每层贴壁风喷口的中心标高与靠调节燃烧器的各次风

8、量难以解决问题Ž为此Œ我各层燃烧器的中心标高一致Œ喷入的方向也与一们提出安装贴壁风的办法来解决