火力发电厂锅炉硫腐蚀分析与对策

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1、2011年第36卷第4期攀枝花科技与信息(总第107期)·工程技术·火力发电厂锅炉硫腐蚀分析与对策景海都唐黎攀钢发电厂摘要本文针对火力发电厂含硫燃煤对锅炉部分热力管道的腐蚀现象，通过取样和化学分析，验证了锅炉运行中硫分对热力金属管道的腐蚀作用及特点，从理论上对硫腐蚀的化学机理进行了分析与研究，针对性地从燃煤采购、配煤控制、运行管理和设备改进等方面提出了预防硫腐蚀的对策措施。关键词化学监督水冷壁过热器结焦硫腐蚀近年来，四川省内火力发电厂生产用煤比较坚硬，附着牢固，三墙中前墙相对少一供应紧张，随之而来的供煤品质下降、含硫量些

2、，后墙三次风管以上靠舵角的区域结焦最升高趋势明显，特别是攀西地区增幅较大。多，约有1～2era厚。水冷壁从屏过处往上的以攀钢发电厂用煤为例，2008年以前入炉煤区域很少结焦，但表面有积灰。折焰角附近平均含硫量≯0．40％，最大值≯1．oo％，但水冷壁焦层下有黄色附着物，左侧、后侧较为2009年以来，人炉煤平均含硫量由0．63％上明显。升至0．74％，最大值由1．10％上升至2．屏式过热器1．17％，与原锅炉设计煤种含硫量0．13％、实屏式过热器管束下部管道表面挂焦较际煤种含硫量0．42％相差较大。燃煤含硫量多，大部分呈现

3、熔化流动形貌，表面松软，底的上升，不仅增加了发电厂的脱硫成本，还容部焦层较硬，管面有1～2ram厚的黄色附着易引起锅炉水冷壁和过热器等高温、高压管物，局部有锈蚀斑点；竖直管束表面基本上没道腐蚀和爆管(腐蚀速度最高的可达每年有挂焦，但有lmm厚的积灰，刮去积灰管壁2mm以上)，造成生产安全隐患。比较平整，呈红褐色，无明显的腐蚀。一、腐蚀现象与化学检测验证3．取样与化验结果2010年1O月，攀钢发电厂对#11机组进(1)取样行了例行性大修，大修期间依照化学监督管在折焰角左侧气割两根水冷壁管样，管理标准要求，对锅炉水冷壁、过热

4、器管等热力样长1．5m，用于进行外观检查和刮取向火侧系统进行了化学监督检查和照相，并进行了的管外垢样；在屏式过热器管束下部结焦较取样化验。多的地方，除去上层松软的焦层进行外观检1-水冷壁管查，并刮取向火侧的管外垢样以备分析化验。炉膛内水冷壁管表面有少量结焦，焦渣(2)外观检查57PANZHIHUASCI—TECH&INFORMATION水冷壁焦层下红棕色和黄色附着物明底部焦层较硬，管面有1～2mm厚的黄色附显，向火侧正面刮取附着物后可见水冷壁管着物，局部有锈蚀斑点；竖直管束表面基本上表面密布不规则凹痕和麻点，向火侧正面两

5、没有挂焦，管壁比较平整，呈红褐色，无明显侧焦渣和黄色附着物消减明显，水冷壁表面的腐蚀。随之变得光洁；屏式过热器管束下部结焦量(3)垢样分析结果(见下表1)较大，大部分呈现熔化流动形貌，表面松软，表1垢样分析结果分分析项目成分样品析酸不灼烧取样时间样水分Fe203Ca0MgOAI203CU0SO3SiO2P205核算名称颜溶物增减色％％量％％％％％％％％％％屏式过热红褐2010．10．18器管外壁色1．2026．7524．6524．753．080．924．590．5316．140．150．05102．81黄色样2010水冷

6、壁结红褐．10．18焦色0．O5，4．5518．537．681．3820．110．147．8637．400．1797．85从表1可以看出，在管外壁的附着物中，炉膛内管道高温腐蚀的机理十分复杂，SO含量较高，尤其是管壁外黄色样中的含是多种化学物质在各种温度下共同对管壁进量更为突出，说明在水冷壁和屏式过热器管行的复杂的动态腐蚀过程，主要与炉膛火焰道发生了硫腐蚀。温度和燃煤的含硫量有关。二、腐蚀分析1．结焦原因电力用煤中的硫量有这样三种形式：一煤粉气流在进入对流受热面以前应当燃种是有机硫(与c、H、0等结合成的有机化合烧成灰烬

7、，并冷却至一定温度，所有这些过程物)，一种是黄铁矿(FeS：)中的硫，这两种硫均在2～3s内完成。都是可以燃烧的，称为可燃硫；还有一种是高处于燃烧中心(温度达1450～1650oC)价氧化物的硫(如硫酸盐FeSO、CaSO等中的粉煤灰可能已全部熔化或表面熔化。在正的硫)，这种硫不能燃烧。每公斤硫完全燃烧常情况下，熔渣离开燃烧中心碰到受热面以可放出9040kj的热量，同时生成sO和sO。，前应当已冷却成固体状态，这样与受热面碰硫分对锅炉腐蚀有决定影响。撞后仍被烟气带走，只会引起磨损，不致酿成锅炉运行过程中，炉温可高达160

8、0℃以结渣。若熔渣在与受热面撞击时，仍保持熔上，由于燃烧煤中硫及其他有害杂质的存在，化状态，则粘附在管壁上，形成结渣，俗称结水冷壁普遍遭受高温腐蚀。在高温火焰核心焦。区域局部缺氧的条件下煤中的部分硫分会生2．水冷壁的外部腐蚀成H：S，对高温水冷壁产生严重腐蚀。被燃由于炉膛内发生结渣，水冷壁管表面就烧火焰直接冲刷的水冷