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煤粉鍋爐水冷壁高溫腐蝕影響因素分析及抑制措施

文檔作者：劉震杰，李昱文檔來源：衢州市特種設(shè)備檢驗(yàn)中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月27日
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第2期
2014年3月
鍋爐制造
BOILER MANUFACTURING
No．2
Mar．2014
文章編號(hào)：CN23—1249(2014)02—0028—03
煤粉鍋爐水冷壁高溫腐蝕影響
因素分析及抑制措施
劉震杰，李昱
(衢州市特種設(shè)備檢驗(yàn)中心，浙江衢州324000)
摘要：基于某熱電廠實(shí)際情況，分析該廠煤粉鍋爐水冷壁高溫腐蝕的機(jī)理、高溫腐蝕的影響因素并探討抑制
措施。
關(guān)鍵詞：水冷壁；高溫腐蝕；抑制措施
中圖分類號(hào)：TK223．3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
Influencing Factors and Suppression M ethod of High
Temperature Corrosion on W ater W all
of Pulverized Coal Boiler
Liu Zhenjie，Li Yu
(Quzhou Special Equipment Inspection，Quzhou 324000，China)
Abstract：Based on the actual situation of an thermal power plant，mechanisms and influencing fac—
tors of the high temperature corrosion on water wall of pulverized coal fired boilers in this thermal
power have been analysed，some suppreession measures have been discussed．
Key words：water cooled wal；high temperature corrosion；suppreession method
1 鍋爐概況
本地區(qū)某熱電廠共有4臺(tái)煤粉鍋爐，6、7、9
號(hào)爐均為410 t／h，8號(hào)爐為280 t／h，4臺(tái)鍋爐均為
自然循環(huán)、水力除渣，采用直流燃燒器四角切圓燃
燒，制粉系統(tǒng)為鋼球倉式熱風(fēng)送粉。4臺(tái)鍋爐水
冷壁均存在不同程度的高溫腐蝕現(xiàn)象?？偨Y(jié)該熱
電廠幾臺(tái)爐子的歷次檢驗(yàn)的情況可以發(fā)現(xiàn)：
1)水冷壁高溫腐蝕的區(qū)域主要集中在燃燒
器布置位置及其以上3米的高度段，水平方向上
主要集中在向水冷壁火側(cè)，均為上游鄰角煤粉沖
刷導(dǎo)致結(jié)渣的區(qū)域，結(jié)渣發(fā)生的區(qū)域是由爐內(nèi)流
動(dòng)的特性所決定的，和燃燒器的調(diào)配有著極大關(guān)
系。
2)高溫腐蝕區(qū)域的水冷壁表面最外層為結(jié)
焦層，結(jié)焦層以內(nèi)為厚度mm量級(jí)的腐蝕產(chǎn)物層，
結(jié)焦層與腐蝕層均有明顯的黃硫附著，腐蝕產(chǎn)物
外層顏色主要為棕黃色及棕褐色，質(zhì)地松軟，存在
分層，層間結(jié)合力差；內(nèi)層顏色主要為黑褐色，致
密、完整且較為堅(jiān)硬，具有一定鐵磁性。
3)水冷壁腐蝕產(chǎn)物中含有大量的s，以及
K：O、Na20，硫化物FeS、FeS2，F(xiàn)e2O3等物質(zhì)，均為
收稿日期：2013—11—29
作者簡(jiǎn)介：劉震杰(1984一)，浙江衢州，碩士學(xué)位，工程師，主要從事特種設(shè)備檢驗(yàn)、節(jié)能減排等研究。
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第2期 劉震杰，等：煤粉鍋爐水冷壁高溫腐蝕影響因素分析及抑制措施 ·29·
高溫硫腐蝕中常出現(xiàn)的成分。
4)高溫腐蝕區(qū)域壁厚減薄情況嚴(yán)重。外觀
檢查可發(fā)現(xiàn)該管外表面爐膛側(cè)區(qū)域減薄明顯，通
過測(cè)厚，最薄處為1．9 mm。
2 高溫腐蝕的機(jī)理分析
煤燃料中一般都含有黃鐵礦，在爐膛內(nèi)的燃
燒過程中，含有黃鐵礦的煤粉在爐內(nèi)流場(chǎng)的作用
下與灰粒一起沖刷水冷壁管壁，破壞管壁表面的
保護(hù)膜并黏結(jié)在管壁上，黃鐵礦經(jīng)火焰加熱會(huì)發(fā)
生分解，當(dāng)近水冷壁區(qū)域滿足還原性氣氛條件，且
管壁溫度達(dá)到350℃左右時(shí)，硫原子就會(huì)與金屬
鐵發(fā)生反應(yīng)，上述反應(yīng)產(chǎn)生的硫化亞鐵在高溫條
件下會(huì)緩慢氧化。由于反應(yīng)生成的Fe，0 質(zhì)地松
散、結(jié)合力低下，容易脫落，導(dǎo)致管壁表面難以形
成致密、牢固的保護(hù)膜，金屬管壁將會(huì)不斷發(fā)生腐
蝕并導(dǎo)致減薄。
此外，除了化學(xué)反應(yīng)，借助FeS層的半導(dǎo)體性
質(zhì)和密集分布的深人龜裂紋，可能存在的氧氣與
H2S結(jié)合，會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，l1 從而加快腐蝕
速度，強(qiáng)化龜裂紋底部活化和深入。
3 影響水冷壁高溫腐蝕因素分析
3．1 燃煤因素
入爐煤硫含量，其含量越多所能引發(fā)的腐蝕
越嚴(yán)重；煤粉細(xì)度值與灰分含量，過大的煤粉煤粉
細(xì)度值及過高的灰分都會(huì)增加著火難度，造成了
著火延遲，煤粉刷墻，火焰靠近水冷壁造成超溫，
同時(shí)煤粉在近水冷壁區(qū)域燃燒耗氧，增大了水冷
壁附近的還原性氣氛，為高溫腐蝕的產(chǎn)生提供了
條件。
3．2 燃燒器的布置與調(diào)整
燃燒器的布置與調(diào)整的合理性是爐膛內(nèi)溫度
場(chǎng)與流場(chǎng)的決定性因素。在運(yùn)行過程中由于燃燒
器配置不合理造成的不利因素對(duì)高溫腐蝕的影響
主要為以下幾個(gè)方面：
3．2．1 溫度場(chǎng)異常
1)局部超溫情況。在鍋爐的運(yùn)行過程中司
爐工需要根據(jù)燃燒時(shí)的各種情況及時(shí)調(diào)整各層燃
燒器配風(fēng)，否則會(huì)導(dǎo)致燃燒工況惡化，火焰中心上
移，煤粉燃燒行程加長(zhǎng)，加大了局部的超溫幅度，
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在300～500℃范圍內(nèi)，管壁外表溫度每
升50℃，腐蝕程度增加一倍 J，從而加劇了高溫
腐蝕。
此外，燃燒器安裝角度偏差、一次風(fēng)噴口的高
寬比過大、運(yùn)行時(shí)選擇的二次風(fēng)與一次風(fēng)的動(dòng)量
比過大、一次風(fēng)均勻性差、過高的一次風(fēng)速，這些
都會(huì)加劇從燃燒器噴出的氣流偏斜，導(dǎo)致偏燒，加
劇煤粉沖刷及火焰更加靠近水冷壁導(dǎo)致局部超溫
現(xiàn)象。
2)局部低溫情況。在鍋爐運(yùn)行過程中，由于
燃燒器的布置與調(diào)整的不合理等因素，導(dǎo)致同層
燃燒器各角一次風(fēng)風(fēng)速、給粉量、給粉細(xì)度值不均
勻，會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布不均勻，從
而產(chǎn)生溫度相對(duì)偏低的區(qū)域，這一區(qū)域內(nèi)的煤粉
經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)難以著火和難于燃盡的狀況，根據(jù)經(jīng)
驗(yàn)得出這一區(qū)域主要集中在爐膛中心區(qū)域附近。
那么，在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的作用下，會(huì)使得煤粉更靠
近水冷壁，從而促發(fā)水冷壁高溫腐蝕。此外，當(dāng)出
現(xiàn)給粉工況惡化或人爐煤煤品質(zhì)較差等情況時(shí)，
都會(huì)使上述情況更加惡化。
3．2．2 流場(chǎng)異常
1)在鍋爐運(yùn)行過程中，往往都會(huì)出現(xiàn)爐內(nèi)假
想氣流切圓直徑過大的情況，如果未予及時(shí)做出
相應(yīng)調(diào)整，會(huì)導(dǎo)致近水冷壁區(qū)域的高溫和還原性
氣氛的產(chǎn)生，從而促發(fā)水冷壁管的高溫腐蝕。此
外，混合了煤粉顆粒和灰分的近水冷壁氣流也會(huì)
對(duì)水冷壁管的表面產(chǎn)生沖蝕效果。
2)出于穩(wěn)燃目的，運(yùn)行人員往往都選擇了低
一次風(fēng)速和高二次風(fēng)速的參數(shù)，當(dāng)兩者射流剛性差
值過大時(shí)就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)粉分離，從而促發(fā)高溫腐蝕。
3．2．3 濃度場(chǎng)異常
由于燃燒器自身和操作上的各種原因，部分
時(shí)段會(huì)出現(xiàn)燃燒器供氧不足的情況，當(dāng)過量空氣
系數(shù)小于1．0時(shí)，硫化氫含量會(huì)急劇增加，造成水
冷壁附近還原性氣氛，加劇高溫腐蝕。
4 高溫腐蝕的抑制措施
4．1 燃煤因素控制
盡量按設(shè)計(jì)用煤，選擇硫含量低的煤種，并考
慮采取除硫措施，如將石灰石或白云粉和煤粉一
起，經(jīng)燃燒器送入爐膛。
控制入爐煤粉的細(xì)度值，并保證煤粉的均勻
性。
4．2 燃燒器的調(diào)整
1)一般情況下假想切圓的大小以及各個(gè)角
氣流的動(dòng)量在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定，在運(yùn)行時(shí)調(diào)整的
[下轉(zhuǎn)第32頁]
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· 32· 鍋爐制造 總第244期
3 改造后的效益
1)鍋爐出力由原來的160 t／h增加到了
200 t／h，排煙溫度由原來的200 oC降至130 cI二左
右，投運(yùn)后一直長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，爐膛基本不結(jié)焦，
過熱器不結(jié)焦，煙道不積灰，無掉焦滅灰現(xiàn)象(原
來每月因掉焦滅火2—3次)。
2)改造后結(jié)合實(shí)際運(yùn)行參數(shù)測(cè)算本爐效率平
均提高了6．5—6．8％，全年按6 000小時(shí)運(yùn)行計(jì)算
可節(jié)省原煤8 675．16噸，節(jié)約資金3 513 439．8元
(原煤按405 噸)；廠用電率降低了1．5％ ，節(jié)約
廠用電量502 470 KW ·h，節(jié)約資金163 302．8元
(上網(wǎng)電價(jià)0．325 KW ·h)；發(fā)電及供熱收益
8 994 366．5元(熱價(jià)按37元／GJ)；改造后總收
益：12 671 109．1元；投資回收期68天。
4 結(jié) 論
本次鍋爐改造以增加鍋爐受熱面積為主要出
發(fā)點(diǎn)，同時(shí)也消除了設(shè)計(jì)中直接影響鍋爐效率的
部分缺陷，達(dá)到了預(yù)期的目的。燃燒器改造及空
氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，從燃燒方面組織好了爐內(nèi)燃燒工
況，避免了火焰刷墻，從而避免了結(jié)焦。增加省煤
器受熱面積后提高了給水溫度，從鍋爐整體吸熱
量方面減輕了水冷壁的負(fù)擔(dān)，從而得以提高鍋爐
蒸發(fā)量。改造吹灰器及其汽源后，爐膛內(nèi)受熱面
相對(duì)干凈，減小了熱阻，增大了水冷壁的吸熱能
力，提高鍋爐蒸發(fā)量和降低了結(jié)焦。高溫過熱器、
低溫過熱器和省煤器處加裝蒸汽吹灰器后，其吹
灰效果良好，受熱面相對(duì)很干凈，不但避免了高過
結(jié)焦，而且大大的提高了吸熱能力，從而使得鍋爐
蒸發(fā)量增加和排煙溫度大幅度降低。包覆過熱器
密封改造后，減少了水平和尾部煙道的漏風(fēng)，增加
了省煤器的吸熱能力，減輕了空預(yù)器的負(fù)擔(dān)，從而
使得二次熱風(fēng)溫度降至了設(shè)計(jì)要求值，還對(duì)爐內(nèi)
有良好的燃燒工況提供了基礎(chǔ)保障。
本次改造不僅提高了鍋爐出力和降低了排煙
溫度，為我公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)聲
譽(yù)，而且節(jié)省了大量的原煤，為國(guó)家的節(jié)能減排工
作也貢獻(xiàn)了自己的一份微薄之力。
[上接第29頁]
余地是比較小的，因此運(yùn)行時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制假想切
圓的大小、煤粉流動(dòng)量等對(duì)爐內(nèi)燃燒過程的影響，
尤其在無法燃用設(shè)計(jì)煤種的情況下，應(yīng)按照煤種
特性選擇合適的假想切圓直徑和煤粉氣流動(dòng)量，
以保證燃燒的合理性和穩(wěn)定性。
2)目前所采用的制粉系統(tǒng)較為陳舊，往往會(huì)
使得各層或同層一次風(fēng)問的煤粉濃度及煤粉細(xì)度
都有很大偏差，運(yùn)行時(shí)也很難調(diào)整，容易造成局部
缺氧、一次風(fēng)沖刷水冷壁，促使發(fā)生高溫腐蝕，應(yīng)
當(dāng)考慮在燃燒器系統(tǒng)上增加風(fēng)量的測(cè)量與控制、
煤粉的濃度及煤粉細(xì)度的測(cè)量與控制等調(diào)控手段
和裝置，確保風(fēng)煤比、煤粉的濃度等參數(shù)在設(shè)計(jì)范
圍內(nèi)。
4．3 水冷壁管防腐措施
目前，國(guó)內(nèi)不少電廠都選擇通過對(duì)鍋爐進(jìn)行
改造的方式來抑制高溫腐蝕，如下幾種措施是應(yīng)
用較為普遍，且效果也得到較高認(rèn)可的。
1)一、二次風(fēng)技術(shù)改造。目前，對(duì)一、二次風(fēng)
改造技術(shù)主要為一次風(fēng)反切技術(shù)和側(cè)邊風(fēng)技術(shù)，
前者通過偏轉(zhuǎn)一次風(fēng)角度的方式，最終起到煤粉
遠(yuǎn)離水冷壁的效果，后者通過增加二次風(fēng)噴口的
方式來避免近水冷壁區(qū)域的還原性氣氛，兩種方
式均工藝簡(jiǎn)單，投入費(fèi)用不高，也較為有效，且不
影響燃燒效率。
2)水冷壁管防腐處理目前，許多電廠鍋爐采
用高溫腐蝕區(qū)域水冷壁管表面噴涂技術(shù)防止高溫
腐蝕，效果也不錯(cuò)，例如水冷壁采用等離子體噴涂
噴涂一般能確保4—5年的有效使用周期，能保證
鍋爐運(yùn)行性能。
參考文獻(xiàn)
[1] 賀永冰，等．超臨界直流鍋爐水冷壁管高溫硫腐蝕
的成因及防治[J]．北京：電力建設(shè)，2010(10)：61
— 66．
[2] 焦慶豐．大型鍋爐水冷壁腐蝕與控制[J]．湖南：湖
南電力，2004(2)：5—8．
[3] 岑可發(fā)，等．鍋爐和熱交換其的積灰、結(jié)渣、磨損和
腐蝕的防止原理與計(jì)算[M]．北京：科技出版社，
1994

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