鍋爐受熱面高溫腐蝕原因分析及防范措施

1、鍋爐受熱面高溫腐蝕原因分析及防范措施CauseAnalysisandProtectiveMeasuestoHigh-temperatureCorrosionOnHeatingSurfaceofBoiler旅辛iw（內蒙古達拉特發(fā)電廠，內蒙古達拉特014000）摘要達拉特發(fā)電廠B&WB-1025/18.44-M型鍋爐在九八及九九年#1、#2爐大修期間，檢查發(fā)現(xiàn)兩臺爐A、B兩側水冷壁煙氣側、屏式過熱器迎火側、高溫過熱器迎火側存在大面積腐蝕，根據(jù)腐蝕部位、形態(tài)和產(chǎn)物進行分析，鍋爐受熱面的腐蝕屬于高溫腐蝕，其原因主要與爐膛結構、煤、灰、煙氣特性及運行調整有關，并提出了防范調整措施。關鍵詞鍋爐受

2、熱面；高溫腐蝕；機理原因分析；防范措施達拉特發(fā)電廠#1#4爐是北京B&W公司設計制造的B&WB-1025/18.4-M型亞臨界自然循環(huán)固態(tài)排渣煤粉爐。鍋爐采用前后墻對沖燃燒方式。設計煤種為東勝、神木地區(qū)長焰煤。在九八及九九年#1、#2爐大修期間，檢查發(fā)現(xiàn)兩臺爐A、B兩側水冷壁煙氣側、屏式過熱器迎火側、高溫過熱器迎火側存在大面積腐蝕，兩臺爐腐蝕的產(chǎn)物、形狀及部位相似。腐蝕區(qū)域水冷壁在標高1638米之間及屏式過熱器、高溫過熱器沿管排高度，腐蝕深度在0.41.0mm之間，最深處達1.7mm腐蝕面積達500平方米左右。腐蝕給機組安全運行帶來嚴重隱患。1.腐蝕機理原因1.1鍋爐爐膛結構鍋

3、爐爐膛結構設計參數(shù)見下表：爐膛容積熱負荷qv爐膛斷面熱負荷qF燃燒器區(qū)域壁面熱負荷qrb上排燃燒器至屏過下邊緣高度H設計值推薦值設計值推薦值設計值推薦值設計值推薦值0.140.0994.684.371.120.4013.215:MW/m0.198MW/m5.20MW/m0.78m18.3從上表看出，鍋爐燃燒器區(qū)域壁面熱負荷值選擇明顯偏高，比推薦范圍的上限值高40叫，同時上排燃燒器至屏過下邊緣高度值比推薦范圍的下限還低1.8米，這就導致燃燒器布置過于集中、燃燒器區(qū)域局部熱負荷偏大、該區(qū)域內燃燒溫度過高，實測爐膛溫度達1370-1430Co燃燒溫度偏高直接導致水冷壁管壁溫度過高，理論計算該區(qū)域水冷

4、壁表面溫度為452Co大量的試驗研究表明當水冷壁管壁溫度大于400c以后，就會產(chǎn)生明顯的高溫腐蝕。1.2 煤、灰、煙氣因素蒙達公司實際燃煤是東勝、神木煤田的長焰煤和不粘結煤的混煤。：燃煤中堿性氧化物含量較高，灰中鈉、鉀鹽類含量高，平均值達3.85%,含硫量偏高。1.3 運行調整不當為了分析運行調整因素對腐蝕的影響，在A、B側水冷壁標高20、25、28米處安裝了三排煙氣取樣點，每排三個，共18個。分析煙氣成分后發(fā)現(xiàn)，燃用含硫量高的煤種時，由于燃燒配風調整不合理，省煤器后氧量偏大（實側值4.35%）,導致燃燒過程中生成大量的SO氣體，加劇了高溫腐蝕的產(chǎn)生與發(fā)展。2.腐蝕類型所取垢樣中，硫酸酊及三氧

5、化二鐵的含量最高，具有融鹽型腐蝕的特征，屬于融鹽型高溫腐蝕。從近表層腐蝕產(chǎn)物的分析結果看，S和Fe元素含量最高，具有硫化物型腐蝕特征，說明存在較嚴重的硫化物型腐蝕。因此，達拉特發(fā)電廠的鍋爐高溫腐蝕是以融鹽型腐蝕為主并有硫化物腐蝕的復合型腐蝕。3.防止受熱面高溫腐蝕的措施采用低氧燃燒技術組由于供給鍋爐燃燒室空氣量的減少，因此燃燒后煙氣體積減小，排煙溫度下降，鍋爐效率提高。燃油和煤中的硫轉化為SO的百分數(shù)和過量空氣百分數(shù)之間的關系是，隨著過量空氣百分數(shù)的降低，燃料中的硫轉化為SO的轉化明顯下降。試驗表明，低氧燃燒可較大地降低腐蝕量。當在15%i量空氣下試驗的管子受到相當嚴重的腐蝕，管子的大部分有深

6、坑且實質上已被破壞，而在1%丈量空氣下試驗的管子仍處于良好的狀態(tài)，只有一些輕微的麻點。合理的配風及強化爐內的湍流混合合理的配風及強化爐內的湍流混合目的是避免局部出現(xiàn)還原性氣體。通過調整及強化各燃燒器混合后，實際上高溫腐蝕就減輕了很多。各燃燒器間煤粉濃度分布盡可能均勻為了防止高溫受熱面由于風粉分配不當、煤粉濃度不均勻而引起腐蝕和磨損，一般可采取下列措施予以減輕(1)盡量減少煤粉管道的彎頭及長度，并力圖使通往各燃燒器的煤粉管道阻力相近。(2)在管道分叉后引至燃燒器之前，最好有足夠長度的直管段，利用直管段的均流作用來減輕煤粉分布不均的程度。(3)盡量消除煤粉管道內氣流的旋轉。在產(chǎn)生氣流旋轉后的管道裝

7、設十字形的整流裝置，這樣阻力不大，效果較好。(4)對于因彎頭而引起煤粉慣性分離所產(chǎn)生的分布不均現(xiàn)象，可用加裝導流板予以減輕。(5)避免周期性地將個別給粉機停掉，必須調整設備和給粉工況，以便鍋爐負荷一直下降到額定負荷的50-60%為止，均可由全部安裝的給粉機來均勻地改變供粉，而不使個別燃燒器的過量空氣量增高。要控制適當?shù)拿悍奂毝让悍垲w粒較粗時，火焰容易沖墻和煤粉難于燃盡，這樣會引起高溫腐蝕和磨損。避免出現(xiàn)受熱面壁溫局部過高控制爐內局部火炬最高溫度及熱流密度，特別是在燃燒器區(qū)域附近的火焰中心處。在燃燒器區(qū)域附近，水冷壁高溫腐蝕速度是很大的，因為此處火焰溫度高，熱流密度也很大。降低出口扭轉殘余、煙溫偏差以及過熱蒸汽流量分布偏差，以避免出現(xiàn)局部過高的壁溫。由于熱流密度不均引起的水冷壁內部結垢不均而使壁溫超溫。(4)管壁運行溫度最好控制在590c以內。在壁面附近噴空氣保護膜國外為防止燃用無煙煤的超高參數(shù)液態(tài)排渣爐水冷壁高溫煙側腐蝕，采用一種往腐蝕區(qū)噴入熱風的裝置。加添加劑防止高溫腐蝕由前所述可知，SO對高溫腐蝕起重要的作用，為減輕其影響，將石灰石(CaCQ或白云粉(MgCOCaCQ)和煤粉一起，經(jīng)燃燒送入爐膛，在爐內高溫作用下，石灰石熱解氧化鈣和CO,白云石熱解成CaO和MgQ它們遮蓋住氧化鐵的催化表面，和煙氣中SO發(fā)生中和反應，生成CaSO?口