宁夏某火电厂东方锅炉厂1000MW机组п形炉在停炉检修发现炉膛水冷壁区域(尤其是两侧墙燃烧还原区域)存在较为严重的高温腐蚀现象,水冷壁管内侧壁厚减薄最高达到约2mm,更换管材599根2000米.

  绥电公司在获取该情况后,立即组织调研,通过一系列措施,达到了预防与缓解高温腐蚀的效果.

  1、 高温腐蚀?

  当炉内燃烧工况不良、配风不合理时,水冷壁附近烟气中氧量较低、形成局部还原性气氛时,煤中硫会生成少量的H2S.H2S可以与金属铁与氧化铁反应生成硫化铁,硫化铁再与纯金属反应生成低熔点的共晶体而发生腐蚀.反应方程式如下:

  H2S气体主要存在于还原性气氛环境.一般认为,水冷壁附近烟气成分O2<1.0%,CO>0.5%时就可以判断为还原性气氛.对墙式燃烧方式而言,没有安装燃烧器的两侧墙为流动死滞区,高温烟气及还原性气体较多,严重结渣及高温腐蚀往往发生于侧墙.

  2、东方锅炉厂腐蚀原因

  绥中发电厂二期锅炉为东方锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢构架悬吊结构п形半露天布置燃煤锅炉;

  锅炉主要技术参数

  2、 腐蚀工况调查

  邀请西安热工院在给定的测试工况下,测试#4炉水冷区域贴壁气氛(包括O2、CO以及H2S),试验结果为:锅炉前、后墙氧量值较高,均在2.0%-10%之间,在这些区域CO与H2S的含量均较低;锅炉两侧墙氧量值相对较低,大多在1.0%以下,CO含量超过30000ppm(测试仪器量程),部分区域H2S含量超过200ppm,尤其工况T4-3在34.5m区域个别点甚至达到了800ppm以上.

  国内电厂运行的一般经验认为贴壁烟气中H2S含量大于200ppm即可判定炉内存在高温腐蚀.以此可见,#4炉两侧墙区域存在高温腐蚀倾向,且炉膛中下部缺风区域尤为严重.

  3、 腐蚀防护措施

  (1) 运行措施

  优化燃烧工况,合理配风,降低贴壁烟气还原性与温度,减少H2S生成量以及腐蚀倾向;

  省煤器出口烟气O2含量一般控制在3.0%~3.5%;

  燃尽风挡板开度控制在20%~50%;

  热态下调平一次风粉量,偏差控制在±10%以内;

  通过调节燃烧器旋流二次风(外二次风)开度,使省煤器出口沿炉膛宽度方向上的氧量分布均匀,避免出现大的偏差,在沿炉膛高度方向上,尽量将下层燃烧器层二次风量控制得略微大一些;

  主燃烧器区按电科院提供的,两侧挡板开度变更为80%.

  磨煤机分离器转数不宜低于40r/min;

  对烟煤而言,在保证飞灰含碳量不高的情况下(燃尽风风箱风门开度大于50%),适当提高中上层燃烧器的煤粉细度R90,相比设计值调粗煤粉1%~2%左右,控制燃烧器附近区域的燃烧强度,增加中上部燃烧器区域的煤粉还原NOx浓度和概率.

  控制CO浓度在一定的限值即可(比如烟煤时烟道烟气中CO浓度限制在100ppm以下;CO浓度较高会损害水冷壁和包墙管屏的致密氧化层).但锅炉总的送风量仍然需要得到保证(比如省煤器出口的氧量一般必须在2.8%以上).

  利用停炉机会,检查燃烧器喷口是否存在明显变形情况,若有,则需进行修补或更换,检查燃烧器旋流二次风叶片开度和指示的一致性,有偏差则进行调节;

  该区域吹灰周期缩短为每周一次;

  (2) 通过动力配煤控制入炉煤含硫量St,d≤0.7%,如采用分磨掺烧方式还应避免单磨燃用高硫煤;

  (3) 在炉内严重还原性区域(重点为两侧墙34m-44m区域)进行防腐喷涂.

  (4)开展加装贴壁风试验工作,从二次风箱联通管道至锅炉两侧墙22米、28米、34米、40米、47米共48个观火孔,用引进二次风的方式增加氧量,效果一般,考虑加大覆盖面、调整风量及风压.

  (5) 开启相应位置观火孔,自然通风增加氧量.

  4 、试验论证

	正常氧量	正常氧量	高氧量
燃尽风	50%	100%	100%
平均值	43	73	47
备注	-	两个超200的点都在此工况出现	-

 通过研究院试验表明,绥电公司通过以上措施,两台东方锅炉厂生产的1000MW锅炉高温腐蚀预控良好.

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