锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施

锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施

陈理

（丰城二期发电厂江西丰城331100）

摘要：锅炉水冷壁高温腐蚀是危及电厂安全运行的一个主要影响因素。文章通过从某发电厂的用煤使用情况及锅炉的具体运行状况入手，对高温腐蚀的机理进行分析，探寻腐蚀的具体原因，同时提出相关解决措施。据研究发现，对燃料参数进行科学控制、改进设备结构、进一步优化工艺技术等，对有效地降低腐蚀情况的发生，解决锅炉水冷壁高温腐蚀问题有着非常重要的意义。

关键字：水冷壁;高温腐蚀;原因;解决措施

根据相关研究了解到，我国由将近八成的大型电站锅炉受到水冷壁高温腐蚀的影响，这些对锅炉造成了极大程度的影响。高温腐蚀对锅炉水冷壁造成的影响是造成水冷壁厚度不断变薄、材料强度急剧降低，为此，在现有的状况下，水冷壁有可能会有爆管、泄漏情况的发生，危及到整个锅炉的正常安全运行。

1高温腐蚀机理

水冷壁管金属在使用的过程中会有氧化铁的不断生成，生成的氧化铁层开始逐渐消耗，久而久之，反复循环使用，管壁上便会有一系列的腐蚀的情况出现。

2高温腐蚀原因分析

2.1煤质问题

发电厂引进了很多价格非常低廉的印尼煤，可是，这些印尼煤有极易燃烧、爆炸等特征，并且硫的含量也是非常高的。以此，煤在燃烧的过程当中生成的硫化物促使锅炉水冷壁有高温腐蚀的现象出现，所以，煤中硫及硫化物造成的危害是非常大的，其为高温腐蚀打下了良好的基础。除此之外，煤的不完全燃烧会生成一定的还原性气体，为加快高温腐蚀的速度，高硫含量与较难的燃烧状态会有很多问题的出现。

按照日立?巴布科克公司(BHK)的燃料特性分析方法,在对我国几十台大型电站锅炉进行系统性调查与具体分析的基本前提下，总结了普华煤质分析法对发电厂的燃煤的结渣情进行分析，经分析发现，使用的煤是造成结渣、粘污形成的主要原因。

2.2设备影响

设备是按照燃烧使用的煤质的着火特性、燃尽特性、粘污特性等相关特性及所要满足所规定的燃烧效率和控制NOx产生量,挑选与燃烧器、容量、配置和其它各项相一致的各种部份尺寸。

2.2.1有些锅炉将一次风分为两股风喷出,一浓一淡,一上一下并行列。然而,这样上下布置使得浓股风偏向于锅炉的水冷壁,这样,浓股一次风中含有较多的煤粉,与二次风很难均匀混合,煤粉含量多的地方燃烧时氧气会不充足,局部产生还原性气体,使得会冷比腐蚀速度加快。

2.2.2相关学者曾经对水冷壁状态下锅炉的空气运行状态进行研究。最终的试验结果表明：锅炉内部的强风环直接是非常大的，此状况下，超出50%的气流回来锅炉水冷壁旁边流过，与此同时，锅炉当中风速持续变缓，逐渐有弱风区的不断形成。水冷壁旁边的强气流会对外表的氧化保护膜会逐渐的冲洗掉，炉膛当中部弱风区则是由于氧气补充补充分而发生不完全燃烧的现象，所以，此设备会有严重腐蚀的情况发生。

2.3运行水平

检测方式并非是经常有效的，会造成一次风中包含有不均匀煤粉浓度的现象出现，这些影响因素中包含：长度、阻力、煤质等，以此会造成粉机下粉现象的出现，这种情况下风管极易有堵塞的现象发生。除此之外，若在实际运行方面存在问题，二次配风成效也是不理想的。在二次风门内外开放程度存在一定的差异性，两次射流便会变得非常复杂，从而便会造成燃烧不合理的情况发生，进而引发腐蚀的现象出现。除此之外，在燃烧情况不佳、四角切圆半径非常大、配风方式存在问题的情况下，锅炉水冷壁临近的煤粉会出现剧烈燃烧的现象，此时，水冷壁问题会持续增高，还原性气体的存在会造成腐蚀介质厚度不断增厚，增加了锅炉水冷壁高温腐蚀的速度。

3解决措施

在上文对锅炉水冷壁高温腐蚀原因具体分析的基础上，我们可通过对燃料的控制、设备及运行的调整、技术的优化等措施解决水冷壁高温腐蚀的问题。

3.1燃料控制

针对入场的燃料进行严格地掌控，对于重要的参数，譬如：低位发热量、灰粉、含硫量等都需要进行严格地系统性控制，尽可能地减少贫煤、高硫煤的实际使用量。煤燃料进步发电厂之后，燃烧前与燃烧过程当中都需进行除硫操作，以此来使得煤当中硫的具体含量得到一定程度上的降低，最为简单的解决方法就是利用输煤皮带进行石灰石的穿传输及脱硫处理。为避免轻灰粒对受热面造成磨损，在烟温度比较低的受热面当中进行防磨盖板的安装，同时可起到对各对流受热面的烟气流速度进行有效控制的目的。按照BHK在燃煤炉中烟速选取的设计经验,烟气速度控制在11～15m/s范围内是合适的。在科学合理的情况下，可把烟气的平均速度控制在最低的水平状态，这样能够很好地预防灰粒对受热面造成的不利影响。

3.2设备及运行调整

3.2.1燃烧器均匀布置

燃烧系统一同需布置16只燃尽风喷口、36只HT-NR燃烧器喷口,共52个喷口。燃烧器分3层,每层共6只,前后墙各布置16只HT-NR燃烧器;在前后墙距最上层燃烧器喷口一定距离处布置有一层燃尽风喷口,每层8只,前后墙各布置8只。此布置方式能够促使炉膛当中的烟气达到均匀分布的一种状态，使得煤粉能够得到充分性的燃烧、减小对水冷壁的冲刷力度，最终实现降低高温腐蚀率的目的。

3.2.2选用合理炉膛参数

炉膛的大小、相关计算数据、炉膛的具体布置都可按照上述煤灰的特性来选择及设计，在遵守90～95kW/m3的基本前提下，我们可根据BHK本生炉多年来的业绩经验,对电厂极易结渣的燃料。采用低炉膛容量负荷81.7kW/m3,炉膛截面热负荷为4.46MW/m2的锅炉。以此，在全部工况发生的情况下，燃用特定的设计及校核煤种，炉膛设计与燃烧器的科学合理性布置能够起到保护水冷壁管屏的有效作用，其中，再热器与过热器也不会有被火焰冲刷的现象发生，燃烧器间互相不会造成任何的影响，可在一定程度上促使煤的燃烧成效大大提升，将锅炉水冷壁高温腐蚀的可能性减小到最低的程度。

3.3技术优化

锅炉水冷壁高温腐蚀技术优化主要是对于两次进风入手角度的合理性、具体配风方式、煤粉的细度等进行设计，通过相关的优化处理，需选用较大炉膛面积、断面积、燃烧器区域壁面面积的锅炉，以此能够促使锅炉对煤种有良好地适应能力，除此之外，在负荷较低的状况下，可充分考虑对上层的二次风挡板的开闭度进行合理性的控制，从而确保下层的实际供氧量，减少不完善燃烧还原气体的形成。总而言之，只有通过对相关参数进行科学合理性的优化，才能够更好地减少还原性气体产生的可能性，确保水冷壁不受到高温腐蚀的影响。

结束语

通过对锅炉水凝碧高温腐蚀机理的具体分析，通过相关试验与计算极易发现锅炉水冷壁腐蚀的具体原因，后通过对这些高温腐蚀原因进行研究找出相对应的解决措施，以此促使锅炉运行效率大大提高。上述解决措施是在电厂中得到实际检验的，为此具有非常高的参考借鉴价值。

参考文献

[1]周新刚,苗长信.电站锅炉高温腐蚀产生的原因及防范措施[J].华电技术,2010,(1):49-53.

[2]冯树林.锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及对策[J].中国电力教育,2008,(S3):668-669.

[3]陈国胜,张聪慧.柳林电厂410t/h锅炉水冷壁腐蚀原因分析及预防[J].山西电力,2005,(6):25-26.