寧夏某火電廠東方鍋爐廠1000MW機(jī)組п形爐在停爐檢修發(fā)現(xiàn)爐膛水冷壁區(qū)域(尤其是兩側(cè)墻燃燒還原區(qū)域)存在較為嚴(yán)重的高溫腐蝕現(xiàn)象,水冷壁管內(nèi)側(cè)壁厚減薄最高達(dá)到約2mm,更換管材599根2000米.

    綏電公司在獲取該情況后,立即組織調(diào)研,通過一系列措施,達(dá)到了預(yù)防與緩解高溫腐蝕的效果.

    1、 高溫腐蝕?

    當(dāng)爐內(nèi)燃燒工況不良、配風(fēng)不合理時(shí),水冷壁附近煙氣中氧量較低、形成局部還原性氣氛時(shí),煤中硫會生成少量的H2S.H2S可以與金屬鐵與氧化鐵反應(yīng)生成硫化鐵,硫化鐵再與純金屬反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的共晶體而發(fā)生腐蝕.反應(yīng)方程式如下:

    H2S氣體主要存在于還原性氣氛環(huán)境.一般認(rèn)為,水冷壁附近煙氣成分O2<1.0%,CO>0.5%時(shí)就可以判斷為還原性氣氛.對墻式燃燒方式而言,沒有安裝燃燒器的兩側(cè)墻為流動死滯區(qū),高溫?zé)煔饧斑€原性氣體較多,嚴(yán)重結(jié)渣及高溫腐蝕往往發(fā)生于側(cè)墻.

    2、東方鍋爐廠腐蝕原因

    綏中發(fā)電廠二期鍋爐為東方鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐、單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)п形半露天布置燃煤鍋爐;

    鍋爐主要技術(shù)參數(shù)

    2、 腐蝕工況調(diào)查

    邀請西安熱工院在給定的測試工況下,測試#4爐水冷區(qū)域貼壁氣氛(包括O2、CO以及H2S),試驗(yàn)結(jié)果為:鍋爐前、后墻氧量值較高,均在2.0%-10%之間,在這些區(qū)域CO與H2S的含量均較低;鍋爐兩側(cè)墻氧量值相對較低,大多在1.0%以下,CO含量超過30000ppm(測試儀器量程),部分區(qū)域H2S含量超過200ppm,尤其工況T4-3在34.5m區(qū)域個(gè)別點(diǎn)甚至達(dá)到了800ppm以上.

    國內(nèi)電廠運(yùn)行的一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為貼壁煙氣中H2S含量大于200ppm即可判定爐內(nèi)存在高溫腐蝕.以此可見,#4爐兩側(cè)墻區(qū)域存在高溫腐蝕傾向,且爐膛中下部缺風(fēng)區(qū)域尤為嚴(yán)重.

    3、 腐蝕防護(hù)措施

    (1) 運(yùn)行措施

    優(yōu)化燃燒工況,合理配風(fēng),降低貼壁煙氣還原性與溫度,減少H2S生成量以及腐蝕傾向;

    省煤器出口煙氣O2含量一般控制在3.0%~3.5%;

    燃盡風(fēng)擋板開度控制在20%~50%;

    熱態(tài)下調(diào)平一次風(fēng)粉量,偏差控制在±10%以內(nèi);

    通過調(diào)節(jié)燃燒器旋流二次風(fēng)(外二次風(fēng))開度,使省煤器出口沿爐膛寬度方向上的氧量分布均勻,避免出現(xiàn)大的偏差,在沿爐膛高度方向上,盡量將下層燃燒器層二次風(fēng)量控制得略微大一些;

    主燃燒器區(qū)按電科院提供的,兩側(cè)擋板開度變更為80%.

    磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)數(shù)不宜低于40r/min;

    對煙煤而言,在保證飛灰含碳量不高的情況下(燃盡風(fēng)風(fēng)箱風(fēng)門開度大于50%),適當(dāng)提高中上層燃燒器的煤粉細(xì)度R90,相比設(shè)計(jì)值調(diào)粗煤粉1%~2%左右,控制燃燒器附近區(qū)域的燃燒強(qiáng)度,增加中上部燃燒器區(qū)域的煤粉還原NOx濃度和概率.

    控制CO濃度在一定的限值即可(比如煙煤時(shí)煙道煙氣中CO濃度限制在100ppm以下;CO濃度較高會損害水冷壁和包墻管屏的致密氧化層).但鍋爐總的送風(fēng)量仍然需要得到保證(比如省煤器出口的氧量一般必須在2.8%以上).

    利用停爐機(jī)會,檢查燃燒器噴口是否存在明顯變形情況,若有,則需進(jìn)行修補(bǔ)或更換,檢查燃燒器旋流二次風(fēng)葉片開度和指示的一致性,有偏差則進(jìn)行調(diào)節(jié);

    該區(qū)域吹灰周期縮短為每周一次;

    (2) 通過動力配煤控制入爐煤含硫量St,d≤0.7%,如采用分磨摻燒方式還應(yīng)避免單磨燃用高硫煤;

    (3) 在爐內(nèi)嚴(yán)重還原性區(qū)域(重點(diǎn)為兩側(cè)墻34m-44m區(qū)域)進(jìn)行防腐噴涂.

    (4)開展加裝貼壁風(fēng)試驗(yàn)工作,從二次風(fēng)箱聯(lián)通管道至鍋爐兩側(cè)墻22米、28米、34米、40米、47米共48個(gè)觀火孔,用引進(jìn)二次風(fēng)的方式增加氧量,效果一般,考慮加大覆蓋面、調(diào)整風(fēng)量及風(fēng)壓.

    (5) 開啟相應(yīng)位置觀火孔,自然通風(fēng)增加氧量.

    4 、試驗(yàn)論證

	正常氧量	正常氧量	高氧量
燃盡風(fēng)	50%	100%	100%
平均值	43	73	47
備注	-	兩個(gè)超200的點(diǎn)都在此工況出現(xiàn)	-

   通過研究院試驗(yàn)表明,綏電公司通過以上措施,兩臺東方鍋爐廠生產(chǎn)的1000MW鍋爐高溫腐蝕預(yù)控良好.

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