1000 MW四角切圆燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及防治.pdf
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1、0引言锅炉水冷壁高温腐蚀是目前燃煤电厂普遍存在的问题,在不同燃烧方式、不同布置形式的锅炉中均有发生。腐蚀的原因主要有超低排放采用分级燃烧造成主燃烧区缺氧;大量掺烧经济煤种,尤其是硫分偏高的煤种;低氧量运行;煤粉气流刷墙等1。腐蚀严重时将导致管壁减薄泄漏,不利于机组安全稳定运行。本文针对某1 000 MW燃煤锅炉水冷壁发生的高温腐蚀现象,从腐蚀的区域、形态、管壁减薄程度等方面进行分析,总结了本次水冷壁发生高温腐蚀的原因,并提出了相应的防治措施。1设备概况锅炉为3 049 t/h超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、采用
2、机械刮板捞渣机固态排渣,燃用烟煤。水冷系统采用下部螺旋管圈和上部垂直管圈的型式,螺旋管圈分为灰斗部分和螺旋管上部,垂直管圈分为垂直管下部和垂直管上部。螺旋段水冷壁经水冷壁过渡连接管引至水冷壁中间集箱,经中间集箱混合后再由连接管引出,形成垂直段水冷壁,两者间通过管锻件结构来连接并完成炉墙的密封。锅 炉 燃 烧 方 式 采 用 低NOx切 向 燃 烧 系 统(LNTFSTM),单角布置37层二次风喷口(内含6层煤粉喷口),由6层SOFA风、1层CCOFA风、30层辅助二次风(包含6层燃烧器下辅助风、周界风、油层辅助风、上辅助风)组成,其中上辅助风采用偏置22毅形成富氧氛围。炉内四角射流形成顺时针假
3、想切圆。2高温腐蚀现象描述2.1主要腐蚀区域(1)前墙:#1角C层燃烧器区域长5 m,高6 m,约30 m2;#2角前墙F2层燃烧器区域至E2区域较为严重,一直延伸到C层都有腐蚀情况,约180 m2。(2)后墙:#4角F层较为严重,水平方向10 m,高10 m,延伸至E2,至E1层时较轻微;#3角E层鳍片焊缝处有很轻微的腐蚀,F层无腐蚀,约80 m2。(3)南墙:#3角南,F层延伸至E1层较为严重,约80 m2。(4)北墙:#1角处北墙,F层较为严重,至E1层时较为轻微,约70 m2。总体来看,高温腐蚀主要集中在燃烧器F层至E层热负荷较高的区域,同时处于火焰向火侧。2.2管壁测厚情况水冷壁管材
4、质为12Cr1MoVG,规格为准387.2mm,选取了部分管排进行测厚:以#2角喷燃器最上部(F层上辅助风)为标高,向炉右约3 m,向下至E1喷燃器区域,进行抽查,如表1所示。水冷壁管壁厚度最低至5.3 mm,以管壁标准值7 mm计,当前腐蚀量为1.7 mm(24.3%)。2.3腐蚀形态从单根管腐蚀位置来看,腐蚀主要发生在水冷壁管斜下沿,集中在鳍片焊缝至管子正面中心线区域(图1)。腐蚀严重区域已做了喷涂处理,但能见腐蚀层1 000 MW四角切圆燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及防治陶谦王亚欧(江苏方天电力技术有限公司,江苏 南京 211102)摘要:目前,燃煤电厂锅炉水冷壁高温腐蚀较为普遍。鉴于
5、此,针对某1 000 MW四角切圆燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀现象,从腐蚀的区域、程度、形态等方面分析了水冷壁管发生高温腐蚀的原因,提出了配煤掺烧优化、风量合理化配置、还原性气氛测试等措施,对防治水冷壁高温腐蚀具有一定的参考意义。关键词:水冷壁;高温腐蚀;还原性气氛;配煤中图分类号:TK227.1文献标志码:A文章编号:1671-0797(2023)18-0062-05DOI:10.19514/32-1628/tm.2023.18.016设备管理与改造Shebei Guanli yu Gaizao626.45.46.16.16.16.26.46.05.96.15.66.06.46.05.65.76.
6、26.25.75.65.45.65.55.75.65.65.55.45.55.35.35.56.55.55.65.75.65.65.35.56.05.95.35.45.55.45.65.95.75.66.05.35.55.85.85.65.56.65.76.06.06.06.26.26.26.76.6剥落后三角形、棱台形(图2)。腐蚀沟槽内积有较为致密的灰白色粉状灰粒以及焦渣垢层,清理后可见较为明显的腐蚀坑,高温腐蚀引起水冷壁管表面变色,呈现红褐色(图3)。部分腐蚀区域管子表面有粒状结焦(图4),存在煤粉刷边的可能性,焦质较为松软,清除表面灰焦后也见明显的烟气腐蚀沟槽(图5)。吹灰器周围水冷壁
7、管腐蚀减薄沟槽没有明显的突出,也未发现迎蒸汽吹扫面的腐蚀减薄特征。3原因分析根据现场检查分析结果,从腐蚀形态上看,水冷壁高温腐蚀以还原性气氛下的烟气腐蚀为主,同时存在灰焦作用下的硫化物腐蚀。结合锅炉运行历史工况数据,总结造成本次水冷壁区域发生较严重腐蚀的主要原因如下:炉膛还原性气氛较强、入炉煤硫分偏高、深度调峰影响。3.1炉膛还原性气氛引起水冷壁高温腐蚀的一个主要因素是烟气的还原性气氛,炉膛出口氧量表征炉膛整体的还原性表1测厚数据单位:mm图1腐蚀位置图3水冷壁表面腐蚀坑、变色图2腐蚀层剥落后形态图5腐蚀沟槽图4管子表面粒状焦Shebei Guanli yu Gaizao设备管理与改造63图6
8、满负荷工况二次风配风氛围,二次风配风则主要影响局部还原性气氛。3.1.1氧量锅炉整体氧量偏低,机组于投产前期进行超低排放改造,增加了MGGH,湿式除尘器、脱硝系统加装一层催化剂等,设计工况下烟气系统阻力增加约2 200 Pa,超过原引风机设计裕量1 600 Pa。随着机组的长期运行,受热面积灰堵塞,系统阻力进一步增加,在夏季高负荷时,引风机出力受限,出现氧量不足现象,主燃烧区缺氧更为严重。调取某工况数据:负荷1 000 MW,环境温度30.7,甲/乙/丙引风机电流434/443/405 A,引风机全压达到6.6 kPa,氧量仅为0.85%。3.1.2二次风配风为控制NOx浓度,SOFA风门开度
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