超臨界鍋爐水冷壁高溫腐蝕原因分析及改造措施

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1、第37卷第7期華電技術(shù)Vo1．37No．72015年7月HuadianTechnologyJu1．2015超臨界鍋爐水冷壁高溫腐蝕原因分析及改造措施孫海元(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東濰坊261204)摘要：針對某電廠4鍋爐出現(xiàn)的高溫腐蝕和結(jié)焦情況，通過分析結(jié)焦原因，提出了改造衛(wèi)燃帶、調(diào)節(jié)制粉系統(tǒng)濃淡分離器濃淡比例、調(diào)平一次風(fēng)、優(yōu)化低氮燃燒調(diào)整措施等改造措施。改造后鍋爐運(yùn)行參數(shù)滿足技術(shù)要求，消除了爐膛結(jié)焦問題，保證了鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。關(guān)鍵詞：超臨界鍋爐；高溫腐蝕；結(jié)焦；衛(wèi)燃帶；燃燒調(diào)整中圖分類號：TK224．9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1674—1951(

2、2015)07—0029—032．0m，總面積為257m。，第2種衛(wèi)燃帶標(biāo)高為1機(jī)組概況21．330．4m，總面積為145m，兩種衛(wèi)燃帶共計某電廠4鍋爐是由上海鍋爐有限公司制造的402m。SG一2102／25．4型超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，2低氮燃燒調(diào)整后出現(xiàn)的問題及原因分析單爐膛、一次再熱、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全懸吊Ⅱ型結(jié)構(gòu)，設(shè)計燃料為山西晉2．1鍋爐出現(xiàn)的問題中地區(qū)貧煤。燃燒設(shè)備配6臺BBD3854型雙進(jìn)雙為保證鍋爐達(dá)標(biāo)排放，2012年10月鍋爐燃燒出鋼球磨煤機(jī)、冷一次風(fēng)機(jī)、正壓直吹式制粉系統(tǒng)。調(diào)整方式改為二次風(fēng)分級低氮配風(fēng)

3、燃燒方式，即減采用低NO同軸燃燒系統(tǒng)(LNCFS)，煤粉燃燒器為小濃相主燃燒區(qū)域二次風(fēng)量，增加SOFA風(fēng)量，保證四角布置、切向燃燒、擺動式燃燒器。燃燒器采用垂省煤器出口NO質(zhì)量濃度<450mg／m(原設(shè)計為直方向濃淡分級燃燒，主風(fēng)箱下部布置6層濃煤粉500mg／m)。2013年5月大修停爐后，發(fā)現(xiàn)水冷壁噴嘴，上部布置6層淡煤粉噴嘴，分離燃盡風(fēng)(sO—存在高溫腐蝕和結(jié)焦情況，腐蝕發(fā)生位置為標(biāo)高FA)風(fēng)箱布置有6層SOFA噴嘴。在6層寬調(diào)節(jié)比38000mm處，垂直跨度2．5m，四面墻均存在高溫腐(WR)濃煤粉噴嘴四周布置有燃料風(fēng)(周界風(fēng))。在蝕情況，后墻3角

4、腐蝕區(qū)域管壁減薄最大，4角腐相鄰2層煤粉噴嘴之間布置有2層輔助風(fēng)(CFS)噴蝕區(qū)域面積最大。嘴，其中包括1只偏置的預(yù)置水平偏角的輔助風(fēng)噴2014年9月，4鍋爐停爐檢查時發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)嘴和1只直吹風(fēng)噴嘴。在主風(fēng)箱上部設(shè)有2層緊湊高溫腐蝕及結(jié)焦情況較為嚴(yán)重。高溫腐蝕區(qū)域主要燃盡風(fēng)(CCOFA)噴嘴，下部設(shè)有1層火下風(fēng)(UFA)在2，3，4角的向火側(cè)，標(biāo)高27379—42400mm，噴嘴。在燃燒器每根煤粉管道進(jìn)口處裝設(shè)1個煤粉由燃燒器延伸至鍋爐中心(爐膛寬18816mm、深濃淡分離裝置，進(jìn)行煤粉濃淡分離燃燒，將分離后的17696mm)，衛(wèi)燃帶周圍尤為嚴(yán)重；另外，在

5、2，3，濃煤粉送人爐膛下部燃燒器，淡煤粉送人爐膛上部4角向火側(cè)F層SOFA燃燒器頂部(標(biāo)高48000～燃燒器，煤粉和空氣從四角送人，從爐頂向下看在爐51000mm，寬度3m)存在輕微高溫腐蝕；淡粉區(qū)域膛中呈順時針切圓方式燃燒。6臺磨煤機(jī)的濃淡比向火側(cè)螺旋水冷壁管局部區(qū)域管壁減薄2—3mm例為：A磨煤機(jī)，8：2；B磨煤機(jī)，8：2；C磨煤機(jī)，(管子規(guī)格為41．3mm×6．78mm，材質(zhì)為T22)。6：4；D磨煤機(jī)，6：4；E磨煤機(jī)，6：4；F磨煤機(jī)，從爐膛底部21000mm處到40000mmCCOFA區(qū)域8：2。衛(wèi)燃帶上都有結(jié)焦現(xiàn)象，四面水冷壁淡粉區(qū)域衛(wèi)燃為

6、達(dá)到爐膛穩(wěn)燃和提高再熱汽溫的目的，#4鍋帶結(jié)焦情況嚴(yán)重(厚度約為500mm)，多只淡粉燃燒爐在水冷壁每面墻布置有2種衛(wèi)燃帶各2片，總計器噴口燒損。l6片。第1種衛(wèi)燃帶標(biāo)高為24．6—40．7m，寬度為運(yùn)行過程中，4鍋爐存在再熱汽溫及金屬溫度偏高的問題，特別是爐膛左側(cè)受熱面金屬壁溫較高。收稿日期：2015—01—13；修回日期：2015—06—20機(jī)組過熱汽溫可以通過煤水比直接調(diào)節(jié)，因此過熱·3O·華電技術(shù)第37卷器金屬壁溫相對較容易控制；再熱減溫水經(jīng)常作為調(diào)節(jié)再熱汽溫的主要手段，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)眭。2．2原因分析(1)鍋爐實行低氮燃燒調(diào)整措施后，在

7、爐膛總風(fēng)量不變的情況下，主燃燒區(qū)域的氧量減少了20％左右，煤粉濃度及對應(yīng)負(fù)荷下的煤粉量減小，爐膛主燃燒區(qū)域缺氧嚴(yán)重，從CCOFA區(qū)域測量的CO質(zhì)量濃度大于10000mg／L，強(qiáng)烈的還原性氣氛為結(jié)焦和高溫腐蝕創(chuàng)造了有利條件。SOFA區(qū)域的風(fēng)量增加了20％，在主燃燒區(qū)域未燃盡的煤粉在SOFA區(qū)域圖1燒損的噴燃器繼續(xù)燃燒，使得此區(qū)域爐膛溫度升高(從測量數(shù)據(jù)155m，提高爐膛有效輻射吸熱面積，降低燃燒器區(qū)看，70％負(fù)荷以上時此區(qū)域溫度在1350℃以上)。域煙氣溫度水平。低氮燃燒調(diào)整方式使得爐膛火焰中心上移，由于順采用Alstom計算程序進(jìn)行計算，燃用設(shè)計煤種時針

8、四角切圓爐膛火焰中心向左側(cè)爐膛偏斜，使得條件下衛(wèi)燃帶的輻射吸熱有效系數(shù)為0．2，