锅炉“高温腐蚀”的原理及案例.docx
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1、锅炉“高温腐蚀”的原理及案例目录刖S11 .高温腐蚀产生的一般机理12 .防止发生高温腐蚀的措施22.1. 防止高温腐蚀措施22.2. 防止水冷壁发生高温腐蚀措施22.3. 防止对流受热面发生高温腐蚀措施32.4. 防止水冷壁发生高温腐蚀措施425防止对流受热面发生高温腐蚀措施53 .防止发生高温腐蚀的实例53.1. 某厂一期、二期2X300MW锅炉工程设计53.2. 某厂一期、二期2*300MW“W”型火焰锅炉工程设计63.3. 某厂三期2X600MWW”型火焰锅炉三期工程的设计63.4. 某厂一期、二期2x300MW锅炉工程设计73.5. 某厂一期、二期2x300MW“W型火焰锅炉工程设计
2、73.6. 某厂三期2x600MWW”型火焰锅炉三期工程的设计84 .设计燃用高硫份煤质电厂锅炉的经验8刖百燃煤电站锅炉的水冷壁、过热器、再热器等高温受热面,常常因高温氧化、腐蚀而早期失效。随着大容量、高参数锅炉的应用,这种高温腐蚀现象更加明显,并且严重影响了电厂的安全运行,是造成机组非正常停机的一个重要因素。1 .高温腐蚀产生的一般机理水冷壁烟气侧高温腐蚀的过程比较复杂,目前一般认为高温腐蚀的发生与下列因素有关:燃煤含硫量高;含有可燃物的煤粉火焰直接冲刷壁面;水冷壁经常处于还原性气氛中等。煤的含硫量高时,水冷壁外部沉积物的化学构成易于促成高温腐蚀的发生。如果水冷壁管壁外部经常遭受含有大量未燃
3、尽煤粉火焰的冲刷,使硫化亚铁(Fes?)随煤粉颗粒或灰份粘附在管壁上,经炉内催化形成的原子S和SO?会使水冷壁产生高温腐蚀;在缺氧的情况下如果水冷壁面附近的还原性气体H2S和CO的含量较高时,也会使水冷壁产生高温腐蚀。据研究表明,在还原性气氛下,烟气中H2s的浓度大于0.01%时,会对钢材产生强烈的腐蚀作用,特别是在300500C范围内,其腐蚀性最强。2 .防止发生高温腐蚀的措施针对燃用煤质中含硫量较高的特点,采取了具有针对性的措施,以防止锅炉发生高温腐蚀、避免在炉膛高温区域出现火焰贴壁和还原性气氛:2.1. 防止高温腐蚀措施采用低氧燃烧技术;合理配风和强化炉内湍流混合;各燃烧器间煤粉浓度分布
4、要尽可能均匀;要控制煤粉适当的细度;避免出现受热面壁温局部过高;在壁面附近喷空气保护膜;加添加剂防止高温腐蚀;控制合理的炉膛出口烟温;烧易产生高温腐蚀的煤种的锅炉采用抗腐蚀高温合金做受热面;改进受热面布置的设计,使之合理,以避开高烟温区和高壁温区同时出现;(11)对已经腐蚀区加炉衬防护;易腐蚀区加金属防护套;在管壁实施喷涂防腐防磨;(采用渗铝管防腐蚀;加强检查,对可能出现爆管的管子及时更换。2.2. 防止水冷壁发生高温腐蚀措施a.合理选取热力参数和炉膛结构参数,炉膛出口温度适当。选取合理的边排燃烧器到侧水冷壁距离,下排燃烧器到冷灰斗拐点距离,可避免火焰直接冲刷水冷壁,防止炉膛水冷壁结渣和产生高
5、温腐蚀。选取合适的上排燃烧器至屏底距离,控制屏底烟温在较低水平,避免管屏高温腐蚀。b.合理选择优化内螺纹管的参数,能增强工质侧的传热,降低水冷壁管表面温度水平,防止高温腐蚀发生。c燃烬风采用优化的双气流结构和布:形式,燃烬风风口包含两股气流:央部位的气流是非旋转的气流,它直接穿透进入炉膛中心,补充燃烬所需空气;边部风口采用旋转气流,在水冷壁面形成氧化性气氛,有效防止煤粉粒子冲刷水冷壁。同时,燃烬风口的布置最优化的布置形式,使燃烬风沿炉宽方向覆盖了整个一次风,防止出现煤粉颗粒逃逸现象,可有效防止燃烧器区域靠近两侧墙处产生高温腐蚀。d.优化燃烧器扩展锥的角度,防止火焰的过早扩散对水冷壁的冲刷。巳合
6、理布置燃烧器,使燃烧器距离侧墙以及冷灰斗具有足够的距离,防止火焰冲刷水冷壁。优化燃尽风的布置,在布置主燃尽风的基础上,在靠近侧墙布置侧燃尽风,形成低温的风屏,保护火焰冲刷侧墙。g.上述措施对减轻水冷壁高温腐蚀有一定效果,但还不能根治。根据某电厂300MWW”炉和某电厂600MWW”炉燃烧高硫无烟煤的设计经验,推荐用户水冷壁和高温受热面的做抗腐蚀喷涂处理,尽管做喷涂处理的一次性投资高,但可避免因腐蚀减薄而频繁停炉换管,对长期运行来说还是合算的。2.3.防止对流受热面发生高温腐蚀措施a.合理布置受热面位置,使工质温度高的受热面处于烟温相对较低的区域。烟气从炉膛出口依次冲刷到屏式过热器、高温过热器、
7、高温再热器,这几级受热面中工质的温度是由低到高的;另外烟温较高区域的屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面采用顺流布置,入口处的烟温较高。这样可以保证受热面管表面的温度处于较低的水平,较低的壁温能够有效的防止高温腐蚀。b.采用节流圈减少管间偏差,控制受热面壁温水平,使其低于高温腐蚀发生的温度,能够有效避免高温腐蚀。C受热面管选材中注意采用了抗腐蚀性能良好的钢材。屏式过热器、高温过热器和高温再热器管材都采用了大量的SA-213TP347H奥氏体不锈钢。3 .4.防止水冷壁发生高温腐蚀措施抵合理选取热力参数和炉膛结构参数,炉膛出口温度适当。选取合理的边排燃烧器到侧水冷壁距离,下排燃烧器到冷灰斗
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