锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施
水冷壁高温腐蚀原因分析及调整策略
水冷壁高温腐蚀原因分析及调整策略摘要：某电厂2号炉大修时发现两侧墙水冷壁发生了较为严重的高温腐蚀，最高腐蚀厚度接近1mm；炉膛的前后墙水冷壁也有轻微的高温腐蚀现象。
通过在被腐蚀区域喷涂耐腐蚀金属涂层如镍铬钛、镍铬合金等是减缓高温腐蚀的一种措施，但不能从根本上解决，而且价格较高。
入炉煤煤质下降、含硫量偏高和水冷壁贴壁处产生还原性气氛是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因。
为了找到避免水冷壁发生高温腐蚀，且保证锅炉稳定、高效燃烧的运行参数，特进行了燃烧调整试验，并结合历史煤质分析得出本厂高温腐蚀的最终原因，从而进行运行方式的调整，避免或减少2炉的高温腐蚀现象。
关键词：高温腐蚀还原性氧量燃烧调整Cause Analysis and adjustment strategy of high temperaturecorrosion of water wallCong Peiyong,Datang International Xilinhot Power Generation Co. , Ltd. , Xilinhot, 026200ABSTRACT: during the overhaul of No. 2 boiler in a power plant, serious high temperature corrosion was found in the water wall of the two side walls, with the maximum corrosion thickness approaching 1mm. Spraying anti-corrosion metal coating such as ni-cr-ti and ni-cr alloy in the corroded area is a measure to slow down the high temperature corrosion, but it can not be solved fundamentally and the price is high. The main reasons for the high temperature corrosion of the water wall are the decrease of coal quality, the high sulfur content and the reductive atmosphere at the wall. In order to find out the operation parameters that can avoid high temperature corrosion of water wall andensure stable and efficient combustion of boiler, the combustion adjustment test is carried out, and the ultimate cause of high temperature corrosion is obtained by analyzing the history of coal quality, thus the operation mode can be adjusted to avoid or reducethe high temperature corrosion of 2 furnaces.Keywords: High temperature corrosion, reducibility, oxygen content, combustion adjustment1、前言：工程概况：某电厂2号锅炉为超临界、变压运行直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护火电厂锅炉水冷壁是锅炉主体的一个重要组成部分，其主要作用是对燃烧室进行冷却，同时承受高温和高压的工作环境。
由于长期在高温高压下工作，锅炉水冷壁容易出现高温腐蚀问题，如果不及时进行有效的防护，将会严重影响锅炉的安全性和稳定性。
对火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护是一个非常重要的课题。
火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀类型主要包括氧化腐蚀、硫氧化腐蚀和低氧腐蚀。
其中氧化腐蚀是由于水冷壁受燃烧室高温氧化气体的冲击和侵蚀，导致金属表面发生氧化反应，形成氧化物层，从而降低材料的强度和耐蚀性；硫氧化腐蚀是由于锅炉燃料中含有硫元素，燃烧产生的硫氧化气体与水冷壁金属表面发生化学反应，形成硫化物膜，从而加速金属的腐蚀；低氧腐蚀是由于水冷壁内部缺氧环境和水质变化导致金属表面与水发生腐蚀作用，加剧水冷壁的腐蚀速度。
为了有效防护火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀问题，需要采取一系列的防护措施。
首先是优化设计和选材，采用高温合金和耐蚀材料制作水冷壁，提高其耐高温和抗蚀性能。
其次是加强水质和操作管理，保证水冷壁内部水质稳定，减少水中溶解氧和腐蚀物质的含量，防止低氧腐蚀的发生。
同时还需要加强锅炉燃料的预处理，尽量减少硫和碱金属等有害物质的含量，减少硫氧化腐蚀的发生。
还可以采用表面涂层和防凝剂等物理和化学的防护措施，减少氧化和硫氧化腐蚀的发生。
在实际的工程应用中，火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护也面临一些挑战和难点。
首先是高温腐蚀的机理和影响因素比较复杂，需要进行深入研究和分析，从而制定出系统有效的防护方案。
其次是防护措施需要结合水冷壁的实际工作环境和运行情况进行综合考虑，不能单纯依靠一种方法或一种材料来解决问题。
还需要充分考虑防护措施的经济性和可行性，确保其能够在实际工程中得到有效应用。
火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护是一个非常重要的工程问题，需要通过优化设计和选材、加强水质和操作管理、采用物理和化学防护措施等方法来进行有效防护。
风膜式贴壁风防止锅炉水冷壁高温腐蚀
风膜式贴壁风防止锅炉水冷壁高温腐蚀发布时间：2022-06-20T08:39:08.788Z 来源：《福光技术》2022年13期作者：梁艺馨[导读] 水冷壁全称“水冷壁管”，旧称“水冷墙”，亦称“上升管”。
通常垂直铺设在炉墙内壁面上，主要用来吸收炉内火焰和高温烟气所放出辐射热的锅炉受热面。
河南京能滑州热电有限责任公司河南省安阳市 456400摘要：近十年以来，燃煤粉锅炉不断向大容量高参数发展。
同时，随着国家新环保法规的发布，对锅炉NOx排放指标的要求也愈加严格，因此，低氮燃烧系统在燃煤粉锅炉上得到了广泛应用。
但是，部分已投运的采用低氮燃烧系统的燃煤粉锅炉发生了较严重的水冷壁高温腐蚀问题，，造成锅炉水冷壁管严重减薄，甚至爆管，导致机组非计划停运。
因此，需要采用风膜式贴壁风防止水冷壁高温腐蚀。
关键词：风膜式；贴壁风；防止；锅炉；水冷壁；高温；腐蚀1水冷壁水冷壁全称“水冷壁管”，旧称“水冷墙”，亦称“上升管”。
通常垂直铺设在炉墙内壁面上，主要用来吸收炉内火焰和高温烟气所放出辐射热的锅炉受热面。
是各种现代锅炉蒸发受热面的主要型式，亦为锅炉水循环回路中的基本部件。
因兼有冷却和保护炉墙的作用，故名水冷壁。
水冷壁最初设计时，目的并不是受热，而是为了冷却炉膛使之不受高温破坏。
后来，由于其良好的热交换功能，逐渐取代汽包成为锅炉主要受热部分。
敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。
水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在管内产生蒸汽或热水，并降低炉墙温度，保护炉墙。
在大容量锅炉中，炉内火焰温度很高，热辐射的强度很大。
锅炉中有40～50%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。
除少数小容量锅炉外，现代的水管锅炉均以水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。
2贴壁风法有效性分析贴壁风法的最开始结构是在锅炉壁上开个简单的缝隙让空气进入，解决锅炉内还原性气体过多的问题，方法简单，但是不容易控制风量。
贴壁法是在锅炉上开个小孔，然后在水冷壁上安装小风帽，开始时安装的小风帽结构不适合，导致容易烧毁，后续改进小风帽安装方式和大小，使之呈流线型，紧贴水冷壁外侧。
锅炉水冷壁高温腐蚀的机理影响因素及预防措施
锅炉水冷壁高温腐蚀的机理影响因素及预防措施
李孝亮’ 金铁民z ( 1.哈尔滨电力职业技术学院。 2 . 哈尔滨电力职业技术学院) 摘 要: 随着我国电力工业建设的高速发展，大容量机组越来越多，设备结构和系统更趋于复杂化，锅炉运行中出现多种事故， 其中电站锅炉 “ 四管”爆漏事故 已成为当前威胁发电设备安全、稳定运行的突出矛盾。 关键词: 锅炉 腐蚀 措施 中图分类号:TK229.6 文献标识码:A 文章编号:1672- 3791(2007)01(b卜0019- 01 流向背火侧，这样就在向火侧形成一个较高 磨损， 工作条件非常恶劣， 使得炉管泄漏 的煤粉浓度区，背火侧的煤粉气流在水冷壁 附近形成比普通燃烧器更强的氧化性气氛。 成为一种必然，护管泄漏是电厂的一种多发 事故。研究和预防四管泄漏已成为保证火力 可能性就越大. 高硫煤产生的大量H 2s ， (2)采用多切圆燃烧技术。用多切圆燃烧 发电厂安全经济运行和提高经济效益的关键 SO2, so， 原 硫 仅 坏 壁 和 子 不 破 管 的Fe2 03保 技术针对双切圆四角燃烧锅炉而言，在防止 高温腐蚀的应用中效果较为明显。 一方面， 通 问题， 因此搞清四管泄漏的机理， 并提出防范 护膜， 而且还浸蚀管子表面， 致使金属管壁不 过一次风反切圆燃烧可以平衡炉膛出口烟气 措施， 减少四管泄漏发生是一个重要的课题。 断减薄，最终导致爆管事故。 (2)给水品质的影响。 给水品质对锅护高 流速，防止形成 “ 烟气走廊” ，从而防止过热 蒸汽气温偏差。 另一方面， 一次风反向偏转可 1 主要研究内容和方法 温腐蚀的影响主要体现在水冷壁的管壁温度 以减小一次风切圆直径，使一次风射流相对 本文以水冷壁为例，分析造成电站锅炉 条件上。 若给水品质控制不严， 很容易造成水 水冷壁高温腐蚀的机理，并且总结归纳了腐 冷壁管内结垢， 这样就会增加管壁的热阻， 阻 二次风气流偏离水冷壁较远，有利于改善水 蚀的主要影响因素及其防止措施。 碍热量的传递， 从而使管壁温度上升， 加速高 冷壁表面的还原性气氛。 (3)采用变异周界风技术。采用变异周界 锅炉水冷壁爆漏的原因是多方面的，本 温腐蚀的进程。 因此， 运行时应严格控制锅炉 风技术， 使向火侧的周界风截面小于背火侧的 文十要研究形成水冷壁高温腐蚀的机理、影 的给水品质。 响因素以及预防措施。 (3)煤粉细度控制不严的影响。按照入炉 周界风截面，一方面增加了炉内燃烧所需的 使煤粉燃烧充分， 减少还原性气氛的产 煤质和燃烧调整试验的结果， 煤粉的经济细度 氧量， 2 锅炉水冷壁高温腐蚀的类型及腐蚀机 一般都控制在 12%左右。但有时由于煤质的 生; 另一方面增加了水冷壁表面的含氧量，防 理 止未燃尽的可燃物冲刷水冷壁，有利于改善 变化而造成制粉系统出力不足，运行人员将 高温腐蚀的类型及腐蚀机理. 根据高温腐 煤粉调粗以满足运行的需要或由于运行人员 水冷壁表面的还原性气氛。 (4)采用贴壁风技术。贴壁风技术是从二 蚀发生的原因及腐蚀产物成分的分析，煤粉 对控制煤粉细度的重要性认识不足，使煤粉 锅炉水冷壁高温腐蚀一般可以分为以下几种 细度增加， 从而影响锅炉水冷壁的高温腐蚀。 次风箱引出一股少量的二次风，从易形成还 原性气氛的水冷壁区域喷人，使之在水冷壁 (4)配风工况。 配风不当对锅炉水冷壁高 类型: 硫酸盐型高温腐蚀、硫化物型高温腐 蚀、氯化物型高温腐蚀以及由还原性气氛引 温腐蚀的影响有两方面: 一方面是送风不足， 附近形成一股气膜，阻挡煤粉气流冲刷水冷 壁， 改善腐蚀严重区域的贴壁烟气成分， 从而 起的高温腐蚀。 使炉内缺氧， 形成还原性气氛， 影响水冷壁的 同时， 相 硫酸盐型高温腐蚀. 对锅炉水冷壁高温腐 高温腐蚀: 另一方面是形成不良的炉内的空气 有效的防止水冷壁高温腐蚀的发牛。 对于炉膛烟温来说， 贴壁风是一股冷风， 因而 蚀的产物进行分析，发现含有大量的硫元素 动力场， 造成一次风或切圆偏斜， 从而使未懈 可以有效的抑制水冷壁管的腐蚀速度。 和碱金属元素， 它们通常以硫酸盐、 焦硫酸盐 尽的煤粉颗粒磨损水冷壁以及贴壁燃烧，加 (5)合理组织配风和强化炉内的混合。合 以及三硫酸铁钠等复合硫酸盐的形式存在。 速高温腐蚀的进程。 (5)还原性气氛。还原性气氛是由于煤粉 理的配风和强化炉内湍流混合的目的是避免 这种腐蚀产物的成分呈现规律性变化 ，由表 及里碱金属元素和硫元素逐渐递增。按水冷 出现局部还原性气氛。 若配风不良， 即使总的 在炉膛内缺氧燃烧形成的，其对锅炉水冷壁 过量空气系数a > l ， 也会在水冷壁附近出现 壁受热面反应相态类型分，硫酸盐型高温腐 的腐蚀影响非常大。 一方面， 它可以渗透到水 冷壁的氧化膜中， 并发生反应， 生成疏松多孔 高浓度的还原性气氛。 蚀过程主要有两种途径: 一种是有致腐气体 而 (6)控制煤粉细度。我们知道，煤粉颗粒 SO, 参与作用下的硫酸盐熔盐腐蚀， 另一种是 的FeO， FeO 是吸附腐蚀介质的理想载体， 从而加速腐蚀的进程: 另一方面， 它对腐蚀性 较粗时， 容易造成未燃颗粒冲刷水冷壁和贴壁 碱金属的焦硫酸熔盐腐蚀。 燃烧。结果造成水冷壁磨损和壁面附近形成 硫化物型高温腐蚀。 硫化物型高温腐蚀是 气体的生成起促进作用。 (6)煤粉贴壁燃烧。如果炉内空气动力场 还原性气氛，引发高温腐蚀。试验表明〔 11], 锅炉水冷壁高温腐蚀中较为常见的类型，引 不理想， 造成一次风偏斜或切圆偏斜， 很容易 起硫化物型高温腐蚀的主要原因是腐蚀区域 当 粉 煤 细度R9 8.5%一 0 13.5%时， 水冷壁 产生煤粉贴壁燃烧现象。 煤粉贴壁燃烧很容易 管外部腐蚀比R90=6%一 烟气中含有游离态硫以及烟气呈还原性。通 8%时大的多。因 造成水冷壁高温腐蚀。 贴壁燃烧使局部水冷壁 此， 控制煤粉细度在一定程度上可以预防水 过对腐蚀产物的分析，我们发现腐蚀产物主 冷壁高温腐蚀的发生。 要是铁的氧化物和硫化物。 管壁温度急剧上升， 为高温腐蚀创造了良好的 (7)控制给水品质。控制给水品质，避免 还原性气体引起的高温腐蚀。锅炉水冷壁 管壁温度条件。同时， 贴壁燃烧产生的气流直 管内结垢， 减少热阻， 从而可以防止水冷壁管 的高温腐蚀和还原性气氛的存在有着极密切 接冲刷水冷壁管， 破坏水冷壁管的保护膜， 使 预防高温腐蚀的发生。 此外， 应 腐蚀产物不断脱落， 进而加速了腐蚀的进程。 壁温度过高， 的关系，c o 浓度大的地方腐蚀就大。CO 的 加强对运行人员的学习与管理， 综合协调电力 形成主要是 由于燃烧器供氧不足，不完全燃 生产， 避免机组长时间 超负荷运行， 这些措施 4 预防锅炉水冷壁高温腐蚀的措施 烧而形成的。 当燃烧区域缺氧时， 其波动范围 ( 1)采用浓淡风燃烧技术。浓淡风燃烧技 在某种程度上都可有效的防止高温腐蚀的发 较大， 达到3% ^- 25%， 当含氧量大于2%时. 生。 CO 含量不超过 3% 一5%，说明氧量较高时， 术可分为水平浓淡风燃烧技术和径向浓淡风 燃烧技术。水平浓淡风燃烧技术的原理为， 大部分CO 都被氧化成C0 2, 在一次风管道上安装煤粉浓缩器，一次风煤 3 结论 粉气流通过煤粉浓缩器时被分成浓淡两股， 水冷壁爆管是锅炉设备事故中比较常见 3 锅炉水冷壁高温腐蚀的影响因素 的故障之一，对锅炉危害比较大，还需要在 ( 1)煤质的影响。燃煤品质差是水冷壁高 这两股气流在水平 向上以一定的夹角喷人 实践中不断摸索，总结和积累经验。 温腐蚀的内因条件， 燃煤中高含量的硫元素 炉膛。浓煤粉气流流向向火侧，淡煤粉气流
锅炉水冷壁高温腐蚀形成机理及防范措施
锅炉水冷壁高温腐蚀形成机理及防范措施发布时间：2022-10-08T08:43:48.954Z 来源：《新型城镇化》2022年19期作者：刘占伟[导读] 近几年，随着全国动力煤价格的不断攀升，燃煤发电厂生产经营及竞争压力的不断增加，深度配煤掺烧成了每个燃煤发电企业必须面对的课题。
贫煤、褐煤、高硫高灰煤、纯煤泥，随着劣质煤掺烧比例的不断增加，锅炉运行安全也在不断面临新的更大的挑战。
张家口热电公司河北张家口 075000摘要：锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉受热面上，锅炉运行时在烟温大于700℃的区域内，在高温高压条件下受热面与含有高硫的腐蚀性燃料和高温烟气接触，极易发生高温腐蚀。
尤其是水冷壁管的向火侧腐蚀最快，极易发生爆管，这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成了很大威胁。
关键词：水冷壁；腐蚀；燃烧；硫分1 引言近几年，随着全国动力煤价格的不断攀升，燃煤发电厂生产经营及竞争压力的不断增加，深度配煤掺烧成了每个燃煤发电企业必须面对的课题。
贫煤、褐煤、高硫高灰煤、纯煤泥，随着劣质煤掺烧比例的不断增加，锅炉运行安全也在不断面临新的更大的挑战。
其中，燃烧高硫煤导致锅炉水冷壁大面积高温腐蚀，管壁产生裂纹最终爆管事故近几年频繁出现。
本文主要对锅炉水冷壁高温腐蚀产生的机理进行深入分析，结合理论与实例，提出防范措施。
2 设备运行概况某热电公司300MW火电机组锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的型号为HG-1025/17.5-YM33，亚临界、一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风的π型汽包炉，固态排渣炉，锅炉采用摆动式燃烧器，四角布置，切向燃烧方式，共有五层煤粉燃烧器，三层油燃烧器。
水冷壁采用内螺纹管+光管管型，材质为SA-210C，管子规格为（63.5×7。
锅炉设计煤种为河北蔚县烟煤，校核煤种为准格尔烟煤，近几年开始掺烧高硫煤，几种煤的指标如下：该锅炉通常根据负荷采用1～2台制粉系统掺烧高硫煤，掺配方式为炉内掺烧，高硫煤的掺烧占比为35%～40%，随着近几年环保三项污染物排放执行深度减排标准，特殊时期还要提高标准超低排放控制。
前后墙对冲燃烧方式锅炉水冷壁高温腐蚀运行调整
前后墙对冲燃烧方式锅炉水冷壁高温腐蚀运行调整摘要：某电厂前后墙对冲燃烧锅炉水冷壁管存在大面积高温腐蚀现象，根据高温腐蚀机理，分析了产生高温腐蚀的原因，有针对性地提出了防范措施，可为解决此类问题提供参考。
关键词：对冲燃烧锅炉；旋流燃烧器；水冷壁；高温腐蚀某600MW前后墙对冲燃烧方式的超临界锅炉在大修中发现两侧墙主燃烧器区域的水冷壁发生了较为严重的高温腐蚀，在1.5年的运行时间里最大腐蚀厚度接近1mm，炉膛的前后墙水冷壁也有轻微的高温腐蚀现象。
一、对冲锅炉高温腐蚀的原因1.煤质原因对于燃烧劣质煤的锅炉，高温腐蚀还存在以下几方面的诱因：(1)劣质煤的着火温度高，燃烧相对困难，会出现燃烧不完全和火焰拖长的现象，易形成还原性气氛；(2)燃用劣质煤会增加制粉系统的负担，使制粉系统的分离效率下降，导致煤粉颗粒变粗；煤粉越粗，越不易燃尽，导致火焰拖长，进一步燃烧时由于缺氧而形成还原性气氛，影响煤粉的燃尽，未燃尽煤粉颗粒聚集在水冷壁附近，加剧高温硫腐蚀；(3)灰分越大，对管壁的磨损越大，失去保护层的管壁遭受高温硫腐蚀的可能性也大大增加。
2.水冷壁管壁温度偏高据统计，2017年1—7月，该机组平均负荷率高达79．2%左右，机组长期在高负荷下运行，高峰负荷常常超出额定负荷。
负荷的提高不仅意味着蒸汽流量增大，同时也提高了蒸汽压力，饱和温度随之上升，管壁温度相应提高；同时，锅炉燃烧器区域的热负荷始终处于较高状态，长期运行后，水冷壁遭受高温腐蚀的可能性将进一步增加。
3.设计原因（1）炉内燃烧工况的原因。
该机组燃烧器为前、后墙对冲布置，燃烧器和燃尽风喷口均布置在炉膛的前、后墙上，两侧墙上未布置任何空气补给装置，通过炉内空气动力场的优化调整，只能解决前、后墙水冷壁高温腐蚀问题，对两侧墙水冷壁高温腐蚀的影响并不大。
因此，通常情况下，对冲锅炉两侧墙的高温腐蚀相对前、后墙要严重得多。
（2）低氮燃烧改造的原因。
随着NOx排放要求的日益提高，低氮燃烧技术在现役锅炉上快速、集中、大量应用。
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作者：廖培兴来源：《中国科技纵横》2012年第20期摘要：锅炉水冷壁的腐蚀是影响电厂的安全运行的一个重要问题。
本文针对广东省粤电集团靖海发电厂的用煤情况和锅炉的运行状况,通过分析高温腐蚀的机理,寻找腐蚀的原因并针对各个原因提出相应的改进措施。
通过探索,发现控制燃料参数、改进设备结构、优化工艺技术对减少腐蚀比较有效,可为解决实际水冷壁腐蚀问题提供参考。
关键词：水冷壁高温腐蚀机理原因措施多年来,电站锅炉燃烧器部位的水冷壁往往受到高温腐蚀的影响,这个问题一直干扰水冷壁的使用效果和寿命,而且当腐蚀情况严重时甚至对生产安全构成威胁。
根据以往研究表明,在中国,有近80%的大型电站锅炉受到水冷壁高温腐蚀的影响,这些影响严重的锅炉大部分使用贫煤[1]。
高温腐蚀对锅炉水冷壁的影响是使其厚度变薄、材料的强度大大降低。
因此,在这样的情况下,水冷壁可能存在爆管或泄漏,对锅炉的安全运行产生威胁。
广东省粤电集团靖海发电厂锅炉较大的炉膛断面和炉膛容积,采用日立-巴布科克公司HT-NR3低NOx旋流燃烧器,水冷壁采用下部（包括冷灰斗）螺旋膜式管圈和上部垂直膜式壁结构。
本文将从锅炉水冷壁高温腐蚀的机理入手,分析腐蚀产生的原因,并通过以往的研究总结解决高温腐蚀的措施。
1、高温腐蚀机理1.2 硫酸盐型腐蚀机理通过上式发现,水冷壁管金属也不断生成氧化铁,而生成的氧化铁层不断被消耗,如此往复循环,管壁就产生了很大的腐蚀现象[3]。
2、高温腐蚀原因研究2.1 煤质问题近期广东省粤电集团靖海发电厂引进了许多价格相对比较经济的印尼煤。
然而,这些印尼煤具有易燃易爆的特点,硫含量比较高。
这样,煤在燃烧时生成的硫化物促进了锅炉水冷壁的高温腐蚀,因此,煤中硫和硫化物危害比较大,为高温腐蚀奠定了条件。
此外,煤的不完全燃烧生成还原性的气体,也促进了高温腐蚀的速度。
较高的硫含量和较难的燃烧状态产生了很多问题:(2)按日立·巴布科克公司（BHK）的燃料特性分析方法,并且在对国内几十台大型电站锅炉进行调研和分析及一系列试验基础上,总结了普华煤质分析法判断广东省粤电集团靖海发电厂的燃煤的结渣,灰粘污特性。
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护火电厂锅炉是火力发电厂的核心设备之一，其中锅炉水冷壁作为锅炉的重要零部件，承担着传热和防护的重要作用。
由于高温高压腐蚀的作用，锅炉水冷壁面临着严峻的腐蚀问题，给锅炉的安全稳定运行带来挑战。
对锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护问题进行深入研究和探讨，对于提高锅炉设备的运行效率和安全性具有重要意义。
一、锅炉水冷壁高温腐蚀机理锅炉水冷壁在高温高压条件下，承受着燃烧产物的冲击和腐蚀作用。
引起锅炉水冷壁高温腐蚀的主要原因有以下几点：1. 高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀是指金属在高温下与氧气发生化学反应，形成氧化物。
在高温条件下，金属表面形成的氧化物薄膜很容易发生脱落，造成金属表面继续暴露在高温高压的燃烧气体中，导致金属继续氧化腐蚀。
2. 燃烧产物侵蚀燃烧产物中含有大量的酸性气体和腐蚀性物质，例如SO2、SO3、Cl2等，这些气体和腐蚀性物质会对锅炉水冷壁金属产生侵蚀作用，加速金属腐蚀的进程。
3. 热应力腐蚀锅炉水冷壁在高温高压条件下，金属材料容易受到热应力的影响，导致金属的晶粒结构发生变化，从而影响金属的力学性能和抗腐蚀性能。
以上这些因素共同作用下，导致锅炉水冷壁高温腐蚀加剧，严重影响了锅炉设备的安全稳定运行。
二、锅炉水冷壁高温腐蚀防护技术针对锅炉水冷壁高温腐蚀问题，研究人员和工程技术人员积极探索各种适用的腐蚀防护技术，提高水冷壁的抗腐蚀性能，保障锅炉设备的安全运行。
目前，主要的防护技术有以下几种：1. 金属材料的选用在设计和制造锅炉水冷壁时，应根据工作条件和使用环境选择适合的金属材料，提高金属的耐高温腐蚀性能。
一般选用的金属材料有碳钢、合金钢、不锈钢等，这些材料具有较好的耐高温腐蚀性能和机械性能。
2. 表面覆盖保护层在金属表面涂覆一层保护层，可以有效提高金属的耐腐蚀性能。
常用的表面覆盖保护层材料有镀锌、热喷涂、电镀等，这些保护层可以有效隔离燃烧产物和金属直接接触，延缓金属的氧化腐蚀过程。
大型锅炉水冷壁高温腐蚀问题分析及预防
大型锅炉水冷壁高温腐蚀问题分析及预防Analysis and Prevention about High Temperature Erosion onWater Wall of Large Capacity Boilers高志涛GAO Zhi2tao(广西电力试验研究院有限公司,广西南宁530023)摘要:文章对我区近期330 MW、220 MW火电机组水冷壁高温腐蚀的现象进行了剖析,并提出了实用的预防措施。
关键词:水冷壁;高温腐蚀;分析;预防措施中图分类号:TK222.3文献标识码:B文章编号:1671-8380(2006)05-0065-021引言随着广西300 MW级火电机组投入商业运行,火电技术上了一个新的台阶,同时也出现新的技术难题。
在广西火电机组走上大容量、高参数的时期,正是国内煤炭市场非常混乱的时候,由于我区大型火电机组远离煤源基地,锅炉设计煤种很难保证,各火电厂饥不择食,只要有煤烧便行,从而大量的高硫煤进入炉内燃烧,造成炉内高温燃烧区域的水冷壁大面积腐蚀,严重地影响了大型火电机组的安全运行,同时也引起电网负荷不稳定,直接影响供电质量。
据国内统计,我国燃用贫煤、劣质烟煤和含硫量≥1%的大型电站锅炉有80%以上存在不同程度的水冷壁高温腐蚀。
我区大型电站锅炉由于水冷壁高温腐蚀后,管壁减薄、强度降低而引起的爆管停机事故,已成为目前应解决的最大技术难题之一。
本文以柳州发电公司220 MW机组近期发生的水冷壁爆管停机事故为实例,分析水冷壁高温腐蚀的机理,并提出了可行的解决办法和预防措施。
2腐蚀的现象和危害2006年2月,柳州发电公司1号(220 MW)机组后墙水冷壁燃烧高温区域中间正对炉中心的水冷壁管因高温腐蚀爆管被迫停机。
停机后检查发现:中间二层燃烧器区域约4 m高的一周水冷壁有近200根管壁厚度小于3.0 mm,在这次事故停炉中给予全部更换。
在换管的同时检查2个月前小修中新换的39根水冷壁因腐蚀减薄了1.7～1.8 mm,腐蚀减薄的速度是惊人的。
某厂水冷壁高温腐蚀的原因分析及对策
锅
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ＮＯ ５ ．
Ｓｐ２ １ ｅ ． ０１
ＢＯＩ ＬＥＲ ＭＡＮＵＦ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文 章 编 号 ： Ｎ ３—１ ４ （ ０ １ ０ ０ ０ ０ Ｃ ２ ２ ９ ２ １ ） ５— ０ ３— ４
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中图 分 类 号 ：Ｋ ２ ． Ｔ ２４９ 文献 标 识 码 ： Ａ
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锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施
作者：廖培兴
来源：《中国科技纵横》2012年第20期
摘要：锅炉水冷壁的腐蚀是影响电厂的安全运行的一个重要问题。本文针对广东省粤电集
团靖海发电厂的用煤情况和锅炉的运行状况,通过分析高温腐蚀的机理,寻找腐蚀的原因并针对
各个原因提出相应的改进措施。通过探索,发现控制燃料参数、改进设备结构、优化工艺技术
对减少腐蚀比较有效,可为解决实际水冷壁腐蚀问题提供参考。
关键词：水冷壁 高温腐蚀 机理 原因 措施
多年来,电站锅炉燃烧器部位的水冷壁往往受到高温腐蚀的影响,这个问题一直干扰水冷壁
的使用效果和寿命,而且当腐蚀情况严重时甚至对生产安全构成威胁。根据以往研究表明,在中
国,有近80%的大型电站锅炉受到水冷壁高温腐蚀的影响,这些影响严重的锅炉大部分使用贫煤
[1]。高温腐蚀对锅炉水冷壁的影响是使其厚度变薄、材料的强度大大降低。因此,在这样的情
况下,水冷壁可能存在爆管或泄漏,对锅炉的安全运行产生威胁。
广东省粤电集团靖海发电厂锅炉较大的炉膛断面和炉膛容积,采用日立-巴布科克公司HT-
NR3低NOx旋流燃烧器,水冷壁采用下部（包括冷灰斗）螺旋膜式管圈和上部垂直膜式壁结
构。本文将从锅炉水冷壁高温腐蚀的机理入手,分析腐蚀产生的原因,并通过以往的研究总结解
决高温腐蚀的措施。
1、高温腐蚀机理
1.2 硫酸盐型腐蚀机理
通过上式发现,水冷壁管金属也不断生成氧化铁,而生成的氧化铁层不断被消耗,如此往复循
环,管壁就产生了很大的腐蚀现象[3]。
2、高温腐蚀原因研究
2.1 煤质问题
近期广东省粤电集团靖海发电厂引进了许多价格相对比较经济的印尼煤。然而,这些印尼
煤具有易燃易爆的特点,硫含量比较高。这样,煤在燃烧时生成的硫化物促进了锅炉水冷壁的高
温腐蚀,因此,煤中硫和硫化物危害比较大,为高温腐蚀奠定了条件。此外,煤的不完全燃烧生成还
原性的气体,也促进了高温腐蚀的速度。较高的硫含量和较难的燃烧状态产生了很多问题:
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(2)按日立·巴布科克公司（BHK）的燃料特性分析方法,并且在对国内几十台大型电站锅炉
进行调研和分析及一系列试验基础上,总结了普华煤质分析法判断广东省粤电集团靖海发电厂
的燃煤的结渣,灰粘污特性。发现使用的煤比较容易结渣和粘污。
(2.2 设备影响
设备是依据所其燃用煤质的着火特性、结渣特性、燃尽特性、粘污特性等种种特性,以及
要满足所规定的燃烧效率和控制NOx产生量,选定与燃烧器、容量、配置和其它各项相一致的
各种部份尺寸。
(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)有学者曾研究过冷态下锅炉的空气动力场,试验表明,在锅炉内部强风环的直径较大。这
种情况下,超过一半的气流回来锅炉水冷壁旁边流过,此时,锅炉中部风速较缓,形成弱风区。水冷
壁旁边的强气流会冲刷掉表面的氧化保护膜,炉膛中部弱风区则因为氧气补充不足而不完全燃
烧。因此,这种设备情况下腐蚀也会比较严重。
2.3 运行水平
检测手段不是特别有效时,会使一次风中含有的煤粉浓度不均匀、不合理。这些影响的因
素有风管的长度、阻力、煤质,这样往往导致给粉机下粉出现问题,而且有时候风管容易被堵
塞。此外,如果运行不合理,二次配风效果也并不理想。当二次风门内外开放程度不一样时,两次
射流会比较复杂不稳定,使得燃烧情况不合理。也因此会导致腐蚀现象严重。
此外,当燃烧状况不佳、四角切圆半径过大、配风方式不好时,锅炉水冷壁附近的煤粉会剧
烈燃烧,是水冷壁温度升高。此外,还原性气体会导致腐蚀介质厚度增加,加重了锅炉水冷壁的腐
蚀。
3、防范措施
通过对锅炉水冷壁高温腐蚀原因的分析,针对这些可以采取的措施有燃料控制、设备及运
行调整、技术优化等。
3.1 燃料控制
对入厂的煤要进行严格控制,重要的参数,如挥发份、低位发热量、灰份、含硫量等,要严格
控制其含量。尽量减少使用贫煤或高硫煤。
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煤进厂后,燃烧前和燃烧过程中都可以进行除硫,以此来使煤中硫的含量降低。最简单的方
法可利用输煤皮带传送石灰石进行脱硫。其它的脱硫方法有物理脱硫法（如重选法、浮选法、
磁选脱硫法等）,化学脱硫法（如热压浸出法、常压气体湿法脱硫等）。
为了防止和减轻灰粒对受热面的磨损,在烟温较低的受热面上加装防磨盖板。并控制各对
流受热面处的烟气流速。根据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。在合理范围内,可以将烟气平均速度控制在更低水平。通过以上措施能
有效防止灰粒对受热面的磨损。
3.2 设备及运行调整
3.2.1 燃烧器均匀布置
广东省粤电集团靖海发电有限公司电厂600MW超临界本生直流锅炉燃烧器采用的是前后
墙对冲燃烧方式,确保沿炉膛左右两侧有均衡的燃烧性能,使炉膛出口左右两侧烟温偏差达到较
小水平。燃烧系统共布置有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。
这样的布置可以使炉膛内烟气分布均匀,使煤粉可以充分燃烧并减轻对水冷壁的冲刷作
用。以此达到减轻腐蚀的效果。
3.2.2 选用合理炉膛参数
炉膛的几何尺寸以及其计算数据(包括炉膛容积热负荷,炉膛断面热负荷,燃烧器区域热负荷
等)以及炉膛布置将根据上述煤和灰的特性进行设计和选取的。在遵守90～95kW/m3的前提下,
我们依据BHK本生炉多年来的业绩经验,对于广东省粤电集团靖海电厂易结渣燃料,决定采用更
低的炉膛容积热负荷81.7kW/m3,炉膛截面热负荷为4.46MW/m2。
这样,当在所有工况下燃用特定的设计和校核煤种的时候,炉膛的设计和燃烧器的布置能确
保水冷壁管屏的任何一部分,过热器和再热器不会被火焰冲刷,燃烧器之间也不相互影响,可以更
好的增加燃烧的效果,减少水冷壁腐蚀。
3.3 技术优化
主要针对两次进风入口角度的合理性、配风的方式、煤粉细度等参数,通过试验或者计算
进行优化处理。锅炉炉膛容积、断面积以及燃烧器区域壁面面积选取相对较大,这样锅炉对煤
种具有较强的适应性。此外,在负荷不是很高的情况下,可以考虑适当控制上层的二次风挡板的
开闭程度,保证下层的供氧量,减少不完全燃烧还原气氛的产生。
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总之,上面的措施都是通过控制其它参数使得煤粉燃烧更充分,减少还原性气体的产生,以此
来保证腐蚀的减慢,这与上文的原因分析是相对应的。
4、结语
先进性锅炉水冷壁腐蚀的机理分析,这样就会通过试验和计算很容易发现其腐蚀的原因,然
后针对这些原因探索解决腐蚀问题的措施,这样效率就会提高,效果也会比较好。本文提出的方
法都是基于之前的探索和研究,并在广东省粤电集团靖海电厂使用中得到良好的实践检验效果,
所以这些措施应该具有较高的参考价值。
参考文献
[1]郭鲁阳.1025t/h锅炉水冷壁高温腐蚀分析及预防[J].华东电力.2004,32(4):46-48.
[2]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.
[3]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.