論1000MW超超臨界鍋爐高溫腐蝕分析及對策

蔡艷龍

摘 要：1000MW超超臨界鍋爐經(jīng)常會在使用的過程中出現(xiàn)高溫腐蝕的現(xiàn)象，因此會對鍋爐產(chǎn)生很大的損壞，也更加容易對企業(yè)的安全生產(chǎn)造成影響。本文結(jié)合實際案例對1000MW超超臨界鍋爐高溫腐蝕的問題進行分析，并在之后提出改進的措施。

關(guān)鍵詞：1000MW超超臨界鍋爐;高溫腐蝕;分析策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.140

0 引言

多數(shù)燃煤電廠都非常容易出現(xiàn)電站鍋爐水冷壁區(qū)域的高溫腐蝕現(xiàn)象，這也是大多數(shù)燃煤電廠在運作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的問題，甚至?xí)谥笥绊戨娏Π踩a(chǎn)。金屬在高溫或者受熱的狀態(tài)下使得管壁的表面發(fā)出更多的煙氣，進而一側(cè)的金屬就容易被腐蝕。如果腐蝕過度則會使得水冷壁的厚度變薄，整體的強度也因此變低[1]。如果不注意處理則會造成爆管和泄漏等事故，最終使得整個機組運行的計劃得以暫停，也會因此嚴(yán)重影響機組運行的安全性和經(jīng)濟性。

1 設(shè)備概述

某電廠所使用的鍋爐是由東方鍋爐股份有限公司制造的。在額定蒸發(fā)時，其鍋爐的主要參數(shù)如下：鍋爐的蒸發(fā)量為2888.6t/h，過熱器出口蒸汽的壓力為26.15MPa，過熱器出口的蒸汽溫度被控制在605℃，整個省煤器進口水的溫度被控制在298.6℃。

本鍋爐采用了平衡通風(fēng)的控制方式，鍋爐運轉(zhuǎn)層的上方則會直接采用露天布置合并全鋼架結(jié)構(gòu)的鍋爐。在一般工作情況，入鍋的煤硫的量會被控制在0.4%-1.6%之間。但是，當(dāng)設(shè)備被投入使用之后，可以發(fā)現(xiàn)鍋爐一側(cè)壁內(nèi)約18.6-47m的位置出現(xiàn)了冷壁高溫腐蝕的現(xiàn)象。如果不及時采用措施進行處理則不能夠保證鍋爐進行正常工作。

2 形成腐蝕現(xiàn)象的原因

鍋爐內(nèi)部的一氧化碳濃度被控制在10000，內(nèi)部二氧化碳的濃度被控制在260。在這樣的工作環(huán)境中，1000MW超超臨界鍋爐則會長期處于一種高溫的狀態(tài)中。過高的溫度會直接接近火焰樓壁的區(qū)域，從而形成一類還原性的氣體，從而使得鍋爐內(nèi)部形成結(jié)膛的現(xiàn)象[2]。如果沒有在之后有效地進行處置，則也容易在鍋爐內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)渣的現(xiàn)象，最終使得鍋爐內(nèi)部被高溫所腐蝕。

如果鍋爐內(nèi)部的二氧化硫濃度一直超過100，則會因此出現(xiàn)高溫腐蝕的現(xiàn)象。一般情況下，鍋爐內(nèi)部的5個檢測點的內(nèi)部含有大量的粉塵。如果其粉塵的含量達到一定濃度之后，就會在鍋爐內(nèi)部的墻面出現(xiàn)煤灰。如果高溫?zé)煔狻⒁谎趸己投趸脊餐饔茫腿菀自谥蟪霈F(xiàn)高溫腐蝕的現(xiàn)象。

3 1000MW超超臨界鍋爐高溫腐蝕狀態(tài)的改進措施

正如上文所說，1000MW超超臨界鍋爐很容易在使用的過程中出現(xiàn)高溫腐蝕的現(xiàn)象。因此，需要采用針對性的措施對其進行改造，這樣才能夠改善鍋爐內(nèi)兩側(cè)出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象。具體來說，可以采用如下的改進措施。

3.1 對鍋爐內(nèi)部的燃燒器進行改造

可以在每一層鍋爐的兩側(cè)都安裝合適的燃燒器，并作出如下的改造：第一，結(jié)合實際情況安裝12個35 ° 的水冷壁擴錐器，并在燃燒器內(nèi)部進行二次風(fēng)擴錐。第二，采用支撐肋板來有效地固定二次擴錐器，并在讓其結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上增加同流的面積。第三，在燃燒器的高溫區(qū)域內(nèi)部融入防止被燒壞和磨損的高溫合金材料，這樣才能夠避免爐膛出現(xiàn)被氧化的現(xiàn)象。第四，采用防脫離和防變形的措施來有效地防止高溫狀態(tài)下出現(xiàn)的結(jié)渣和氧化的現(xiàn)象。只有采用上述的措施進行改造才能夠有效地提高鍋爐內(nèi)的燃燒效率。

3.2 增設(shè)燃風(fēng)改造系統(tǒng)

可以通過對前后高溫鍋爐兩側(cè)的墻壁進行改造，從而更好地提高爐膛內(nèi)的燃燒效率。必要時可以通過增加12套側(cè)燃風(fēng)裝置來增大鍋爐內(nèi)的含氧量。這樣，位于鍋爐內(nèi)部的煤炭就能夠有效地實現(xiàn)充分燃燒。如果能夠在燃燒的過程中引入二次風(fēng)道，鍋爐內(nèi)部的火焰方向就能夠在第一時間更好地被控制，也不會在燃燒的過程中出現(xiàn)偏斜的情況。

另外，在設(shè)計的過程中，需要將側(cè)燃風(fēng)道不知在各層燃燒器風(fēng)道的下部。這樣，更多的風(fēng)就能夠有效地吹入鍋爐內(nèi)部，最終也就能夠保證1000MW超超臨界鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運行。可以在側(cè)燃風(fēng)道內(nèi)部安裝上一個調(diào)節(jié)閥。這樣即便鍋爐內(nèi)部出現(xiàn)了異常，大家也可以在第一時間運用調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)。

如果鍋爐一直都處于正常運行的狀態(tài)下，大家可以利用調(diào)節(jié)閥來有效地控制鍋爐內(nèi)部的燃燒情況，并對鍋爐內(nèi)部的配風(fēng)進行控制。注意用調(diào)節(jié)閥將燃燒的風(fēng)度控制在不小于40%的狀態(tài)下。這樣鍋爐內(nèi)的含氧量就會變高。鍋爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和燃燒也會因此變得更加充分。圖1有效地顯示了高溫?zé)煔鈾z測點的操作情況。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文先介紹了1000MW超超臨界鍋爐內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，之后再具體分析形成腐蝕現(xiàn)象的原因，并在之后采用包括“對鍋爐內(nèi)部的燃燒器進行改造”和“增設(shè)燃風(fēng)改造系統(tǒng)”的措施來改進1000MW超超臨界鍋爐高溫腐蝕狀態(tài)。而如果能夠有效地對1000MW超超臨界鍋爐內(nèi)部進行改造，才能夠有效地控制燃燒后產(chǎn)生的一氧化碳和二氧化碳含量。如果能夠?qū)⑷紵牧靠刂圃?%一下，鍋爐內(nèi)部的燃燒效率則能夠變得更高。必要時也可以通過提高鍋爐內(nèi)部的含氧量來增加高溫鍋爐的燃燒效率。這樣既能夠在燃燒的過程中降低氣體的含粉量，還能夠有效地改善鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生的高溫腐蝕現(xiàn)象。并讓燃燒的過程變得更加順利。

參考文獻：

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