600MW超临界对冲锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理

第 4 7卷第 1期 2 0 1 6年 1月 锅 炉技术 B0I LER TECH N0L0GY Vo 1 4 7，NO 1 J a n ，2 01 6 6 0 0 MW 超临界对冲锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理 洪 立 ，江焯烨 ( 广东粤 电靖海发 电有 限公 司 ，广东 揭 阳 5 1 5 2 2 3 ) 摘要 ： 针对某 电厂 6 0 0 Mw 超 临界对 冲燃烧锅炉水冷 壁高温 腐蚀 的情 况进行 分析 。结 果表 明： 主要原 因 是运行 过程中煤粉刷墙及侧墙存 在高浓度 Hz s呈强还原性气 氛 。通过设备 改造 ， 调整 了两 侧墙壁 面气氛 ， 破 坏了高温腐蚀的条件 。经过专项 治理 和燃烧 调整 ， 消除 了改造 初期屏 式过 热器及 高温 再热 器受热 面超温 现 象 ， 排烟 中 C O浓度控制在 1 0 0,u L L以下 ， N 排放量与改造前相差不大 。 关键 词 ： 超临 界；对 冲锅炉 ；高温腐 蚀 ；设备改造 中图分类号 ： TK 2 2 3 3 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 2 - 4 7 6 3 ( 2 0 1 6 ) 0 1 - 0 0 6 3 0 3 0 前 言 随着我 国对火 电行业 的经济性及环保 性方 面的要求越来越高 ， 锅炉逐渐 向大容量高参数的 高效清洁燃烧技术发展。锅炉容量参数的提高， 水冷壁的温度也相应提高， 锅 炉水冷壁的高温腐 蚀现象也更 易发 生。另 外 ， 为 降低 NO w的排放 量 ， 目前 电厂锅 炉 大都 采 用分 级 送 风 或 低 氧 燃 烧 技术 ， 在水冷壁附近 区域 形成还原性气 氛 ， 使 得 锅炉水冷壁的高温腐蚀更加频繁口 。如华能沁 北电厂 6 0 0 Mw 超临界机组 1号4号锅 炉、 华 能 汕头 电厂 3 号 锅 炉 、 广 东 惠 来 电 厂 1号 2号 和汕尾电厂等超临界机组锅炉 ， 侧墙水冷壁下燃 烧器至燃尽 风标高 区域都发 生 了不 同程度 的高 温腐蚀。高温腐蚀使水冷壁的强度降低 ， 容易引 起爆管 ， 泄漏等事故 ， 从而导致机组 的非计划停 机 ， 严重 影 响 火 电机 组 运 行 的安 全 性 、 经 济 性 及 整个 电网 的安全 生产 和调 度 。 1 锅炉概 况及存在 问题 广东某 电厂 1号锅炉 6 0 0 MW 超 临界参数 变压直流锅炉， 为某锅 炉生产 的单炉膛 、 一 次再 热、 平衡通风 、 露天布置 、 固态排渣 、 全钢构架 、 悬 吊结构 型锅炉 。B MC R蒸发 量 1 8 5 0 t h ， 额 定蒸汽压力 2 5 4 MP a ， 额定蒸汽温度 5 7 1， 再 热蒸汽温度 5 6 9。电厂燃煤设计煤 种为神府 东胜煤 。校核煤种为晋 北烟煤 。采用前后 墙对 冲燃烧方式 ， 设计配 备 3 6只东 方 日立 HT N R3 型低 NO 燃烧器 ， 在前后墙分 3层对称布置 ， 同 时在前后墙各布置 8个燃 尽风喷嘴。其 炉膛 及 燃烧器布置如图 1 所示。 ， 、， k 、 、， ， 、 、 图 1 燃 烧器布置 该电厂 1 号锅炉投运 以来主要燃用神混煤 ， 根 据锅 炉运 行参 数 和 现场 观察 ， 发 现其 燃 尽 风 至 下层燃烧 器标高范围 内两侧墙 中部水冷壁 高温 腐蚀严重， 更换腐蚀严重的水冷壁后对受腐蚀管 子 向火 面进 行 金 属 喷 涂 处 理 ， 但 运 行 不 久 ， 发 现 该区域的水冷壁腐蚀情况 比之前更严重 ， 且喷涂 层大部分 已腐蚀完， 管壁厚度 比之前 的厚度平均 减薄了 0 5 mm， 管壁最薄处已达 5 5 mm( 设计 壁厚 7 5 mm) ， 该问题 已严重威胁到 1 号锅炉长 期安全稳 定运行。经西 安热工研 究院 的燃烧 调 收稿 日期 ： 2 O 1 4 一l I 一2 4 作者简介 ： 洪立( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 工程师 ， 主要从事火力发电厂运行管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 洪立， 等： 6 0 0 Mw 超临界对冲锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理 6 5 低 ， 炉 内二次风的利用率 因为贴壁 风的增加而不 断降低， 从 而造成煤粉的燃 尽性变差 ， 火焰 中心 升高 ， C 0排量增大 ， 锅炉热效率 降低 ， 以及燃尽 风 对 NO 排 量 的影 响弱 化 。 在以兼顾 锅炉热效率 、 水冷壁高温腐蚀 、 炉 内风量合理分 配以及降低 C O排放 为 目的， 以运 行 氧 量 、 贴壁 风 调 整 方 式 、 燃 尽 风 量 以 及 三 次 风 调整方式为主要调整手段 ， 进行 了受热面高温腐 蚀专项试验一 系列针 对性调整 措施 。通过专 项 试 验 ， 得 出炉 内燃 尽 风 、 贴 壁 风 、 二 次 风 与一 次 风的最 优 分 配 试 验 条 件 ： 氧量 3 4 、 燃 烬 风 8 O 、 贴 壁 风 6 O 6 0 6 0 、 外 二 次 风 7 O 7 O 7 0 、 一次风压 8 0 k P a 。在该工 况下 ， 两 侧墙壁面气氛良好 ( 两侧墙贴壁氧量大于 7 5 ， 还原性气体 c O 、 H s浓度分别 为 5 7 8 L L 和 2 8 7 3 L L L ) ， 高温腐蚀发生的条件 消除， 未 出现煤粉刷墙 ， 并且屏式过热器与高温再热器受 热面不再 超温 ， 排烟 中 C O浓度在 1 0 0 I L L以 下 ， 设 备 改 造 前后 相 同试 验 条 件下 S C R 入 口 No 变 化在 2 0 mg m。 。 3 结 语 某电厂 6 0 0 Mw 超临界锅炉侧墙水冷壁 高 温腐蚀为煤粉刷墙及 富含 高浓度 的 H s呈强还 原性 气氛 所 致 。通 过 设 备 改 造 ， 增 加 贴 壁 风 ， 避 免了煤粉刷墙情 况， 调整两侧墙 壁面气氛 ， 破坏 了高温腐蚀 的条件 ， 经过专项治理 和燃 烧调整 ， 消除 了改造初期屏式 过热器及 高温再热器受热 面超温现象 ， 排 烟 中 C O浓 度控制 在 1 0 0 t L L 以下 ， N 排放 量 与改造 前 相 差不 大 。通 过运 行 调整 ， 合理分配炉 内风量 ， 避免水冷壁高温腐蚀 ， 提 高 了机 组运 行 的 安全 、 经 济 和环 保 等方 面 的综 合性 能 。 参 考 文献 ： 1 钟万里 ， 吴爽登 ， 曾凡云超临界锅炉水冷壁 高温腐蚀分析及 对策 J 3 热力发电 ， 2 0 0 9 ( 1 2 ) ： 1 0 6 1 0 8 2 3高全 ， 张军营， 丘纪华 ， 等燃煤 电站锅 炉高温腐蚀特 征的研 究 J 热能与动力工程 ， 2 0 0 7 ( 5 ) ： 2 9 2 2 9 6 3 吴超义锅炉水冷壁高温腐蚀特性试验研究i- D 杭州 ： 浙江 大学 ， 2 0 1 3 4 熊小鹤 ， 谭 厚章 ， 刘海玉 ， 等模糊层次 分析法在 电站 锅炉高 温腐蚀影响因素定量分析中的应用 J 动力工程 ， 2 0 0 9 ( 7 ) ： 6 2 2 6 2 6 5 3陈敏生 ， 廖晓春 ， 楼杰对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀 问题 的 探讨 J 电站系统工程 ， 2 0 1 3 ( 5 ) ： 3 3 3 6 6 姚斌 ， 曾汉才 ， 焦庆丰大型锅炉水冷壁高温腐蚀分 析及改进 措施 J 华 中科技大学学报 ： 自然科 学版， 2 0 0 4 ( 3 ) ： 2 0 2 2 7 谌莉 ， 李勤 剐某 燃煤 电厂 锅 炉印 尼煤掺 烧 高温腐 蚀 分析 J 腐蚀与防护 ， 2 0 1 0 ( 7 ) ： 5 4 8 5 5 1 An a l ys i s a n d Cou n t e r me a s u r es o f Hi g h - t e m p er a t u r e Cor r o s i on o f W a t e r wal I Tu b e s i n a 6 0 0 MW Su p e r cr i t i c al Op p o s e d F i r i n g Boi l er HONG Li ， J I ANG Z h u o y e ( Gu a n g d o n g Yu d e a n J i n g h a i P o we r Ge n e r a t i o n C o ， Lt d ，J i e y a n g 5 1 5 2 2 3，Ch i n a ) Ab s t r a ct ： An a na l y s i s o f wa t e r wa l l t u be shi g h t e m p e r a t u r e c or r o s i on wa s t a ke n o n a 6 0 0 M W s upe r c r i t i c a l o ppo s e d f i r i ng b oi l e rt he r e s ul t s s ho we d t ha t i t wa s ha p pe ne d c a u s e t he pul v e r i z e d c o a l s c ou r o n wa t e r wa l l t u be s a nd hi gh de ns i t y o f Hz S d ur i n g t he o pe r a t i o n p r og r e s s Af t e r t ha t ，t he bo t h s i d e s wa l l s ur f a c e a t mos phe r e we r e i m p r o ve m e nt a nd t he h i g h t e mpe r a t u r e c o r r os i o n c o nd i t i o n wa s d e s t r oy e d by r e t r o f i t Af t e r s pe c i a l t r e a t me nt a n d c o mb u s t i o n a d j u s t me n t ，t h e t e mp e r a t u r e o f p l a t e n s u p e r h e a t e r a n d h i g h t e mp e r a t u r e r e h e a t e r s ur f a c e wa s n o l on ge r o v e r hi g h， t he e m i s s i o n CO c o nc e nt r a t i o n wa s d r op pe d be l o w 1 0 0 1 0 0 # L L wh i l e t h e NO e mi s s i o n c o n c e n t r a t i o n a r e a l mo s t k e p