超超临界锅炉水冷壁管材高温腐蚀特性研究

现场测试了某超超临界锅炉水冷壁近壁区还原性气氛分布特性,在此基础上利用高温管式气氛炉对超超临界机组锅炉水冷壁管材12Cr1MoVG开展高温腐蚀实验,模拟了锅炉水冷壁近壁区的还原性气氛、积灰及温度等条件,得到材料试片的腐蚀增重曲线,并利用扫描电镜及能谱仪分析腐蚀试片的微观形貌和元素成分。研究表明,H_2S+CO+N_2气氛腐蚀性强于H_2S+N_2,H_2S+CO+N_2气氛下金属表面发现大量裂纹,腐蚀增重曲线呈现线性规律,H_2S+N_2气氛下金属腐蚀增重曲线呈现双对数规律;还原性气氛下,灰颗粒对金属的腐蚀性较弱,腐蚀表现形式为点蚀;经过H_2S+CO+N_2气氛180h腐蚀后,金属表面硫元素含量最高,质量分数约为10%～12%,腐蚀层内次之,约为7%。     

某330MW四角切圆燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及调整研究

针对某330MW亚临界四角切圆燃烧方式煤粉锅炉水冷壁发生严重高温腐蚀的问题,分别通过对设备结构、冷态动力场测试结果、水冷壁焦渣样及腐蚀物分析、炉膛还原性气氛测试等因素进行分析,获得了造成锅炉水冷壁高温腐蚀的原因,并通过对二次风配风方式的调整,探究了水冷壁高温腐蚀与NO_x排放特性的影响关系。结果表明:机组通过低氮燃烧器改造后,主燃区二次风量占比减少,造成上两层燃烧器及燃尽风箱下部区域发生严重的高温腐蚀,同时管壁减薄区域与热态还原性气氛测试结果,以及水冷壁渣样成分测量结果相吻合。成分分析表明,该区域主要发生硫化物型腐蚀。切圆当量直径偏大,且上下浓淡燃烧器存在严重刷墙问题,也加剧了高温腐蚀问题。燃煤热值低,含硫量高是造成高温腐蚀的主要原因之一,燃用高挥发分烟煤,并不能解决高温腐蚀的问题。通过调整二次风配比,可以降低H_2S含量62%,但炉膛出口NO_x含量增高21%。     

超超临界1000MW机组双切圆锅炉水冷壁近壁区气氛分布特性

以某电厂超超临界1000 MW机组双切圆锅炉为研究对象,采用现场试验的方法测量了不同运行工况下锅炉水冷壁近壁区烟气成分(O_2、CO和H_2S),分析了二次风配风方式、分离燃尽风(SOFA)风量、周界风风量、同层燃烧器二次风风量分配方式等因素对水冷壁近壁区O_2、CO和H_2S体积分数的影响。结果表明:受炉内流场影响,主燃区和还原区热角区(2、3、5、8号角)还原性气氛比较强;通过调整二次风配风方式和SOFA风量,适当提高主燃区和还原区的风量,可以减弱炉膛四周水冷壁近壁区还原性气氛,缓解水冷壁高温腐蚀;通过调整同层燃烧器各角二次风风量和周界风风量,适当提高1、4、6、7号冷角燃烧器射流刚性,可减弱热角水冷壁近壁区还原性气氛。     

12Cr1MoVG在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件,对锅炉常用管材12Cr1MoVG进行腐蚀试验研究。通过试样的增重量,得出了腐蚀动力学曲线。利用配有能谱分析仪的扫描电镜和X射线衍射仪,对试样腐蚀后的形貌结构、元素含量和腐蚀产物的组成成分进行了分析。试验表明,12Cr1MoVG对气相中HCl的存在非常敏感,并且随着反应温度和HCl浓度的增加,12Cr1MoVG的抗腐蚀性能逐渐降低。     

水冷壁高温腐蚀倾向判断及H2S近壁面许用浓度研究

为预防日益严重的锅炉水冷壁高温腐蚀,在300MW燃煤锅炉上研究了近壁面气氛分布规律,结合不同气氛下水冷壁材料12Cr1MoV的高温腐蚀动力学试验数据,预测了不同温度、气氛、腐蚀层开裂周期下的高温腐蚀速率,从而提出不同运行时间下锅炉水冷壁腐蚀的倾向判断标准;建立了腐蚀速率与H₂S浓度、腐蚀时间和腐蚀层开裂周期的关系式,并以腐蚀膜开裂周期12h和24h为例,求得了近壁面气氛的许用浓度。研究结果表明,近壁面硫化氢（H₂S）浓度与一氧化碳（CO）浓度成正比,而与氧气（O₂）浓度成反比;高温腐蚀速率与时间符合抛物线关系,与温度符合阿雷尼乌斯定律;只要将近壁面气氛控制在对应的H₂S许用浓度范围以内,就可以预防严重高温腐蚀的发生。     

水冷壁产生高温腐蚀的原因分析及其解决措施

对河津电厂2×350MW机组锅炉水冷壁产生高温腐蚀的原因进行了分析,认为其主要是主燃烧器区二次风和上部AA风分配不合理,造成主燃烧器区二次风不足所致。对此,提出了降低锅炉负荷、改善入炉煤质、加强主燃烧器区域二次风等解决办法。     

切圆燃烧锅炉运行调整对水冷壁贴壁气氛的影响

为了解运行调整对切圆燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的影响,采用现场试验的方法对1台350MW超临界锅炉的水冷壁贴壁气氛分布特性进行了研究,得到机组负荷、燃烧器摆角、风箱与炉膛差压、运行O2体积分数等参数对水冷壁贴壁气氛的影响规律。结果表明:CFS(燃烧系统辅助风预置水平偏角)的设计实际运行效果较好,主燃烧器区域水冷壁贴壁还原性气氛较弱;还原区、燃尽区贴壁还性气氛强烈,H2S体积分数较高,水冷壁容易发生高温腐蚀;降低机组负荷、下摆燃烧器摆角、减小风箱与炉膛差压以及提高运行O2体积分数等运行调整可减弱水冷壁贴壁还原性气氛;提高运行O2体积分数对改善贴壁还原性气氛区域的分布效果不大;应综合考虑锅炉运行经济性、安全性、 NOX排放等因素合理调整锅炉运行。     

超超临界锅炉受热面管材高温腐蚀试验

选择6种超超临界锅炉受热面管材,利用模拟高温烟气腐蚀试验台研究SO_2体积分数、管壁温度以及不同相态对其腐蚀行为的影响,并在200 k W腐蚀试验台上进行实炉腐蚀试验。结果表明:SO_2体积分数和管壁温度能够显著影响6种受热面管材的腐蚀程度,且气相腐蚀要远远弱于气-固相腐蚀;6种受热面管材的耐腐蚀性能从强至弱依次为HR3C、TP310、国产S30432、S30432、15Cr Mo G、12Cr1Mo VG。在实炉腐蚀试验燃用硫分2.36%煤种时,6种受热面管材的平均年减薄量分别为0.03、0.04、0.14、0.18、0.91、1.04 mm/a,其实际腐蚀情况介于高温烟气腐蚀试验的气-固相腐蚀与气相腐蚀之间。     

660 MW超临界对冲火焰锅炉水冷壁高温腐蚀原因探究

为了探究超临界对冲火焰锅炉高温腐蚀经常发生的原因及腐蚀机理,以某660 MW超临界对冲火焰锅炉为研究对象,通过燃煤特性分析、水冷壁的厚度测量、炉内水冷壁周围气氛条件测试,以及对腐蚀产物的SEM分析、EDS分析、XRD分析来研究引起水冷壁高温腐蚀的原因。研究结果表明：超临界对冲火焰锅炉水冷壁高温腐蚀主要发生在水冷壁两侧墙的各层燃烧器等高处的高温负荷区;炉内的高温腐蚀是不均匀的,主要是由煤燃烧产生的硫化物及燃烧所需氧与水冷壁高温氧化及高温硫化的作用造成;炉膛下部形成的还原性气氛条件,使H₂S浓度升高,该区域高温腐蚀更加严重。     

某600 MW锅炉低NOx燃烧数值模拟研究及优化

某600 MW亚临界锅炉低氮燃烧改造后存在局部高温腐蚀现象严重、再热汽温偏差较大的问题。通过数值模拟研究了二次风存在的不均匀性对锅炉贴壁还原性气氛、炉膛出口煤粉燃尽率、烟气温度偏差以及炉底渣量的影响,并对托底二次风量进行了优化。结果表明,通过提高二次风量均匀性,后墙绝大部分区域平均CO体积分数从4%降至3%,煤粉燃尽率、炉膛出口烟温偏差也得到改善,但炉膛出口NO_x体积分数略有增加;托底二次风量增加后,底渣量大幅降低,冷灰斗区域高温腐蚀现象亦有望得到改善。     

660MW超超临界二次再热机组锅炉冷灰斗高温腐蚀原因分析及调整

以某电厂3#660 MW超超临界二次再热机组锅炉为研究对象,针对锅炉冷灰斗高温腐蚀原因进行分析和调整。通过一次风速调平、降低一次风速、底层燃烧器二次风旋流强度、煤粉细度调整,冷灰斗区域壁面氛围中CO浓度和H_2S浓度较调整前分别降低8000×10~(-6)和140×10~(-6)。优化调整可以改善高温腐蚀区域部分积粉问题,尤其对底层燃烧器和冷灰斗之间的水冷壁积粉问题改善明显,但无法从根本上解决底层燃烧器二次风量不足和冷灰斗区域高温腐蚀问题。提出通过在冷灰斗区域布置贴壁风口改善冷灰斗区域壁面氛围,降低冷灰斗高温腐蚀,底层燃烧器优化改造提高二次风量,改善一次风和二次风匹配性,延长二次风混入一次风时间,提高煤粉燃尽,减少煤粉沉积在冷灰斗区域。锅炉安全性得到提高,为同类型机组运行提供参考依据。     

锅炉水冷壁在不同浓度SO2气氛下高温腐蚀的热分析动力学研究

为了分析锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,利用高温气氛炉试验台进行了锅炉水冷壁材料20g的高温腐蚀试验,采用热分析动力学的方法对试验的数据进行处理和分析,求得了不同浓度的主要腐蚀气体SO2在试片温度390～510 ℃时20g的活化能和指前因子,并利用配有能谱分析仪的扫描电镜对腐蚀产物的结构和元素组成进行了分析,可以得出随着温度和SO2浓度的升高腐蚀作用加强的结论,尤其是对腐产物的氧化膜结构和腐蚀速率的影响较为明显.同时得出了20g在腐蚀过程中的平均速度.     

锅炉水冷壁在不同浓度SO2气氛下高温腐蚀的热分析动力学研究

为了分析锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题．利用高温气氛炉试验台进行了锅炉水冷壁材料20g的高温腐蚀试验，采用热分析动力学的方法对试验的数据进行处理和分析，求得了不同浓度的主要腐蚀气体SO2在试片温度390～510℃时20g的活化能和指前因子，并利用配有能谱分析仪的扫描电镜对腐蚀产物的结构和元素组成进行了分析，可以得出随着温度和SO2浓度的升高腐蚀作用加强的结论，尤其是对腐产物的氧化膜结构和腐蚀速率的影响较为明显。同时得出了20g在腐蚀过程中的平均速度。     

生物质锅炉过热器气相HCl腐蚀试验的动力学研究

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件,对锅炉常用20G管材进行了腐蚀试验研究.运用化学动力学及热分析的基本原理对试验数据进行处理,得出了20G管材在气相HC1中腐蚀遵循的是二雏扩散模式的结论.计算出反应的活化能和指前因子,得出腐蚀动力学表达式,分析了氯化腐蚀的过程和机理.     

1025t/h锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施

针对某发电公司300MW机组1 025t/h锅炉进行的燃烧调整试验表明,水冷壁产生高温腐蚀的主要原因是一次风动量偏低,刚性不足,在壁面处形成了较强的还原性气氛所致。通过增加周界风风量,提高了一次风射流动量,使水冷壁高温腐蚀缓解。此外,优化二次风配风方式可有效改善水冷壁壁面气氛,建议AB/BC/CD/DE二次风挡板按缩腰配风方式运行。对于防止水冷壁大面积的高温腐蚀,贴壁风的作用非常有限。     

基于锅炉燃烧调整降低锅炉高温腐蚀的研究

鉴于某电厂3#锅炉水冷壁高温腐蚀情况较为严重,为降低锅炉高温腐蚀速率,通过进行锅炉燃烧调整试验,调整锅炉的运行参数,包括配风方式、运行氧量、煤种等,研究锅炉运行参数调整对水冷壁区域还原性气氛的影响,同时综合分析NOx排放浓度以及锅炉效率等指标的变化关系,找到最优锅炉燃烧方式,降低锅炉高温腐蚀,为锅炉优化运行提供指导.锅...     

锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施

某电厂锅炉两侧墙燃烧器区域水冷壁发生较严重的高温腐蚀。经化验分析,腐蚀产物主要成分为铁氧化物、铁硫化物,属典型的硫化物腐蚀。通过分析现场运行情况,并结合数值模拟,发现出现高温腐蚀的主要原因为:低氮燃烧方式下,主燃烧区过量空气系数较低,主燃区呈现较强的还原性气氛,在该气氛下,燃料中的硫容易与水冷壁管发生反应,使水冷壁被腐蚀。通过在侧墙增加特定的贴壁风喷口,还原性气氛可以得到有效缓解。     

二次风偏转对减轻超超临界墙式锅炉高温腐蚀数值模拟

针对某超超临界锅炉日常运行中出现的大范围水冷壁高温腐蚀现象,借助计算流体力学软件Fluent对此锅炉进行相关数值模拟。模拟结果表明：一次风有刷壁的现象,水冷壁壁面区域CO浓度很高,容易导致高温腐蚀的发生。模拟计算结果与现场试验结果相符,证明了模拟的可靠性。在此基础上,对采用二次风偏转来减轻高温腐蚀的方法进行了模拟预测,结果表明此方法可有效地防止水冷壁高温腐蚀发生,为下一步相关改造工作提供了参考依据。     

660MW超临界“π”型炉四墙切圆燃烧模拟研究

为研究水冷壁高温腐蚀对锅炉运行的影响,对某660 MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题进行数值模拟,在保持切圆直径不变,通过改变切圆方式,采用新型墙式切圆进行模拟,比较不同位置切圆下炉内切圆位置。研究结果表明:在相同切圆直径与配风方式下,墙式切圆相对于角式切圆,炉内冷态速度场更加流畅稳定,且炉内最高温度有所降低;气氛浓度场中C_2墙小面积区域仍存在高温腐蚀,其他墙水冷壁附近还原性气体CO与腐蚀性气体H_2S有效降低在安全值以下。     

四角切圆燃烧锅炉贴壁还原性气氛现场试验研究

针对某320 MW四角切圆燃烧锅炉燃燃烧器,分别在锅炉60%和100%额定负荷下,测试主燃烧器区域贴壁气氛中H_2S、CO、NO、O_2的体积分数,并通过调整工况获得了贴壁气氛随运行工况变化的规律。结果表明:不同负荷、不同配风方式下,在炉膛水冷壁区域均检测出高体积分数CO,说明炉膛水冷壁区域均存在不同程度的强烈还原性气氛,这是水冷壁产生高温腐蚀的重要原因。建议在运行过程中增加运行氧量,同时控制入炉煤含硫量,加强配煤掺烧,避免水冷壁长期处于还原性气氛下运行而造成高温腐蚀。