电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀浅析

本文主要就锅炉水冷壁的高温腐蚀类型及机理、原因进行了简要的分析,并提出了一般性的应对措施。     

劣质煤种对1000MW旋流对冲锅炉燃烧性能的影响

旋流对冲燃烧锅炉在燃用劣质煤种时,由于劣质煤着火困难,会造成主燃区温度较低,引起炉内燃烧不稳定,并且水冷壁经常发生高温腐蚀和结渣,上部对流受热面超温,飞灰含碳量也增加,锅炉热效率明显降低,是目前电站锅炉运行面临的一大难题。针对某1 000 MW旋流对冲燃烧锅炉,采用CFD方法研究了锅炉燃用劣质煤种时炉内燃烧组织的分布特性,并将结果与设计煤种进行了对比分析。结果表明:与设计煤种相比,劣质煤灰分高,热值低,原燃烧器的分级配风方式不利于劣质煤粉及时着火,燃点推迟,炉膛水平截面温度分布不均匀,四周水冷壁中心附近出现高温区和高浓度CO,炉膛中心高温区减小,火焰中心上移,因此对流受热面附近出现高温区域,这些会导致水冷壁高温腐蚀,对流受热面超温问题发生,同时出口烟温也会增加,即锅炉效率降低。另外,由于分级燃烧组织的不合理,炉膛出口NOx生成量也明显增加。在实际运行中,可以采用混煤掺烧的方式,改善劣质煤种的燃烧特性,从而提高锅炉燃烧稳定性;其次,可以对原旋流燃烧器进行改造优化,如适当减小一次风速,或者在水冷壁中心增设墙式风,保证劣质煤粉有足够的时间预热并能够及时与二次风混合,稳定着火,提高锅炉燃用劣质煤种的能力。     

电站锅炉水冷壁管爆管的原因及防治

我国动力用煤的质量偏差,含灰量、硫量都较高,一般电站锅炉燃用煤种多样,经常会发生炉内水冷壁沾污或结渣现象,引起水冷壁的高温腐蚀,严重影响锅炉的安全与经济运行。本文对水冷壁由于高温腐蚀等因素造成水冷壁管爆管进行了分析,并提出相关措施。     

W火焰锅炉高温腐蚀问题分析及调整策略

为缓解上安电厂2号锅炉完成低氮燃烧改造后下炉膛水冷壁出现的严重硫化物高温腐蚀问题,针对该厂2号W火焰锅炉燃烧方式的特点及设备状况,分析得出锅炉进行分级送风、煤粉浓淡分离、增加燃烬风等低氮燃烧改造,使得下炉膛区域由过氧燃烧转变为欠氧燃烧是引起高温腐蚀的主要原因,并提出从运行氧含量、燃烬风门开度、外二次风旋流强度、煤质和运行磨煤机组合等几个方面寻优的燃烧调整策略。结果表明,根据各项测试最优结果进行优化组合后满足O_2含量2%,CO含量0.2%条件的测点个数明显增加,下炉膛壁面还原性气氛明显减弱,高温腐蚀问题得到较大缓解,提高了机组运行的安全性,保证最优工况下选择性催化还原法(SCR)入口的NO_x浓度低于改造设计值的800 mg/m~3,表明调整策略同时兼顾了环保运行的要求。     

火电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损处理方法及分析

火力发电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理复杂,它与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量、烟气与灰分颗粒的冲蚀密切相关。文章针对岱海电厂一、二期锅炉水冷壁采用超音速电弧喷涂,积极采用电喷涂技术是火电厂锅炉水冷壁高温防腐耐磨涂层最可靠的解决方法。     

电站锅炉水冷壁高温腐蚀成因与对策研究

亚临界以上参数的大型电站锅炉水冷壁温较高,低NOx分级燃烧技术的应用使主燃烧区域处于贫氧状态,往往导致严重的高温腐蚀。选取某300 MW电站锅炉发生高温腐蚀后的水冷壁管为研究对象,通过割管取样、电镜表征分析等手段,对高温腐蚀原因、类型进行了研究。研究结果表明,腐蚀产物中含有大量FeS,属于典型的硫化物型腐蚀。腐蚀管样表面覆盖有肉眼可见的蓝色、黄绿色物质,其主要成分为铁的氧化物、铁的硫化物以及锌的硫化物;硫化物在蓝色物质中主要为FeS晶体,晶体尺寸大小在10～20μm,呈现规则六方晶体结构;黄绿色物质则主要为ZnS,同时,腐蚀管样表面还发现大量未燃尽碳颗粒,表明炉内配风不合理,存在火焰中未燃尽的煤粉和飞灰颗粒刷墙现象。燃烧器改造后,进行了冷态空气动力场烟花调试,发现整体切圆状况良好,符合设计要求,无偏离炉膛几何中心。一次风切圆直径为790 mm,基本与设计值吻合,各层气流相对舒展,无明显贴壁现象,炉内烟花模拟的火焰充满度良好,炉内空气动力场状况明显改善;从改造后热态运行结果看,锅炉对煤种适应性有极大改善,燃烧稳定性和防结渣能力均有较大提升,在贫煤50%掺烧比例下,锅炉出力可保持800 t/h以上连续运行,看火孔火焰均匀,未发现大块连续结焦现象,高温腐蚀现象明显减轻。     

燃煤电站锅炉水冷壁壁面高温腐蚀问题分析与对策

以对冲燃烧方式的电站锅炉水冷壁壁面高温腐蚀问题为研究对象,从腐蚀机理与燃烧特性角度对水冷壁燃烧区域进行腐蚀特性建模分析,研究水冷壁近壁区域还原性和腐蚀性气氛作用下的硫化物型熔盐腐蚀部位分布规律,腐蚀发生严重的区域将集中在两侧墙的燃烧器周围区域、下层冷灰斗区域、上层燃烧器与顶层燃尽风喷口之间的两侧墙中间区域。现场实测数据验证可知,燃煤电站锅炉水冷壁近壁区域在氧浓度极低情况下,H₂S、CO等物质浓度严重超出腐蚀判定指标要求,水冷壁壁面腐蚀严重,腐蚀发生部位与数值模型结果吻合。结合工程经验,给出了水冷壁壁面高温腐蚀防治的具体措施。     

锅炉水冷壁爆管原因分析及措施探讨

在检测锅炉水汽质量、水处理设备过程中,发现大量锅炉存在结垢、腐蚀情况,现就几个典型结垢、爆管事例进行具体分析.从锅炉运行、水质管理、水处理设备运行管理、炉内加药控制等方面进行分析锅炉结垢、腐蚀甚至爆管的原因,提出锅炉管理、水处理作业人员、水质监测管理、科学加药控制等相关措施,为今后锅炉运行中出现水处理不当类似问题提供经...     

循环流化床锅炉水冷壁管爆管原因分析

某厂循环流化床锅炉水冷壁管发生爆管。通过对取样水冷壁管进行宏观观察、金相分析、电镜扫描分析、硬度测试得出结论:引起爆管的根本原因是水冷壁管受火侧结垢导致局部形成酸环境,发生氢腐蚀而造成的。最后提出了预防此类事故发生的措施。     

浅议锅炉的燃烧优化技术

从目前我国锅炉设备的运行实际情况来看,很多锅炉燃烧工况效率低下,造成了能源的大量浪费,对企业的经济效益造成了一定的影响,本文就如何优化锅炉的燃烧,结合企业实际,提出了具体的措施。     

浅议锅炉的燃烧优化技术

从目前我国锅炉设备的运行实际情况来看,很多锅炉燃烧工况效率低下,造成了能源的大量浪费,对企业的经济效益造成了一定的影响,本文就如何优化锅炉的燃烧,结合企业实际,提出了具体的措施。     

旋流对冲锅炉侧墙贴壁风结构优化及布置数值模拟

以一台650 MW超临界旋流对冲锅炉为研究对象,通过数值模拟方法分析了不同喷口型式、喷口高度下侧墙水冷壁附近烟气成分分布特性,优选出喷口高度h=40 mm的圆形槽状型式设计了一套缓解侧墙高温腐蚀的贴壁风组合方案,并通过全炉膛模拟对方案进行效果评估。结果表明:在未添加贴壁风的原始工况下,模拟结果显示的侧墙高CO浓度区域与实际腐蚀发生的位置吻合;在安装位置、喷口高度、喷口速度及风量均保持一致的条件下,圆形槽状喷口、方形竖槽喷口、方形横槽喷口对高温腐蚀面积比ε的降幅分别为4.23%、2.42%、5.70%,其中圆形槽状喷口不仅具有较好的防腐效果,且其O_2气膜的分布特性也更适合工程应用;在保持喷口型式、安装位置、喷口风量一致的条件下,在喷口射流上游,喷口气流与炉膛主流的相对速度对O_2气膜浓度的衰减起主导作用;在喷口射流下游,炉膛主流的强度和对喷口气流的冲刷面积对O_2气膜浓度的衰减起主导作用,h=30、40、50、60 mm四种喷口对高温腐蚀面积比ε的降幅分别为5.62%、4.23%、3.87%、3.20%。实际工程应用中,为保持较好防腐效果的同时,避免阻力损失过大及气流速度过大造成水冷壁管壁磨损,建议选取h=40 mm喷口为宜。设计的贴壁风组合方案可在侧墙大部分区域形成相互交叉的O_2气膜,将高温腐蚀易发区域所占比例降低至12.88%,且该方案对炉内燃烧及污染物的排放影响较小。     

600MW超临界对冲锅炉分级燃烧特性

为研究超临界燃煤锅炉的燃烧特性,针对600 MW对冲旋流燃烧锅炉,利用CFD(computational fluid dynamics)数值仿真软件研究了分级燃烧超临界锅炉内速度分布、颗粒轨迹分布、温度分布、组分分布特性及NO_x释放规律。采用标准k-ε模型和拉格朗日随机轨道模型模拟气相湍流流动和气固两相流动;对于固体燃料,借助离散相模型,同时采用非预混燃烧模型模拟煤粉在炉内的燃烧过程;对流项采用二阶迎风格式获得更加精确的物理解;考虑到锅炉炉膛温度高、辐射换热量大,采用P1辐射模型计算气-气和气-固之间的辐射换热量;对锅炉壁面附近区域的流动传热计算采用标准壁面函数法,节省内存和计算时间。结果表明:分级对冲燃烧锅炉截面速度呈对称分布,气流充满度好,燃烧稳定;旋流燃烧的方式使炉内出现回流区,加强了炉内气流与煤粉颗粒之间的扰动,强化了传热传质,同时延长了煤粉颗粒在炉内的停留时间;煤粉颗粒的直径影响着煤粉在炉内的燃烧过程,粒径越小,煤粉颗粒在炉内的停留时间越短,影响燃料的燃烧燃尽和锅炉效率,但粒径过大,煤粉颗粒在自身重力作用下落入冷灰斗,影响锅炉的正常安全运行,因此,合适的粒径对炉内燃烧过程十分重要;沿炉膛高度方向,炉内烟气平均温度先上升后下降,在燃尽区补充燃尽风使温度小幅降低,到达炉膛出口截面烟气平均温度约为1 100 K;炉内各组分分布规律为:X=11. 093 5 m截面,沿炉膛高度方向,O_2体积分数先上升后下降,CO_2体积分数逐渐升高,CO体积分数先上升后下降;分级燃烧使炉内NO_x生成量整体下降,炉膛出口NO_x浓度约为385. 14 mg/m~3。     

给水全挥发处理对锅炉水冷壁管腐蚀的影响研究

水冷壁是锅炉的主要蒸发受热面,若水处理不当,易引发水冷壁爆管,导致停炉,浪费燃料,增加能耗,直接影响发电、供热任务,掌握水冷壁爆管原因及预防措施是极其必要的。综述文献发现,大部分都是针对某一个具体的失效水冷壁管锅炉进行分析,得出相应的失效原因,因此,在全挥发水处理条件下,对锅炉水冷壁爆管事故原因分析进行系统研究是今后的主要研究方向。     

采用复合燃烧技术提高锅炉热效率

锅炉是把燃料转化为热能的设备,在电力、冶金、化工、医药、食品等行业发挥着重要作用。在我国北方,锅炉作为重要的供暖设备,与人们的生活息息相关。我国的煤炭资源较为丰富,以煤炭为燃料的锅炉处于主导地位。锅炉热效率的高低,直接关系到企业的经济效益。以煤炭为燃料的锅炉,就其给     

CFB锅炉低氮燃烧对炉内固硫影响研究进展

随着火电厂烟气污染物排放标准的日益严格,循环流化床(CFB)锅炉多采用低氮燃烧技术在燃烧阶段降低NO_x的生成,但低氮燃烧应用会使炉内局部气氛,尤其是密相区的氧含量降低1%～4%,CO等还原性气氛增加1%～2%。固硫反应在不同氧浓度及还原性气氛条件下会表现出不同的反应路径,从而影响整个固硫反应速率和不同固硫产物的生成,导致最终固硫率的不同。因此CFB锅炉中引入低氮燃烧条件后会对炉内钙基固硫过程产生一定的影响。为了明晰低氮燃烧条件对CFB炉内钙基固硫反应的影响,保证燃烧中同时降低SO_2和NO_x的排放浓度,实现CFB锅炉中低氮燃烧技术与钙基固硫技术的耦合,综述了低氮燃烧反应条件对CFB锅炉炉内钙基固硫过程影响的研究现状,分别阐述了整个固硫过程中低氮还原性气氛及氧化-还原交变气氛条件对固硫剂煅烧、固硫剂固硫及固硫产物的分解转化3个不同反应阶段的影响。结果表明:CO_2浓度变化对CaCO_3煅烧影响较大且研究较多,气氛中CO_2的分压会直接减弱煅烧反应进行的程度;O_2和CO浓度变化对CaCO_3煅烧的影响未见报告,但从理论上推断影响较小,仍需进一步试验证明。在低氮燃烧形成的氧化-还原交变气氛下,炉内固硫反应过程变得复杂。氧气消失后,固硫率会降低20%左右,随着还原性气氛中CO含量的增加,固硫率还会进一步降低;随着CO等还原性气氛的增强,固硫产物CaSO_4稳定性降低,分解温度降低,CaS稳定性增强。但氧化、还原交变气氛下固硫产物的转化机制研究表明,当形成以CaS为内核,CaSO_4为外壳的固硫产物时,钙利用率和固硫效率会有所提高。可见,低氮燃烧气氛对硫化反应的影响具有不确定性。由于硫化反应的复杂性和固硫产物的不稳定性,目前尚无明确的针对不同固硫剂与反应温度和反应气氛的最佳匹配结果。因此,提出需进一步探究石灰石、电石渣等钙基固硫剂在不同氧浓度气氛及不同程度还原性气氛条件下的固硫反应机制,明确低氮燃烧条件对钙基固硫过程的影响,最终获得CFB锅炉低氮燃烧与炉内钙基固硫两者有机结合的优化反应条件,为实际生产提供可靠的理论依据。     

锅炉高温腐蚀的原因分析及对策

针对热电厂的2台高温高压煤粉锅炉水冷壁管受高温腐蚀严重、影响设备寿命和安全运行的情况,,认为产生这一问题的主要原因是煤的硫含量偏高造成硫化物型的高温腐蚀,且炉膛动力场分布不合理引起。通过采取严格控制用煤的硫含量、合理控制的煤粉细度、提高炉水品质,调整炉膛动力场、加装一次风浓淡分离装置,更换易腐蚀区域管为渗铝材料管、涂刷耐高温防腐涂料等措施,取得了较好的防腐效果,实际运行3 a检测表明,水冷壁管减薄仅0.78 mm,远低于之前的1 mm/a。