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。     

采用烟花示踪法控制水冷壁高温腐蚀试验

为了直观判断某超超临界1 000 MW机组双切圆墙式燃烧锅炉局部高温腐蚀形成的原因,采用烟花示踪的方法对各层燃烧器一次风和最上层分离式燃尽风进行了炉内流场测试。结果表明:烟花示踪法可以直观分析燃烧、配风等过程实际存在的问题,对于改善炉内贴壁区域的高还原性气氛具有指导作用;炉内各层燃烧器旋流强度总体沿炉膛高度上升而增强,上层燃烧器的煤粉更容易冲刷到水冷壁,应适当降低上层燃烧器的一次风速;由于某些燃烧器一、二次风的不均匀性,导致对应水冷壁局部区域还原性气氛过于浓烈,需要通过运行调整进一步优化。     

采用反切风改善水冷壁近壁气氛的试验研究

针对大型电站锅炉的水冷壁高温腐蚀问题,以某电厂为例,通过炉内冷态空气动力场试验对五层一次风燃烧器中心标高处的炉膛断面空气运动情况进行测试,以及在不同负荷及工况条件下,对水冷壁贴壁CO气氛进行了抽样测试,结果表明采用反切风改善水冷壁近壁气氛防止煤粉气流贴壁,可以有效地改善近壁还原性气氛,减少高温腐蚀。     

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。     

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。     

燃用高硫煤四角切圆锅炉水冷壁高温腐蚀治理

针对某330 MW机组燃用高硫煤四角切圆锅炉水冷壁出现的高温腐蚀问题,采用自主研制的一种防腐耐磨涂层材料对水冷壁管进行了超音速电弧热喷涂,并对水冷壁贴壁烟气中O2、CO及H2S体积分数进行了测试,分析了运行氧体积分数、二次风配风方式(含燃烧器周界风)、一次风量、三次风量、煤粉细度等因素对水冷壁高温腐蚀的影响,通过优化锅炉运行方式,高负荷下水冷壁贴壁还原性气氛大幅下降,尤其H2S体积分数由之前的0.030%～0.045%降至0.030%以下,局部降幅高达50%以上。通过上述综合治理措施,该炉在2016年12月大修结束后运行至今,未发生燃烧器区域的水冷壁管及涂层的更换,根据理论计算涂层可服役时间约为3.41年,可保证向火侧管壁在1个大修周期不会因腐蚀导致失效。     

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。     

1000 MW双切圆锅炉高温腐蚀原因分析

针对某1000 MW双切圆锅炉局部水冷壁发生严重高温腐蚀问题,通过冷态空气动力场试验进行风量测量及风门挡板特性测试,并结合水冷壁近壁区还原性气体浓度测试验证,确定原因为：在较大的DCS数据偏差误导下,使得运行时挡板开度不合理,导致局部区域缺氧燃烧严重,造成该区域发生严重的高温腐蚀。调整运行方式后,较大程度上缓解了该区域缺氧燃烧的情况,发生水冷壁高温腐蚀的可能性大幅降低。     

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。     

水平浓淡风煤粉燃烧器在谏壁电厂的应用

实际应用表明，通过调节侧二次风风门开度，可有效地改变一次风射流刚性，防止煤粉气流冲刷水冷壁，解决水冷壁高温腐蚀。试验表明该燃烧器同时具有高效、低负荷稳燃、防结渣等性能，为水平浓淡风煤粉燃烧器成功地在双炉膛锅炉上的应用作了有益探索。     

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。     

墙式风射流改善煤粉炉内燃烧组织的研究

四角切圆燃烧锅炉在低氮燃烧改造后,主燃烧区为欠氧燃烧,当燃用低灰熔点或低挥发分煤时易引起煤粉贴壁燃烧现象以及水冷壁出现强还原性气氛,导致锅炉高温腐蚀和结渣/结焦。为此提出了墙式风燃烧辅助系统,将二次风在水平方向进一步分级,增加直接进入煤粉射流中下游的墙式风,优化炉内燃烧组织。在某600MW锅炉热态运行下,进行有无墙式风的对比性试验,然后进行低灰熔点煤的掺配试验,结果表明:墙式风燃烧辅助系统既提高了一次风射流煤粉着火稳燃能力,又提高了射流中下游燃烧所需氧量,减小实际切圆,有效解决水冷壁高温腐蚀和结焦问题。在锅炉安全运行下,燃用低灰熔点银南煤与银北煤的最大安全掺配比为9:1,降低了燃煤发电成本,还在一定程度上降低了NOx排放量。     

墙式风射流改善煤粉炉低负荷高温腐蚀和结渣

近年来,煤粉炉大多燃用种类多变的劣质煤来降低发电成本,但引发的高温腐蚀和结渣问题越来越严重。因此,以某600MW四角切圆燃烧锅炉为研究对象,提出墙式风射流技术,利用数值模拟方法研究了不同负荷下燃用劣质煤时墙式风射流技术的改善效果,特别关注低负荷(30%和50%)情况。结果表明:在不同负荷尤其是低负荷下,燃用劣质煤时,增设墙式风射流后,水冷壁中心附近烟气刷墙风速降低;水冷壁中心近壁区烟气温度下降约400～500K;水冷壁中心附近高浓度CO区域缩小,炉膛高温腐蚀和结渣问题得到减轻。炉膛主燃区中心烟气温度有所增加,这有助于强化煤粉在主燃区的燃烧,同时炉膛出口NOx排放量也有所减小。     

解决六角切圆锅炉结渣问题的研究及工程应用

针对某六角切圆燃烧煤粉锅炉存在的水冷壁及炉膛出口过热器区域结渣问题，借鉴四角切圆锅炉的经验和研究成果，对射流偏转情况和结渣原因进行理论分析，并结合燃烧器区域气固两相流动的PDA(Particle Dynamics Analyzer)冷态模化试验，提出了工程技术改造方案，取得了很好的工程应用效果。研究表明，适当地采用一、二次风同心双切圆形式布置，能够有效地改善炉内的流场分布，从而抑制受热面结渣现象的发生。     

黄桷庄电厂670t／h液态排渣炉结焦的解决措施

黄桷庄电厂２台６７０ｔ／ｈ液态排渣锅炉在运行中炉膛四周水冷壁结焦较严重，特别在燃烧区域结焦尤其严重，燃烧器经常烧坏。通过燃烧及制粉系统调整，使得锅炉燃烧区域结焦得到一定缓解。通过试验分析，找到了燃烧器假想切圆过大是造成锅炉结焦的主要原因；通过改小燃烧器假想切圆及运行调整等方法，彻底解决了锅炉结焦问题。     

300MW燃煤锅炉低氮氧化物燃烧的改造

采用空气分级燃烧技术对现役1025t/h国产SG-1025/16.7-M313UP型直流燃煤锅炉进行低氮氧化物（NOx）燃烧改造,保留原主燃烧区基本格局不变,在主燃烧器上方增加三层三维可摆动的分离布置燃尽风（separated over fired air,SOFA）,主燃烧器区域的二次风喷口面积相应减小,实现炉膛内的分级燃烧;一次风、二次风采用多切圆系统,实现风包粉格局,防止水冷壁高温腐蚀及结渣。改造后进行炉内空气动力场的冷态试验研究和热态调整,NOx排放的质量浓度为437.5mg/m^3,降低了48.55%,锅炉运行正常。     

贴壁风量与配风方式对水冷壁高温腐蚀的影响

为有效解决锅炉受热面高温腐蚀问题,提高机组运行可靠性,提出利用数值模拟方法,对某300 MW切圆燃烧锅炉开展贴壁风量与贴壁风配风方式对水冷壁高温腐蚀影响的研究。首先考察不同贴壁风运行方式下水冷壁高温腐蚀的状况,对炉膛内距离后墙0.1 m处的截面的相关参数进行分析比较并得出,受炉膛内流场特征影响,较高含量的CO主要集中在主燃区右下侧附近;继而对贴壁风率在8.4%时,试验并分析出主燃烧区近壁面平均CO含量最低,且水冷壁附近高煤粉颗粒含量区域的面积最小,煤粉颗粒冲刷水冷壁的强度相对较弱,能明显减弱高温腐蚀;同时进一步分析不同工况实验数据可知,提高向火侧贴壁风量,可以降低高温腐蚀风险;最后进行实际贴壁风改造后并根据模拟方案进行优化运行,运行结果表明:上层燃烧器层水冷壁近壁面CO含量较改造前大幅度下降,且壁面结渣和腐蚀情况得到缓解。     

径向浓淡旋流煤粉燃烧器流动特性研究及应用

利用一维热膜风速仪系统测量了新型径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口的湍流流场,研究了一次风率和旋流二次风率对新型旋流燃烧器单相冷态流场流动特性的影响。在燃用贫煤和烟煤采用不同一次风率６７０ｔ／ｈ锅炉上工业性试验表明,径向浓淡旋流煤粉燃烧器具有高的燃烧效率、低的氮氧化物（ＮＯｘ）排放量,长期运行没有发现炉膛结渣和水冷壁管高温腐蚀,在燃用贫煤５２％、燃用烟煤５０％锅炉额定负荷下可长时间无助燃油稳定运行。     

改造燃烧系统降低对冲锅炉侧墙还原性气氛

针对某600 MW超临界对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀严重、燃烧调整无法有效降低侧墙强还原性气氛问题,提出通过改造燃烧系统防治水冷壁高温腐蚀的方案,包括加装侧边风和改造燃烧器本体等。数值模拟结果表明,加入侧边风改造效果最明显,各燃烧器层侧墙壁面均呈氧化性气氛;改造后实际运行工况表明,模拟与试验结果比较一致,壁面气氛得到有效改善,锅炉各主要运行参数达到设计要求,保证了锅炉的安全运行,可为对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的防治提供参考。     

对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀运行调整

某超临界机组对冲燃烧锅炉水冷壁存在严重高温腐蚀的现象,这主要因水冷壁壁面附近存在强还原性气氛并伴有H_2S气体产生所致。本文采用单因素轮换法,试验研究了主燃烧器的三次风旋流强度、三次风风量、二次风旋流强度、二次风风量等主要运行参数调整对锅炉水冷壁壁面气氛特性参数H_2S质量浓度的影响规律。结果表明,在锅炉习惯运行方式的基础上,通过适当削弱主燃烧器三次风旋流,同层燃烧器三次风采取"碗式配风",适当增强主燃烧器二次风旋流,增加燃尽风二次风风量,减少燃尽风一次风风量,适当提高运行氧量和一次风速,采取均等配煤方式,降低煤粉细度后,水冷壁侧墙平均H_2S质量浓度由876.5mg/m~3降至352.2mg/m~3,水冷壁壁面气氛得到较大改善,锅炉运行安全性得以提高。