600 MW超临界锅炉防止高温腐蚀技术改造和运行调整

某发电公司600 MW超临界锅炉燃烧器区域两侧墙水冷壁管向火侧存在大面积高温腐蚀现象,为了消除水冷壁运行的安全隐患,对锅炉燃烧系统进行改造,对水冷壁侧墙影响较大的两侧主燃烧器进行优化设计,同时前后墙各加装3层贴壁风,降低了水冷壁侧墙还原性气体浓度.通过调整炉内横纵向空气的分布,使贴壁风改造后产生的高温受热面管壁超温、尾部烟道CO浓度升高和NOx排放浓度分布不均等负面影响得到有效控制.改造后锅炉总体性能良好,引起锅炉水冷壁大面积高温腐蚀的因素得到控制,水冷壁侧墙壁面CO体积分数平均为0.02％,H2S体积分数平均在60× 10-6以下;改造前后锅炉效率和NOx排放浓度基本持平.     

对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀运行防控措施

针对超低排放条件下对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀问题,在对水冷壁贴壁烟气进行采样分析的基础上,从煤粉细度、磨出口温度、一次风煤比、磨出口一次风调平、运行氧量、炉宽方向氧量分布、配风方式等7个方面进行精细化燃烧调整,控制侧墙水冷壁管温度,防止近壁区域形成强还原性气氛,避免未燃煤粉气流冲刷水冷壁,从而有效抑制对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀。     

对冲燃烧锅炉防高温腐蚀改造数值研究

针对某660 MW前后墙对冲燃烧锅炉侧墙出现的严重高温腐蚀现象,通过对侧墙近壁烟气成分进行分析,认为侧墙附近强还原性气氛和煤粉刷墙是导致侧墙高温腐蚀的主要原因。提出在前后墙布置贴壁风方案,采用数值模拟的方法,研究贴壁风对侧墙贴壁流场、组分浓度和炉内燃烧过程的影响。模拟结果表明:贴壁风覆盖在侧墙表面形成气膜,减轻了煤粉对侧墙的冲刷;添加贴壁风后,中层燃烧器至上层燃尽风侧墙大部分区域内O2体积分数维持在2%以上, CO体积分数控制在3%以内,还原性气氛得到有效改善;贴壁风的加入对炉膛中间区域燃烧过程影响较小,但在一定程度上降低了侧墙烟气温度,进一步抑制了高温腐蚀的产生。     

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。     

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。     

W火焰锅炉结渣特性数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对一台DG1025/18.2-II14型W火焰锅炉结渣特性进行了数值模拟,结合现场运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了分析。结果表明,该锅炉的结渣位置主要是下炉膛侧墙、拱部燃烧器区域和前后墙局部区域。炉膛中心区域温度比两侧高,气流膨胀更迅速,压力更高,挤压两侧气流沿炉膛宽度方向向侧墙运动,产生偏斜,火焰冲刷侧墙,是导致W火焰锅炉侧墙结渣的根本原因。锅炉变工况运行时,切停或切换部分燃烧器,使炉内局部空气动力场偏斜,冲刷已关闭了燃烧器的拱部和前后墙区域,则是导致拱部燃烧器区域和前后墙局部区域结渣的主要原因。     

600MW超临界锅炉高温腐蚀改造方案的数值模拟研究

为了消除惠来电厂一期600 MW超临界对冲锅炉存在的侧墙高温腐蚀问题,对不同改造方案下的锅炉炉内燃烧特征进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明,通过增加侧墙贴壁风,燃烧器侧墙区域O2的体积分数有所增加,CO的体积分数可从当前的10 000×10-6下降至600×10-6,对消除侧墙中心区域的高温腐蚀有效。     

超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及对策

某超临界直流锅炉运行4个月后小修时发现,燃烧器附近区域水冷壁左右侧墙中部水冷壁管的向火侧外壁存在高温腐蚀现象.分析认为,产生高温腐蚀的主要原因为燃煤含硫量较高、管壁温度高及双调风旋流燃烧器前后墙对冲布置等.为此,提出了合理配风、对冲刷区域喷涂、控制煤粉细度、避免受热面局部过热等措施.     

炉内旋转气流对四角切向燃烧锅炉燃烧器区射流偏转的影响

采用理论分析和冷态模化试验的方法,研究了大型四角切向燃烧锅炉直流煤粉燃烧器结构布置、燃烧器的高宽比、运行参数对燃烧器区炉内空气动力场和一号角两相邻炉墙的压力分布的影响,借助于燃烧器区流场及射流两侧压力分布,分析炉内旋转气流对四角切向燃烧锅炉燃烧器区射流偏转的影响情况。     

浓淡燃烧煤粉锅炉局部富氧助燃的数值模拟

利用Fluent计算软件对一台670 t/h浓淡煤粉锅炉的常规空气燃烧和局部富氧燃烧过程进行数值模拟,得到了两种燃烧气氛下炉内的空气动力场、温度场和烟气中各组分物质的量浓度的分布。结果表明:在"三高区"通入富氧助燃对底层燃烧器煤粉气流的燃烧影响较大,煤粉着火提前,底层一次风高温区增大,有利于提高燃烧器的稳燃性能,且火焰中心位置下移,使煤粉在燃烧器区域燃烧完全,降低了炉膛出口烟气温度。局部富氧燃烧的高温火焰集中在炉膛中心位置,水冷壁附近保持较高的氧化性气氛,对水冷壁起到较好的保护作用,可有效防止结渣和高温腐蚀。     

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。     

W火焰锅炉结渣特性的数值模拟研究

W火焰锅炉在我国得到了广泛应用,但是结渣问题严重影响了锅炉的安全经济运行。采用CFD(ComputationalFluidDynamics)方法对采用FW(FosterWheeler)技术生产300MW的W火焰锅炉结渣特性进行了数值模拟探讨。结果表明,结渣是W火焰锅炉固有的特性。这主要是由W火焰锅炉炉内空气动力场特性决定的。炉内煤粉主气流在向下运动过程中明显向侧墙偏斜,使得煤粉火焰冲刷侧墙,导致侧墙发生结渣和高温腐蚀。研究结果为改善W火焰锅炉结渣特性提供有利的信息。     

超超临界对冲燃烧锅炉高温腐蚀研究

针对某超超临界旋流燃烧锅炉燃烧器区域两侧墙水冷壁管向火侧外壁出现的高温腐蚀现象,通过对产生高温腐蚀的原因分析,提出了预防发生高温腐蚀的措施,有效防止了该现象的再次发生。     

200MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内燃烧试验和数值研究

采用计算流体动力学软件对电站锅炉炉内实际燃烧过程进行数值计算并结合其热态试验数据进行对比分析，已成为验证数学模型和指导工程实践的一种重要研究手段。该文利用PHOENICS软件，采用IPSA两相流模型及煤粉燃烧综合模型，对一台有16只径向浓淡旋流燃烧器两侧墙对冲布置的200MW燃煤锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算，得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口处形成了高煤粉浓度和高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，炉内煤粉燃烧充分，从而表明了径向浓淡旋流燃烧器具有高效稳燃的性能。     

电站煤粉锅炉水平浓淡燃烧器改造及数值模拟研究

针对某电厂四角切圆燃烧锅炉由于燃用煤种多变、煤质下降,炉内出现着火困难,燃烧不稳定以及水冷壁易结渣等问题,采用水平浓淡燃烧技术对其一次风进行改造。通过数值模拟可以看出,利用偏流挡块和分隔板控制煤粉流向,浓侧出口的煤粉质量与淡侧出口的煤粉质量之比约为1.5,实现炉内水平浓淡燃烧,炉内燃烧器布置区域温度水平有所升高,煤粉着火容易且燃烧状态稳定,同时降低了水冷壁结渣的可能性。通过与锅炉现场试验结果进行对比结果吻合。     

200MW四角切向煤粉锅炉空气动态场冷态模化和数值模拟

采用冷态等温模化和数值模拟方法对某电厂200MW燃烟煤的煤粉锅炉炉内空气动力场进行了研究，冷态模化试验结果表明炉内空气力场偏斜。以κ－ε双方程湍流模型对炉内气相湍流流动进行数值模拟，发现锅炉2号角的气流速度在垂直该侧炉墙方向分量较大，对水冷壁产生冲刷。改造后取得良好的运行效果。     

200MW四角切向煤粉锅炉空气动力场冷态模化和数值模拟

采用冷态等温模化和数值模拟方法对某电厂200 MW燃烟煤的煤粉锅炉炉内空气动力场进行了研究,冷态模化试验结果表明炉内空气动力场偏斜。以k-ε双方程湍流模型对炉内气相湍流流动进行数值模拟,发现锅炉2号角的气流速度在垂直该侧炉墙方向分量较大,对水冷壁产生冲刷。改造后取得良好的运行效果。     

旋流燃烧煤粉锅炉主要烟气组分及分布规律试验

为了研究对冲锅炉中影响H2S生成的因素,在不同负荷、不同氧量设定值下对侧墙近壁面的烟气组分及温度进行了测量。试验结果表明:水冷壁对靠近侧墙的燃烧器有冷却作用,对其他燃烧器影响不大;还原性气氛是H_2S存在的必要条件,炉膛的空气分级燃烧会造成燃烧器区域的还原性气氛;当侧墙附近O_2和NO体积分数都很低时,煤粉中的硫容易生成H_2S,不容易生成SO_2,随着气流冲刷壁面,造成水冷壁的高温腐蚀;在满负荷和氧量设定值较高时锅炉侧墙的H_2S比较少,而当氧量设定值较低时侧墙附近的H_2S会急剧增加。     

衡水发电厂#1炉水冷壁泄漏情况分析

衡水发电厂#1炉系北京巴威公司生产的B&WB-1025/18.3-M型亚临界参数、一次中间再热、单汽包自然循环煤粉锅炉,设计煤种为山西阳泉无烟煤沫和晋中地区地方贫煤,采用钢球磨中间贮仓式热风送粉系统,在矩形燃烧室的前后墙上分3层共布置24只B&W公司标准的EI-DRB型旋流式燃烧器,呈前后墙对冲燃烧方式。1999年4月14～23日,在对#1炉水冷壁进行检修时,发现前后墙水冷壁标高28m、38m(水冷壁焊口附近)处向火侧部分管子有鼓包或裂口,锅炉左右侧墙燃烧器区域水冷壁腐蚀减薄严重,为此共更换水冷壁管136根。1　水冷壁泄漏情况简介衡水发电厂#1炉水冷壁…     

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。