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。     

高硫煤四角切圆锅炉贴壁风倾角对水冷壁高温腐蚀影响研究

针对高硫煤700 MW机组四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧改造后易出现水冷壁高温腐蚀问题,提出了低氮燃烧改造协同贴壁风技术的联合解决方案:1）增加3层/12只贴壁风量,以提高还原性区域近壁O2体积分数,降低CO和H2S体积分数,减少冲刷水冷壁面的腐蚀介质量;2）采用数值模拟方法优化贴壁风角度,当贴壁风倾角为60°时,近水冷壁面H2S体积分数最低,即还原性区域、主燃区域和冷灰斗区域的近水冷壁面处H2S体积分数分别为4.04×10–5、8×10–5和26×10–5,水冷壁面温度降低,可有效预防水冷管壁超温,减少水冷壁面高温腐蚀。数值模拟结果与试验结果均表明,贴壁风倾角为60°时能有效解决高硫煤锅炉低氮燃烧改造出现的水冷壁高温腐蚀问题。     

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。     

燃烧器偏转解决对冲燃烧锅炉高温腐蚀及颗粒冲刷技术研究

为有效缓解某电厂660 MW机组前后墙对冲燃烧锅炉两侧墙水冷壁高温腐蚀及煤粉颗粒冲刷磨损问题，结合高温腐蚀的原因及机理，并根据现场设备情况，提出将靠近两侧墙的旋流燃烧器角度向炉内中心偏转3.5°。对燃烧器偏转前后的锅炉燃烧进行数值模拟，对比分析了燃烧器角度偏转前后的温度场、速度场、浓度场以及颗粒轨迹的变化，并将方案进行了工程应用。数值模拟和工程应用结果表明：燃烧器角度偏转后，炉内气流向炉膛中心集中，贴近侧墙的煤粉颗粒减少，对侧墙冲刷磨损减弱；同时，侧墙附近区域炉温下降，还原性气氛降低，高温腐蚀风险下降，锅炉燃烧效率基本持平。研究结果可为同类型锅炉高温腐蚀及水冷壁磨损防治提供借鉴。     

600 MW锅炉低氮燃烧器改造炉膛高温腐蚀分析

针对国内某600 MW锅炉低氮燃烧器改造后冷灰斗区域出现腐蚀的问题,采用试验和数值模拟深入分析了炉膛产生高温腐蚀的原因。试验分析发现,改造后H₂S和CO体积分数在炉膛主燃区、还原区有较大升高。数值模拟分析了流场和温度场,给出了高温区产生的原因：由于托底风量减小,导致A层煤粉组织燃烧恶化,易出现煤粉下沉,在炉膛下部区域燃烧形成高温区;同时,炉膛下部区域缺氧,H₂S等气体的体积分数较高,易引起高温腐蚀。     

新型组合贴壁风对锅炉水冷壁高温腐蚀气氛影响的模拟研究

为了有效解决某电厂600 MW机组旋流对冲燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀问题,提出了一种基于二次风-压缩空气组合式贴壁风的装置与方法,并建立了数值仿真模型,对添加新型组合型贴壁风前后炉内流动、燃烧、组分浓度进行了研究分析。结果表明,添加新型组合贴壁风后,侧墙水冷壁附近区域O2摩尔分数大幅提高,CO摩尔分数和烟气温度显著降低,有效改善水冷壁附近区域还原性氛围,解决了高温腐蚀的问题,但NOx排放量略有增加。     

350 MW机组锅炉防止高温腐蚀燃烧优化调整试验

目前受热面发生高温腐蚀已成为影响锅炉安全运行的主要危害因素。针对某电厂超临界 350 MW机组四角切圆锅炉水冷壁高温腐蚀问题,在典型工况下对水冷壁氛围进行了测试,并依据测试结果得出水冷壁高温腐蚀主要发生在燃尽风层以下,腐蚀区域沿单侧炉墙中心线呈非均匀性分布,且炉墙中心线右侧H2S体积分数明显高于左侧。通过采用控制运行氧量、周界风量及提高磨煤机出口风温等调整方法,将各贴壁测点H2S体积分数平均值由调整前的0.022 6%降到0.010 3%,H2S体积分数超过0.02%的测点数量由调整前的17个降至2个,H2S体积分数最高值由调整前0.046 8%降到0.022 4%。该研究结果可为同类型锅炉通过运行优化方式降低水冷壁高温腐蚀风险提供新思路。     

超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及预防措施

某600 MW前后墙对冲燃烧方式的超临界锅炉水冷壁发生了高温腐蚀,前后墙腐蚀较轻微,两侧墙腐蚀严重。通过对该锅炉在600 MW负荷和500 MW负荷下水冷壁贴壁处的烟气氧量和CO的含量进行测试,并对锅炉的历史运行数据进行了分析,认为入炉煤质变差和锅炉较长时间的高负荷、低氧量运行是导致水冷壁高温腐蚀的主要原因,并对锅炉的运行方式提出了建议。     

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。