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STER电厂锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及对策 　　【摘 要】 本文针对该厂锅炉右侧水冷壁24～30m标高区域发生的高温腐蚀进行了详细的原因分析，指出燃煤中硫的含量较高，运行中总的用风量偏小，炉内风粉分配不均匀，右侧水冷壁局部区域出现还原性气氛，造成了水冷壁外表的高温腐蚀。通过对一、二次风粉系统的调整，炉内热负荷分配的均匀性大大提高，两侧给水流量偏差在50t/h以下，炉内火焰中心正常，四周水冷壁区域处在较均匀性的氧化性气氛中，水冷壁的高温腐蚀可有效地遏制。 　　【关键词】 水冷壁 高温腐蚀 原因分析 运行调整 　　1 设备简介 　　STER电厂1#炉是由JK锅炉厂制造的1650t/h，一次中间再热，塔式布置，固态排渣，前后墙布置旋流燃烧器的亚临界低倍率强制循环煤粉炉。制粉系统由6台MPS-245型中速磨煤机组成。锅炉前后墙上各有三层WSF型扰动式双二次风旋流式燃烧器，分别位于16、24、32米标高，每一台磨煤机对应其中某一层的4只燃烧器，共计24个燃烧器。 　　主要参数： 　　额定蒸发量 1650t/h 主汽压力 17.46MPa 　　主汽温度 540℃ 再热蒸汽出口/入口压力 4.0/4.2MPa 　　再热蒸汽出口/入口温度 540/333℃ 给水温度 255℃ 　　排烟温度 139℃ 锅炉效率 90.5% 　　炉膛出口空气过剩系数 1.25 　　2 水冷壁高温腐蚀情况 　　1#炉于1991年投产，在今年9月份小修中发现水冷壁发生高温腐蚀。水冷壁规格为ф32×6.3 mm，材质为15020.1（相当于中国钢号16Mo）。水冷壁腐蚀特征如下：（1）停炉后宏观检查，发生腐蚀的水冷壁区域较多。主要在24～32m标高，即第二层燃烧器和第三层燃烧器之间，前后水冷壁的右半部分和右侧墙水冷壁；（2）前后水冷壁腐蚀较轻，右侧中部水冷壁腐蚀严重，腐蚀深度在1～2.5 mm之间；（3）前后水冷壁外层为灰白色，其下层为暗红色，属于Fe2O3产物。右侧水冷壁外层为灰白色，其下层为黑色结构物，机械剥离时，外层呈小颗粒，与黑色结构物结合不很牢固，但黑色物与管壁结合牢固，分离时成小片状比较脆，难以碾成粉末，黑色物属于Fe3O4产物。打磨腐蚀层后钢管表面有金属光泽，未发现机械和热应力腐蚀疲劳裂纹。 　　3 高温腐蚀机理 　　炉内水冷壁发生腐蚀的根源取决于燃烧过程。燃料的品质、燃烧器和炉膛的特征对炉膛发生腐蚀及其燃烧好坏有着重要的影响。通常情况下烟气侧的高温腐蚀归纳为，当燃料中含硫量较高，水冷壁管的壁温大于300℃，一次风煤粉火焰直接冲刷水冷壁管，局部缺氧呈还原性气氛。当CO含量0.9～4.9%，H2S0.01%时，高温腐蚀不可避免。 　　由于烟气中H2S气体浓度随着局部过剩空气系数的减小而增大，特别当低于0.8时，H2S气体浓度会迅速升高。当一次风煤粉火焰直接喷向水冷壁时，不仅能增加局部热负荷，同时H2S气体的浓度形成的速度加快。而H2S气体是造成高温腐蚀的主要原因。 　　目前国内还没有有关判定水冷壁是否腐蚀的数据标准。通常只对水冷壁附近的氧量和CO浓度进行分析，来判定高温腐蚀，迄今为止也无经过科学论证的有关氧量和CO浓度的极根值，其原因是烟气的成份、流动情况以及腐蚀的机理错综复杂，此外燃烧的边界条件也对水冷壁的腐蚀起着重要的作用。目前暂采用德国steag电力公司的准则，即锅炉水冷壁壁面在CO1%的氧化气氛下运行将不会发生高温腐蚀。否则，在还原性气氛下运行将产生高温腐蚀。 　　4 高温腐蚀原因 　　4.1 燃煤中硫成分含量偏高 　　对于锅炉炉膛而言，一旦满足诱发高温腐蚀的还原性气氛，无论是高硫煤还是低硫煤都会存在高温腐蚀，而煤的含硫量大小决定着腐蚀的速度。 　　我国动力用煤的含硫量一般在0.5～1.5%之间，近年来由于煤炭资源的紧张，含硫量较低的煤难以保证供应。查阅化学车间今年上半年燃煤含硫量的成份，大部分燃煤分析基硫含量在1～2%之间，折算成收到基有时Sar将大于2%。煤中较高的硫含量是高温腐蚀的内在条件。 　　4.2 低氧燃烧 　　（1）由于用电量紧张，锅炉一直在较大负荷下运行，总的送风量偏小，低氧燃煤对火焰长度和最大热负荷有很大的影响。随着炉膛出口过剩空气系数的减小，火焰长度增加，据国外资料介绍，当炉膛出口过剩系数从1.2降到1.02，燃烧器火焰长度增加30%，侧水冷壁热负荷增加27%，形成运行人员习惯较小的送风量运行方式来自于如下技术思路：1）较小的送风量运行有利于降低一级低温过热器的汽温和壁温，即减小低温过热器的对流换热来保证低温过热器的安全。技术思路是可以考虑的，但送风量不能太小，进入炉内的风量应确保锅炉最佳运行所需的风量。对于燃用烟煤的煤粉炉，最佳炉膛出口过量空气系数应在1.15～1.20。事