1　情况简介

神头一电厂#3锅炉系苏联塔干洛克"红色锅炉厂（TK3）"制造，型号为Еπ670/140型超高压、中间再热、单汽包、自然循环、固态排渣燃煤炉。

锅炉呈T型布置，燃烧室布置在锅炉中间上升烟道，燃烧室两侧各布置左右下行烟道的两个竖井。燃烧室被沿全高度布置的双面水冷壁分成前后两部分，形成两个并列运行的半炉膛。

炉膛的两侧墙上15.275米和下11.975米处布置有两排16只蜗壳式旋流煤粉燃烧器。本炉采用钢球磨中间储仓式制粉系统，配备两台滚筒式球磨机。制粉系统的乏气由排粉机从细粉分离器抽出作为向炉膛输送煤粉的一次风之用。

该炉自1979年12月投产以来，随着设备的老化，以及从未进行过燃烧调整试验。在1998年4月27日前炉膛双面水冷壁燃烧器区域左数第43根发生高温腐蚀泄漏。在2003年6月20日小修中发现炉内11.975米到15.275米标高区域，中间水冷壁发现大面积高温腐蚀，其中左侧四十多根水冷壁外壁腐蚀深度达3mm左右。

2　腐蚀机理分析

高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，尽管国内外有人做了大量的试验研究，但对腐蚀机理还不能解释得十分确切。德国e。on公司专家认为，对于大于2.5的高硫煤，在低氧（O2在0.5左右）气氛中易发生水冷壁高温腐蚀，此工况下燃烧是变化的，即O2是频繁波动的。前苏联动力技术局认为火焰直接接近水冷壁，且在局部高热负荷下易发生高温腐蚀。总的来说，发生高温腐蚀最重要的内因条件是燃料中含硫量较高，外部条件是高烟温引起水冷壁的高管壁温度和煤粉火焰贴墙，壁面强还原气氛。

3　高温腐蚀原因分析

3.1燃煤含硫较高

由于煤源紧张，燃煤成分变化较大，煤中硫成份含量较高，最高时达2.5左右。

3.2　高管壁温度

中间水冷壁属光杆受热面，两面受热，热负荷较高，当管外壁有黏附物时，管壁温度更高。当管壁温度大于300℃时，钢管表面腐蚀的速度明显加快，如图1所示。

图1　管壁温度与腐蚀量的关系

3.3　火焰冲刷管壁

3.3.1　一次风速太高

对于圆形旋流燃烧器燃用烟煤时一次风配风条件为25m/s左右，实际运行时一次风门全开，一次风速在30---35m/s；

3.3.2　燃烧器出口一次风四周间隙不均

投产初期为降低火焰中心，将下层燃烧器中心筒适当倾斜，即将中心筒出口约500mm处存在较大折口，造成出口一次风四周间距不均；

3.3.3　给粉机转速只能层操

由于给粉机转速热工控制系统设计中只能层操，而不能单个微调，实际运行中各燃烧器的给粉量不均匀，造成有的燃烧器给粉量较大，不可避免造成局部高热负荷。

3.4整体风量不足

3.4.1由于引风机电机额定电流限制，引风机挡板开度只能在60左右运行，再热器调节受热面入口氧量在3.5左右。

3.4.2由于设备老化，特别是空气预热器换热管磨损严重，造成较大的漏风。

共2页:上一页1[2]下一页
3.4.3空气预热器后的防爆铁皮因腐蚀破损，小修中检查面积达300mm2，由于位置特殊不便检查，运行中不易发现。

3.5　燃烧器配风不合理

上下层燃烧器区域粉多风少。为了防止高温受热面超温，降低火焰中心，下层燃烧器给粉量是上层的1.6倍左右，而上下层二次风是均等配风。考虑到尾部烟道的漏风，炉内上下层燃烧器之间平均氧量1-2，局部区域最低氧量在1左右，而上层燃烧器到炉膛出口平均氧量在3左右。另外投产初期由于二次风速小，将燃烧器外筒二次风直径从Ф1270mm降到Ф1080mm，使二次风出口截面积降到0.575m2。实际运行中上下层燃烧器之间是低氧燃烧，局部壁面强还原性气氛严重。

资料介绍，局部缺氧时，特别当O2量低于1.5时，H2S含量急剧增加，如图2所示。实验发现H2S的含量只有大于0.01时，腐蚀危险才显著地反映出来。

图2　H2S浓度与局部过量空气系数的关系

4　防止高温腐蚀的措施

4.1降低一次风速，避免火焰直接冲刷水冷壁

由于该炉采用钢球磨中间储仓式制粉系统乏气送粉，磨煤机再循环管径为Ф400×10mm，正常运行中挡板已开至最大，为达到磨煤机较佳的通风量，往往造成一次风速太高，反之降低一次风速，又影响磨煤机出力。经计算分析决定将再循环管管径增大到Ф630×10mm，从而达到降低一次风速，避免火焰直接冲刷水冷壁，又不影响制粉系统磨煤出力。

4.2组织合理的燃烧空气动力工况

将下层燃烧器出口的二次风直径从Ф1080mm增大到Ф1200mm，进行冷态空气动力工况试验；按照圆形旋流燃烧器燃用烟煤的配风条件，进行热态调整试验。在保证炉膛出口最佳过量空气系数的同时，保证每个燃烧器出口风粉处于较佳工况。在保证炉内上下层燃烧器之间平均氧量不小于2.5的前提下，要保证同层8支燃烧器的风粉均匀性，其偏差值不大于5，即确保热负荷沿炉膛宽度均匀的分布，防止水冷壁局部高热负荷。从上层燃烧器标高测量炉膛温度从燃烧调整前的1600℃降到燃烧调整后的1450℃。

4.3　减少尾部烟道漏风

小修中将尾部烟道防爆门进行了更换，对烟道和空气预热器漏风处进行了堵漏密封工作，在满负荷工况运行时，在不超引风机额定电流的情况下，尽量开大引风机挡板，保证炉膛出口过剩空气系数不小于1.2。

5　改进效果

通过设备改进和燃烧调整试验，经过一年的运行考验，停炉检查，未发现新的高温腐蚀，达到了预期的目的。而燃用同样煤种的同型#4锅炉却发生了严重的高温腐蚀。

6　结束语

由于燃用煤种含硫量较高，尾部烟道漏风严重，引风风量不足，炉内上下层燃烧器配风不合理，形成水冷壁壁面局部强还原性气氛，造成高温腐蚀。

通过燃烧调整试验，合理组织炉内燃烧工况，保证热负荷沿炉膛宽度和高度分布的均匀性，使整个壁面处于合理的氧化性气氛中运行，可以有效地防止水冷壁的高温腐蚀。

[参考文献]

[1]徐通模，金定安，温龙。锅炉燃烧设备[M].西安交通大学出版社，1990。

[2]钱述中，彭珂如译。高压汽包锅炉腐蚀的防止[M].水利电力出版社，1995。