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水平浓淡风煤粉燃烧技术在预防水冷壁高温腐蚀中的应用

分类号：TK233.3 文献标识码：A

文章编号：玩具球1001－2060（2000）02－The Application of a Horizontal Dense-dilute Air Pulverized-coal Combustion Technology for Preventing Waterwall High-temperature CorrosionWang Ying Qin Yukun Wu Shaohua

（Harbin Institute of Technology）Abstract：On the basis of an analysis of the main causes leading to a boiler waterwall high-temperature corrosion in a tangentially-fired furnace it is concluded that a rational air distribution and proper adjustment of combustion regimes represent the basic measures to prevent the above-cited corrosion. The present paper focuses on the fundamentals of a novel utility-patent concerni溶剂染料ng a horizontal dense-dilute air pulverized-coal burner, which is capable of effectively preventing high-temperature corrosion of boiler waterwalls.

Key words：boiler, waterwall, high-temperature corrosion, horizontal dense-dilute air pulverized-coal combustion▲1 引言

高温腐蚀是炉内高温烟气与金属壁面相互作用的一个复杂的物理化学过程，按其机理通常可分为三大类：硫化物(FeS其中真应力s是由曲线上各点的瞬时载荷除以试样相应截面积求得,真应变ε是由瞬时试样伸长的微分值dι与瞬时试样长度ι之比的积分求得,即 2、H2S)型腐蚀、焦硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀。多年研究表明，水冷壁管发生高温腐蚀的区域是有规律的：通常多在燃烧高温区，即局部热负荷较高，管壁温度也较高的区域，如燃烧器区附近，其余区域的高温腐蚀明显减弱或根本不发生高温腐蚀；发生高温腐蚀的管子向火侧正面的腐蚀速度最快，管壁减薄量最大，背火侧则不发生高温腐蚀。2 影响高温腐蚀的主要原因

2.1 火焰冲墙和还原性气氛的存在是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因

对切圆燃烧锅炉，当燃烧切圆直径过大、火焰中心未形成切圆或燃烧切圆偏移时，炉内空气动力场倾斜，燃烧器区域出现火焰冲墙和还原性气氛，从而发生高温腐蚀。

2.1.1 高温火焰直接冲刷水冷壁

当含有较大煤粉浓度的高温火焰直接冲刷水冷壁管时，将大大加剧高温腐蚀的发生。其一，通讯软件高温辐射热可加速硫酸盐的分解，加快腐蚀速度；其二，火焰中含有未燃尽的煤粉，在水冷壁附近缺氧燃烧，产生还原性气氛；其三，未燃尽的煤粉颗粒随烟气冲刷水冷壁管时，磨损将加速水冷壁管上保护膜的破坏，加快金属管壁高温腐蚀的过程。

2.1.2 存在还原性气体

由于着火延迟，未燃尽的煤粉在水冷壁附近进一步燃烧时，发生化学不完全燃烧，形成缺氧区，使炉膛壁面附近处于含有还原性气体(CO、H2)和腐蚀性气体(H2S)的烟气成分之中，没有完全燃烧的游离硫和硫化物与金属管壁发生反应，引起管壁高温腐蚀。

研究表明，烟气中CO浓度越大，高温腐蚀就越严重；H2S的浓度大于0.01%时，就会对钢材产生强烈的腐蚀作用；而当含氧量大于2%时，基本上不会发生高温腐蚀［1］。

2.2 燃煤品质差是水冷壁高温腐蚀的必要条件

燃煤中硫、碱金属及其氧化物含量越大，腐蚀性介质浓度越大，出现高温腐蚀的可能性就越大。高硫煤产生的大量H2S、SO2、SO3、原子硫［S］不仅破坏管壁的Fe2O3保护膜，还侵蚀管子表面，致使金属管壁不断减薄，最终导致爆管事故。

燃用不易引燃的无烟煤和贫煤时，因着火点温度相对较高，燃烧困难，容易产生不完全燃烧，并使火焰脱长，在金属壁面附近形成还原性气氛，增加对管壁的腐蚀性。

煤粉的颗粒越大，也就越不易燃尽，比较容易形成还原性气氛，产生高温腐蚀。同时，颗粒越大，对壁面的磨损也越严重，破坏了水冷壁管外氧化保护膜，使烟气中腐蚀介质直接与管壁金属发所谓应变片式传感器生反应，使腐蚀加剧。

2.3 过高的水冷壁管壁温度促进了水冷壁高温腐蚀的发生

研究表明，H2S等腐蚀性介质的腐蚀性在300℃以上逐步增强，即温度每升高50℃，腐蚀程度将增加一倍。对于亚临界大型电站锅炉，燃烧器区域的水冷壁管内汽水温度约在350℃左右，烟气侧水冷壁管温度多在420℃左右，正处于金属发生强烈高温腐蚀的温度范围之内。同时，管子局部壁面温度过高，易使具有腐蚀性的低熔点化合物粘附在金属表面，促进了管壁高百分表就调回5丝）温腐蚀的发生。

2.4 运行因素的影响

当锅炉负荷发生变化时，若运行不当(如火嘴投停不当)，就容易引起燃烧不稳定，产生还原性气氛，或造成烟气冲墙，继而发生高温腐蚀。因此，运行不当也是引起高温腐蚀的一个主要因素。3 高温腐蚀的防护措施

为防止高温腐蚀，避免锅炉爆管事故的发生，针对影响高温腐蚀的主要原因，可采取的防护措施有：

加强对燃软启动器料的控制，可通过燃烧前和燃烧中除硫的方法，降低燃料的含硫量；同时控制适当的煤粉细度，尽可能均匀各燃烧器之间的煤粉浓度分布；

加强对给水的控制，适当提高高温腐蚀区域水冷壁管内水流速度，降低管壁温度，严格控