1000MW超超臨界鍋爐低氮燃燒改造后水冷壁腐蝕及其防治的研究.pdf

1、燃煤電廠NOx排放控制和低NOx燃燒技術(shù)的應(yīng)用客觀上導(dǎo)致國內(nèi)超臨界、超超臨界機(jī)組鍋爐普遍出現(xiàn)水冷壁嚴(yán)重腐蝕，而為適應(yīng)NOx排放特別是超低排放控制的鍋爐深度低氮燃燒改造使這一問題更加突出，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和可用率。因此，探索低氮燃燒后水冷壁腐蝕和腐蝕速度快的主要原因及腐蝕機(jī)理，進(jìn)而提出有效的控制水冷壁腐蝕及防止腐蝕的措施是十分重要和必要的。論文的研究針對某1000MW超超臨界燃煤機(jī)組鍋爐在低氮改造后出現(xiàn)了水冷壁嚴(yán)重腐蝕的問題，對低

2、氮燃燒鍋爐水冷壁腐蝕機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和綜述;基于鍋爐現(xiàn)場試驗對鍋爐水冷壁近壁區(qū)煙氣條件的測量、鍋爐排放煙氣成分和水冷壁壁溫的運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合計算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法，對影響鍋爐水冷壁腐蝕的原因及影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，探索深度低氮燃燒改造后發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的主要原因;在此基礎(chǔ)上，通過燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗方法，探索針對性地通過燃燒優(yōu)化改善水冷壁近壁區(qū)煙氣條件以減輕和防治腐蝕的技術(shù)措施。
　　基于鍋爐運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)和檢修測量的

3、結(jié)果，對改造后鍋爐出現(xiàn)的水冷壁腐蝕及CO排放濃度問題的分析表明，解決CO排放濃度高的問題和腐蝕問題的要求是一致的。CO濃度主要受運(yùn)行氧量和二次風(fēng)配風(fēng)方式等影響，因此可通過氧量控制、合理配風(fēng)、燃燒優(yōu)化控制CO排放濃度和減輕水冷壁的腐蝕。通過對水冷壁腐蝕的原因和影響因素的分析表明，水冷壁壁溫、管外腐蝕性煙氣條件（還原性性氣氛或還原性/氧化性交替氣氛）是影響腐蝕的重要因素，但由于空氣動力場和煤粉燃燒過程特性因素，煤粉燃燒氣流沖刷導(dǎo)致的FeS沉

4、積物的存在也是腐蝕發(fā)生的必要條件。
　　燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗研究表明，受限于深度低氮燃燒鍋爐下爐膛過低的過量空氣系數(shù)，采用正寶塔配風(fēng)方式可在不影響NOx排放濃度的條件下，同時降低CO的排放，但對壁面附近的腐蝕性氣氛影響小;關(guān)小SOFA風(fēng)的風(fēng)門可改善水冷壁壁面附近氣氛而減輕腐蝕傾向和有效控制鍋爐出口的CO排放濃度，而且還可一定程度上提高鍋爐燃燒效率，但NOx濃度會所有上升，有違采用大量燃盡風(fēng)實現(xiàn)深度低氮燃燒的設(shè)計目的，采用這一運(yùn)行調(diào)整措

5、施防治水冷壁腐蝕，可能需要通過系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和燃燒運(yùn)行優(yōu)化來實現(xiàn);改變同層二次風(fēng)配風(fēng)方式的燃燒調(diào)整，不僅可明顯改善水冷壁附近區(qū)域特別是易腐蝕區(qū)域的還原性氣氛，而且有利于降低和控制鍋爐CO排放濃度，并一定程度上降低鍋爐NOx排放和提高燃燒效率;而增加上三層煤粉燃燒器周界風(fēng)不能改善腐蝕區(qū)水冷壁附近還原性氣氛。長期運(yùn)行后易腐蝕區(qū)域壁厚的檢測結(jié)果表明，腐蝕速度明顯降低，證明所采用的燃燒調(diào)整和燃燒優(yōu)化運(yùn)行等防腐措施是有效的，但是易腐蝕區(qū)域的腐