燃煤电站锅炉的水冷壁、过热器、再热器等高温受热面，常常因高温氧化、腐蚀而早期失效。随着大容量、高参数锅炉的应用，这种高温腐蚀现象更加明显，并且严重影响了电厂的安全运行，是造成机组非正常停机的一个重要因素。
1 高温腐蚀产生的一般机理
水冷壁烟气侧高温腐蚀的过程比较复杂，目前一般认为高温腐蚀的发生与下列因素有关：燃煤含硫量高；含有可燃物的煤粉火焰直接冲刷壁面；水冷壁经常处于还原性气氛中等。
煤的含硫量高时，水冷壁外部沉积物的化学构成易于促成高温腐蚀的发生。如果水冷壁管壁外部经常遭受含有大量未燃尽煤粉火焰的冲刷，使硫化亚铁（FeS2）随煤粉颗粒或灰份粘附在管壁上，经炉内催化形成的原子S和SO3会使水冷壁产生高温腐蚀；在缺氧的情况下如果水冷壁面附近的还原性气体H2S和CO的含量较高时，也会使水冷壁产生高温腐蚀。据研究表明，在还原性气氛下，烟气中H2S的浓度大于0.01%时，会对钢材产生强烈的腐蚀作用，特别是在300℃～500℃范围内，其腐蚀性最强。
2 防止发生高温腐蚀的措施
针对燃用煤质中含硫量较高的特点，采取了具有针对性的措施，以防止锅炉发生高温腐蚀、避免在炉膛高温区域出现火焰贴壁和还原性气氛：
1）防止水冷壁发生高温腐蚀措施
a．合理选取热力参数和炉膛结构参数，炉膛出口温度适当。选取合理的边排燃烧器到侧水冷壁距离，下排燃烧器到冷灰斗拐点距离，可避免火焰直接冲刷水冷壁，防止炉膛水冷壁结渣和产生高温腐蚀。选取合适的上排燃烧器至屏底距离，控制屏底烟温在较低水平，避免管屏高温腐蚀。
b．合理选择优化内螺纹管的参数，能增强工质侧的传热，降低水冷壁管表面温度水平，防止高温腐蚀发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
c．燃烬风采用优化的双气流结构和布置形式，燃烬风风口包含两股气流：中央部位的气流是非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心，补充燃烬所需空气；边部风口采用旋转气流，在水冷壁面形成氧化性气氛，有效防止煤粉粒子冲刷水冷壁。同时，燃烬风口的布置最优化的布置形式，使燃烬风沿炉宽方向覆盖了整个一次风，防止出现煤粉颗粒逃逸现象，可有效防止燃烧器区域靠近两侧墙处产生高温腐蚀。
d．优化燃烧器扩展锥的角度，防止火焰的过早扩散对水冷壁的冲刷。
e．合理布置燃烧器，使燃烧器距离侧墙以及冷灰斗具有足够的距离，防止火焰冲刷水冷壁。
f．优化燃尽风的布置，在布置主燃尽风的基础上，在靠近侧墙布置侧燃尽风，形成低温的风屏，保护火焰冲刷侧墙。
g．上述措施对减轻水冷壁高温腐蚀有一定效果，但还不能根治。
2）防止对流受热面发生高温腐蚀措施
a．合理布置受热面位置，使工质温度高的受热面处于烟温相对较低的区域。烟气从炉膛出口依次冲刷到屏式过热器、高温过热器、高温再热器，这几级受热面中工质的温度是由低到高的；另外烟温较高区域的屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面采用顺流布置，入口处的烟温较高。这样可以保证受热面管表面的温度处于较低的水平，较低的壁温能够有效的防止高温腐蚀。
b．采用节流圈减少管间偏差，控制受热面壁温水平，使其低于高温腐蚀发生的温度，能够有效避免高温腐蚀。
c．受热面管选材中注意采用了抗腐蚀性能良好的钢材。屏式过热器、高温过热器和高温再热器管材都采用了大量的SA-213TP347H奥氏体不锈钢。
3)综上所述，根据实际设计燃用高硫份煤质电厂锅炉的经验：
1. 精心设计锅炉炉膛、燃烧设备，并精心组织燃烧，避免火焰刷墙、炉膛壁面出现还原性气氛。
2. 避免在高烟温的燃尽区布置过热器受热面，高温段过热器、再热器采用抗腐蚀性能良好的材料，设计中尽量减少管间偏差、降低管壁温度，可有效降低对流受热面高温腐蚀。
3. 并同时推荐采取有效的喷涂措施，可以更好的防止锅炉高温腐蚀。
论文作者:杜黎宾
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/14
标签：高温论文; 水冷论文; 炉膛论文; 火焰论文; 锅炉论文; 气流论文; 燃烧器论文; 《基层建设》2019年第32期论文;