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一、锅炉高温腐蚀原理
锅炉运行过程中，炉温可高达1600℃以上，由于燃烧煤中硫及其他有害杂质的存在，水冷壁普遍遭受高温腐蚀。参与高温腐蚀的危害物有燃烧过程中产生的SO2、SO3、H2S、碱金属盐及矾盐类，是多种化学物在各种温度下共同对管壁进行的复杂的腐蚀过程。其中，硫化物是锅炉高温腐蚀的主要因素，一是烟气中的硫化氢与管壁金属作用产生的腐蚀，含硫物在金属高温下产生单原子硫，硫与管路中的铁反应生成硫化铁（Fe+S=FeS）；二是由不可燃硫在高温作用下生成硫酸盐混入灰粉熔敷于管壁表面，但不再具有水冷壁管所要求的良好的高温机械性能，实际上导致水冷壁管有用壁厚的减小，从而使有效承载能力不断下降，由此形成腐蚀。下面就以我厂一期锅炉具体论述。
二、我厂锅炉运行情况
我厂一期#1锅炉、#2锅炉分别于2013年7月和2012年11月完成了低 NOx 燃烧改造。在锅炉运行过程中发现燃烧火球有偏斜现象、前墙后墙火焰强度存在较大差异，且炉膛出口CO浓度较高。2014年10月停炉检修时发现水冷壁管存在高温腐蚀问题，具体位置为后墙#8角燃烧器侧墙上的水冷壁共150根。
三、原因分析
经具体分析，我厂水冷壁发生高温腐蚀具体原因有以下几点：1) 近壁区域温度很高；2）近壁区域为还原性气氛；3）入炉煤煤质偏差、含硫偏高；4）一、二次风配风不合理；5）燃烧器布置不合理；6）含硫颗粒冲刷并粘附在壁管上
目前#1、#2锅炉燃烧器区域水冷壁均发生高温腐蚀。
（1）我厂一期燃烧器布置方式
锅炉炉膛为长方形结构，燃烧器采用前后墙布置，共8只燃烧器，双切圆燃烧方式。由于炉膛中间没有隔墙，左右两个反向双切圆容易互相干扰、出现椭圆型切圆，并呈“倒八字”形状，如下图所示：
从图上可看出，在实际燃烧过程中，火球向后墙#8角、#5角偏斜，容易发生煤粉气流冲刷炉墙，特别是当火焰的还原性气氛较强并携带有含硫颗粒时，该区域水冷壁始终存在高温腐蚀的风险。该问题属于锅炉技术路线问题，无法从根本上解决。
（2）入炉煤种及制粉系统
我厂一期在2012年～2014年实际入炉煤种为神混、褐煤、印尼煤，并掺烧贫煤（平八煤和平九煤，其S份2.0%，属于高硫煤）。
现阶段一期锅炉入炉煤种为平九、伊泰、国燃混煤、印尼煤、褐煤和国能（其中平九含硫1.84%、国燃混煤含硫1.5%，属于高硫煤）。
煤粉细度R90在18～30%之间，R200在2.0～6.0%之间，R200过大，正常情况要求在1%以下，说明煤粉均匀性差。
由于目前掺烧高硫煤，且制粉出力有限（客观上造成了一次风率过大，煤粉颗粒过粗），导致煤粉着火较晚，煤粉气流射程变远。其结果就是含硫煤粉颗粒冲刷水冷壁，在高温环境下很容易发生高温腐蚀。
（3）锅炉运行和燃烧方式
目前高负荷工况的运行方式下要兼顾控制环保指标氮氧化物的生成，氧量普遍偏低（2.5%以下），特别是当入炉煤品质变差（燃用高硫煤）后，其运行氧量应适当提高，以控制CO浓度。最近的调整试验表明，当提高运行氧量至2.8%以上时，CO排放浓度明显较低，而NOx有所升高。同时由于引风机出力不足，950MW负荷以上时氧量无法满足要求。
另外，送风量控制采用氧量自动方式，而氧量反馈需要时间，导致送风滞后。在升负荷过程送风跟不上送煤，导致欠氧燃烧，CO急剧升高。
（4）锅炉配风
配风问题，现磨煤机出口风速普遍偏高，使得燃烧距离长，煤粉冲刷水冷壁现象普遍，加剧高温腐蚀现象。同时锅炉进行了低NOx 燃烧改造，各燃烧器小风门在自动时开度普遍偏小，在高负荷时CO明显升高且控制困难。
四、预防措施
（1）由于锅炉采用双切圆燃烧方式，火球呈“倒八字”的问题始终存在，为了避免发生高温腐蚀，建议优化入炉煤品质，减少难燃煤、高硫煤掺烧比例，控制入炉煤总含硫量，进行高硫煤和低硫煤进行掺烧。
（2）针对目前燃用高硫煤较多的特点，对制粉系统进行优化，适当提高磨煤机分离器转速，提高煤粉细度，改善煤粉均匀性，并通过控制磨煤机风量以降低一次风率（现磨煤机风量设负偏置）。
（3）高负荷时尽量燃用高热值煤种，减小烟气量，解决引风机出力不足的问题，保证高负荷运行时有足够的氧量，避免CO排放浓度过高，同时在高负荷时兼顾氮氧化物生成，调整合适的氧量。
（4）优化送风量控制方式，避免升负荷时送风量跟不上煤量而出现CO排放浓度过高。
（5）对水冷壁、过热器等易受高温腐蚀的受热面管进行热喷涂,喷涂耐腐蚀材料,也可对水冷壁管进行表面补焊或改用抗腐蚀性能好的铁素体合金钢管或复合钢管,以改善炉管金属表面状况,提高金属材料的耐腐蚀性能。
（6）合理配风，在锅炉调整配风方式时需同时兼顾环保指标氮氧化物的生成，在配风过程中要根据具体煤种和锅炉负荷的不同进行合理的调整，根据一期锅炉现场情况给出的配风表（具体调整可依据现场实际情况进行适当调整）：
论文作者:刁洪虎,叶罗
论文发表刊物:《江苏科技报》2017年2期
论文发表时间:2017/9/22
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