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开云优惠体育网页版入口名称：300MW等级机组锅炉水冷壁高温腐蚀研究治理

开云优惠体育网页版入口完成单位：嘉峪关宏晟电热有限责任公司

开云优惠体育网页版入口完成人：陈亮;王红锦;祁青福;蒙玉仓;聂名清;赵小兵;周晓东;王秉文;张玉龙;包志礼;李戈辉;白文方;王元朝;卢红玲;王洪;王玉涛;贠晶晶

所属行业：电力、热力、燃气及水生产和供应业

开云优惠体育网页版入口登记号：9622025Y0748

开云优惠体育网页版入口简介：

一、课题来源与背景
本课题由酒钢集团嘉峪关宏晟电热有限责任公司根据自有锅炉实际运行过程中存在严重的高温腐蚀，导致锅炉频繁泄漏问题而自行确定研究课题并进行实施。
宏晟电热公司现有300MW等级发电机组8台套，分别为两台320MW四角切圆燃烧1025t/h锅炉和6台350MW前后墙对冲燃烧1200t/h锅炉。该八台锅炉均采用炉内低氮燃烧技术，以降低原烟气NOX含量。2017年以来，300MW等级机组锅炉水冷壁均存在不同程度的高温腐蚀现象，宏晟电热公司锅炉专业技术人员在发现锅炉水冷壁管存在高温腐蚀现象后，即通过查询相关技术资料、检查腐蚀现象、分析腐蚀区域和速率等开展了前期研究和燃烧调整治理工作，但治理效果甚微。2019年，350MW机组锅炉主燃烧区侧墙水冷壁因高温腐蚀导致的管壁减薄速率超过了2mm/年，因高温腐蚀导致的泄漏次数达到7次，2020年因高温腐蚀发生4次泄漏。在此期间，锅炉主燃烧区水冷壁管因快速减薄超标，导致每次检修时的水冷壁区域换管量由原数十根增加到数百上千根。锅炉水冷壁区域管排的高温腐蚀在影响机组稳定运行、减少发电量的同时，也对宏晟公司机组运行方式和检修的组织造成了极大影响。为降低高温腐蚀对宏晟公司机组稳定性，以及生产经营、检修人力组织等方面的影响程度，开展300MW等级机组锅炉水冷壁高温腐蚀机理和防治措施的研究攻关工作。
二、技术原理及性能指标
影响锅炉高温腐蚀的主要因素，一是炉内温度。研究表明水冷壁壁面温度超过350℃会发生高温腐蚀，温度每升高50℃，腐蚀速率增加一倍。宏晟公司350MW机组锅炉主燃烧区水冷壁管内的水温在340-380℃之间，水冷壁烟气侧壁面温度较水温一般高50℃左右，即水冷壁烟气侧壁面温度在390-430℃，高于高温腐蚀发生温度，在其它条件具备时，将加剧高温腐蚀速率。二是燃料灰分的成份。宏晟电热公司锅炉持续以较高比例燃用广汇等准东地区高碱金属煤种，煤灰中的氧化钠和氧化钾含量占比在6%左右，极易结焦而造成锅炉受热面沾污，影响了换热效率。经对比，宏晟电热公司350MW机组锅炉受结焦等因素的影响，主燃烧区上端水冷壁中间联箱的出水温度较投产初期升高了18℃左右，加剧了高温腐蚀速率。三是燃烧工况即还原性气氛。由于受热面管排堵灰严重，导致通风阻力增加，引风机满出力运行，无法按要求接带负荷。为了提高机组出力、增加发电量，频繁采用减风措施控制烟气流量，使锅炉主燃烧区供氧不足而加剧了烟气侧水冷壁的还原性气氛，导致高温腐蚀加剧。针对以上原因，有针对性地开展技术研究进行防范和弱化，以实现高温腐蚀速率的延缓。
本项目自主研发的一次风速差异化调整方式，以前墙一次风速低于后墙3m/s为控制指标，实现后墙火焰冲刷程度及高温腐蚀速率的降低。
本项目自主研发的主燃烧区氧量调整方式，以燃尽风开度控制在30%以下，提升主燃烧区氧量为控制指标，实现主燃烧区燃烧氧量的提升，降低主燃烧区还原性气氛浓度。
三、技术的创造性与先进性
1、运用“差别化控制”调整法，包括前后墙一次风速差别化控制、内外喷燃器外二次风差别化控制，优化了炉内高温区水冷壁贴壁烟气氧量的均匀性；
2、采用“逆低氮燃烧技术”，在保证环保参数达标的情况下，强化了煤粉在燃烧器区域的燃烧，降低了锅炉高温区水冷壁还原性气氛；
3、降低靠近侧墙燃烧器的旋流强度，将外二次风开度优化至80%，可有效减轻火焰冲刷侧墙水冷壁强度，减轻侧墙高温腐蚀。
经中国科学院兰州查新咨询中心对相关文献进行比较分析，得出查新结论为：关键创新点在国内公开文献中未见相同报道。
四、技术的成熟程度、适用范围和安全性
本项目研究开云优惠体育网页版入口为宏晟电热公司锅炉高温腐蚀的治理形成了有效方案，目前，完成了六台350MW机组锅炉主燃烧区侧墙水冷壁区域的堆焊管屏更换，低腐蚀速率区的堆焊管屏更换等治理措施还需要结合费用、检修计划逐步进行落实。整体成熟度为：在实际环境中实现成功应用，达到第九级，即应用级。本技术可在前后墙对冲燃烧具有高温腐蚀现象的锅炉上进行应用。本技术为锅炉运行燃烧调整的技术方法，在宏晟电热公司8台300MW等级锅炉上应用后，未见有明显安全影响。
五、应用情况及存在的问题
本技术已在宏晟电热公司2台320MW机组锅炉和六台350MW机组锅炉上进行了应用，实现了锅炉水冷壁主燃烧区高温腐蚀速率的降低。
存在的问题：仅依靠燃烧调整只能延缓水冷壁高温腐蚀速率，不能从根本上消除腐蚀。本技术配合使用了水冷壁堆焊技术，采用运行调整加设备提升的方案，有效延缓的高温腐蚀，实现了高温腐蚀造成锅炉水冷壁泄漏次数的有效降低。
六、历年获奖情况
本技术获得2023年度酒钢集团公司开云优惠体育网页版入口创新开云优惠体育网页版入口三等奖。