CN114353045A - 一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法和装置，通过牺牲一根锅炉水冷壁管为代价，对腐蚀区域的中心水冷壁管进行割管开孔改造，通过高压风机对割管水冷壁向腐蚀区域两侧补入高压贴壁风，形成连续的风膜，破坏水冷壁的还原性气氛，进而起到防治高温腐蚀的效果。装置包括：多根水冷壁围成的炉墙，单根水冷壁割管，支撑角钢，管道，阀门，流量计。其中单根水冷壁割管与多根水冷壁围成的炉墙在沿炉膛内部方向，与水冷壁炉墙相距3‑10厘米通过支撑角钢固定，将单根水冷壁割管的一端封堵，另一端通过管道与高压风机相连接，管道上布置有阀门和流量计。本发明可以在锅炉检修期间对锅炉进行改造，具有改造工作量小，易于工程实施，防腐效果好等优点。

Description

一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法和装置

技术领域

本发明涉及锅炉水冷壁高温腐蚀的防治技术领域，具体涉及一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法和装置。

背景技术

近年来，随着国家环保要求不断提高，各燃煤电厂火电机组先后进行了氮氧化物超低排放改造，低氮分级燃烧技术以其成熟的工艺和较高的NOx脱除效率被广泛地应用于火电机组氮氧化物超低排放改造中。低氮分级燃烧技术的应用，不可避免地会导致水冷壁发生高温腐蚀现象，主要原因有：(1)分级燃烧导致炉内成还原性气氛，会破坏水冷壁表面的Fe₂O₃保护膜，使其变为疏松多孔的FeO，CO和氧化剂可透过FeO与管壁继续反应，造成恶性循环；(2)还原性气氛会使燃煤中的S转化为H₂S，H₂S会与管壁金属或者FeO复合生成FeS，形成硫化物腐蚀，这也是水冷壁最常见的腐蚀方式；(3)炉内未燃尽碳增多，管壁会受到高速气流携带的固体颗粒物冲刷和切削，导致管壁腐蚀加重。设计贴壁风方法从根本上减小了两侧水冷壁高温腐蚀，是目前解决水冷壁高温腐蚀的核心思想，主要有以下三种方式：(1)在炉膛底部布置由下而上额外增设风箱或者风室，通过在水冷壁腐蚀区域，间隔数米进行让管开孔，将增设风箱或者风室的风补充进入水冷壁区域，由于这种布置，其风量来源于二次风大风箱，由于风压有限，补入水冷壁的风射流冲击力不够，在贴壁向上行走的过程中不断扩散，同时被炉内热烟气消耗，同时，由于水冷壁让管开孔间隔数米，导致高温腐蚀区域无法形成氧化性气氛膜，失去保护作用；(2)直接在水冷壁上开孔漏风，利用炉膛的负压将炉外冷风直接吸入炉膛，该方法吸入的风直接垂直于水冷壁，无法在管壁表面形成氧化性薄膜，另外，吸入的风量不好控制且温度过低，不仅影响降氮效果还会导致锅炉燃烧效率下降。(3)在炉内燃尽区布置多个侧下的燃尽风喷嘴，风量占总风量的10％左右，与边界风布置原理一样，虽然该方法增大了射流冲击力，但是会严重影响燃烧用风量，同时该方式也不能实现水冷壁壁面的均匀保护。因此，从以上三种技术手段可以看出，防治水冷壁高温腐蚀的关键在于如何在水冷壁区域形成有效的氧化性气膜。

发明内容

针对传统贴壁风设备射流冲击力不足，水冷壁开孔间距过大无法在水冷壁区域形成氧化性风膜等缺点，本发明提供一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法和装置。其核心思想是：牺牲一根锅炉水冷壁管为代价，对腐蚀区域的某根水冷壁管进行割管改造，使其内部流动介质由原来的水冷却更改为风冷却，同时对割管后剩余的原水冷壁割管口进行封堵。通过高压风机对割管水冷壁向腐蚀区域两侧补入高压贴壁风，形成连续的风膜，破坏水冷壁的还原性气氛，进而起到防治高温腐蚀的效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法，包括如下步骤：

(1)锅炉停炉检修期间，对水冷壁管进行超声波测厚，依据壁厚减薄程度，选定高温腐蚀严重区域，对腐蚀区域的上沿标高和下沿标高进行标定，分别记录为a，b；

(2)对腐蚀区域的中心管进行割管，并对割管所在水冷壁管的上沿口和下沿口进行封堵，在取下的水冷壁割管两侧，沿竖直高度方向上，等间隔密集开孔，将开孔后的水冷壁割管沿炉膛内部方向，与原来安装位置错位3-10厘米进行固定；

(3)将错位固定后的水冷壁割管一端封堵，另一端通过耐热合金管道从炉膛引出，与高压风机出口管道相连接，通过高压风机向水冷壁腐蚀区域提供贴壁风。

进一步的，步骤(2)中，间隔为1厘米等间隔密集开孔，开孔尺寸8-12mm。

一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治装置，包括多根水冷壁围成的炉墙1、单根水冷壁割管2、支撑角钢3、管道4、阀门5和流量计6；其中单根水冷壁割管2沿炉膛内部方向，与多根水冷壁围成的炉墙1相距3-10厘米通过支撑角钢3固定，将单根水冷壁割管2的一端封堵，另一端通过管道4与高压风机出口相连接，管道4上布置有阀门5和流量计6。

进一步的，所述装置高压风机为罗茨风机7，风压为5-20kpa；

进一步的，所述高压风机出口管道可以分成1-4路，每一路管道给锅炉的一面墙提供贴壁风，根据每面墙腐蚀程度的不同来决定具体分成几路，但贴壁风总量不超过二次风总风量的5％。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

通过改变水冷壁管的结构和布置方式，能在高温腐蚀区域水冷壁壁面形成一层保护风膜，防止煤粉的近壁燃烧，有利于煤粉燃尽，避免水冷壁面出现还原性气氛，能够吹除黏附在管壁的硫酸盐等腐蚀性物质，氧化已产生的H₂S，降低近壁发生高温腐蚀物质的浓度，从而减缓水冷壁的高温腐蚀效应，保证锅炉机组的稳定、高效运行。

附图说明

图1为本发明实施例整体结构示意图。

图2为本发明实施例水冷壁割管区域局部示意图。

图3为本发明实施例水冷壁割管区域俯视图。

图中：多根水冷壁围成的炉墙1，单根水冷壁割管2，支撑角钢3，管道4，阀门5，流量计6，罗茨风机7。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，以下实施例是对本发明专利的解释而本发明专利并不局限以下实施例。

实施例

参见图1、图2、图3，本实施例中锅炉水冷壁高温腐蚀的防治装置包括多根水冷壁围成的炉墙1，单根水冷壁割管2，支撑角钢3，管道4，阀门5，流量计6，罗茨风机7。

在某300MW四角切圆燃烧锅炉停炉检修过程中，发现燃烧器区域12.5米区域到21米标高范围，前后以及两侧四面墙发生严重高温腐蚀，管壁平均减薄2mm，在对腐蚀区域水冷壁管进行更换后，在前后以及两侧四面墙每面墙换管区域的中心，割一根水冷壁管形成单根水冷壁割管2，割管下口标高12.5米，上口标高21米，将割下来的四根管向炉内方向平移5厘米通过支撑角钢3固定，并在割管上均匀开孔，开孔直径10mm，孔间隔1厘米，将四根割管的下口封堵，上口分别通过耐热合金钢管道分成四路支管汇集到一根母管上，母管连接罗茨风机7出口，每一路支管上，分别连接有阀门5和流量计6，罗茨风机7布置于锅炉12米平台上。锅炉运行后，通过调节四路支管上的阀门5开度，调节每面墙的贴壁风风量，使总风量小于二次风风量的5％，罗茨风机7出口压力控制在5-7Kpa。通过在腐蚀区域形成均匀的高压气膜，破坏多根水冷壁围成的炉墙1周围的还原性气氛，从而实现高温腐蚀防治的作用。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

另外，值得注意的是，本说明书具体实施方式部分所描述的具体实施例，其零件、部件和名称均可不同，所描述的以上内容仅仅是对本发明专利所作的举例说明，凡根据本发明专利构思的构造、特征和原理所作的等效变换，均在本发明专利的保护范围内。本发明专利所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(1)：锅炉停炉检修期间，对水冷壁管进行超声波测厚，依据壁厚减薄程度，选定高温腐蚀严重区域，对腐蚀区域的上沿标高和下沿标高进行标定，分别记录为a，b；

步骤(2)：对腐蚀区域的中心管进行割管，并对割管所在水冷壁管的上沿口和下沿口进行封堵，在取下的水冷壁割管两侧，沿竖直高度方向上，等间隔密集开孔；将开孔后的水冷壁割管沿炉膛内部方向，与原来安装位置错位3-10厘米进行固定；

步骤(3)：将错位固定后的水冷壁割管一端封堵，另一端通过耐热合金管道从炉膛引出，与高压风机相连接；通过高压风机向水冷壁腐蚀区域提供贴壁风。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治方法，其特征在于：步骤(2)中，间隔为1厘米等间隔密集开孔，开孔尺寸8-12mm。

3.实现权利要求1所述方法的一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治装置，其特征在于：包括多根水冷壁围成的炉墙(1)、单根水冷壁割管(2)、支撑角钢(3)、管道(4)、阀门(5)和流量计(6)；其中单根水冷壁割管(2)沿炉膛内部方向，与多根水冷壁围成的炉墙(1)相距3-10厘米通过支撑角钢(3)固定，将单根水冷壁割管(2)的一端封堵，另一端通过管道(4)与高压风机相连接，管道(4)上布置有阀门(5)和流量计(6)。

4.根据权利要求3所述的一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治装置，其特征在于：所述的高压风机为罗茨风机(7)，风压为5-20kpa。

5.根据权利要求3所述的一种锅炉水冷壁高温腐蚀的防治装置，其特征在于：所述的高压风机出口管道分成1-4路，每一路管道给锅炉的一面墙提供贴壁风，根据每面墙腐蚀程度的不同来决定具体分成几路，但贴壁风总量不超过二次风总风量的5％。

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