锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施

水冷壁高温腐蚀原因分析及调整策略摘要：某电厂2号炉大修时发现两侧墙水冷壁发生了较为严重的高温腐蚀，最高腐蚀厚度接近1mm；炉膛的前后墙水冷壁也有轻微的高温腐蚀现象。

通过在被腐蚀区域喷涂耐腐蚀金属涂层如镍铬钛、镍铬合金等是减缓高温腐蚀的一种措施，但不能从根本上解决，而且价格较高。

入炉煤煤质下降、含硫量偏高和水冷壁贴壁处产生还原性气氛是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因。

为了找到避免水冷壁发生高温腐蚀，且保证锅炉稳定、高效燃烧的运行参数，特进行了燃烧调整试验，并结合历史煤质分析得出本厂高温腐蚀的最终原因，从而进行运行方式的调整，避免或减少2炉的高温腐蚀现象。

关键词：高温腐蚀还原性氧量燃烧调整Cause Analysis and adjustment strategy of high temperaturecorrosion of water wallCong Peiyong,Datang International Xilinhot Power Generation Co. , Ltd. , Xilinhot, 026200ABSTRACT: during the overhaul of No. 2 boiler in a power plant, serious high temperature corrosion was found in the water wall of the two side walls, with the maximum corrosion thickness approaching 1mm. Spraying anti-corrosion metal coating such as ni-cr-ti and ni-cr alloy in the corroded area is a measure to slow down the high temperature corrosion, but it can not be solved fundamentally and the price is high. The main reasons for the high temperature corrosion of the water wall are the decrease of coal quality, the high sulfur content and the reductive atmosphere at the wall. In order to find out the operation parameters that can avoid high temperature corrosion of water wall andensure stable and efficient combustion of boiler, the combustion adjustment test is carried out, and the ultimate cause of high temperature corrosion is obtained by analyzing the history of coal quality, thus the operation mode can be adjusted to avoid or reducethe high temperature corrosion of 2 furnaces.Keywords: High temperature corrosion, reducibility, oxygen content, combustion adjustment1、前言：工程概况：某电厂2号锅炉为超临界、变压运行直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护火电厂锅炉水冷壁是锅炉主体的一个重要组成部分，其主要作用是对燃烧室进行冷却，同时承受高温和高压的工作环境。

由于长期在高温高压下工作，锅炉水冷壁容易出现高温腐蚀问题，如果不及时进行有效的防护，将会严重影响锅炉的安全性和稳定性。

对火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护是一个非常重要的课题。

火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀类型主要包括氧化腐蚀、硫氧化腐蚀和低氧腐蚀。

其中氧化腐蚀是由于水冷壁受燃烧室高温氧化气体的冲击和侵蚀，导致金属表面发生氧化反应，形成氧化物层，从而降低材料的强度和耐蚀性；硫氧化腐蚀是由于锅炉燃料中含有硫元素，燃烧产生的硫氧化气体与水冷壁金属表面发生化学反应，形成硫化物膜，从而加速金属的腐蚀；低氧腐蚀是由于水冷壁内部缺氧环境和水质变化导致金属表面与水发生腐蚀作用，加剧水冷壁的腐蚀速度。

为了有效防护火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀问题，需要采取一系列的防护措施。

首先是优化设计和选材，采用高温合金和耐蚀材料制作水冷壁，提高其耐高温和抗蚀性能。

其次是加强水质和操作管理，保证水冷壁内部水质稳定，减少水中溶解氧和腐蚀物质的含量，防止低氧腐蚀的发生。

同时还需要加强锅炉燃料的预处理，尽量减少硫和碱金属等有害物质的含量，减少硫氧化腐蚀的发生。

还可以采用表面涂层和防凝剂等物理和化学的防护措施，减少氧化和硫氧化腐蚀的发生。

在实际的工程应用中，火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护也面临一些挑战和难点。

首先是高温腐蚀的机理和影响因素比较复杂，需要进行深入研究和分析，从而制定出系统有效的防护方案。

其次是防护措施需要结合水冷壁的实际工作环境和运行情况进行综合考虑，不能单纯依靠一种方法或一种材料来解决问题。

还需要充分考虑防护措施的经济性和可行性，确保其能够在实际工程中得到有效应用。

火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护是一个非常重要的工程问题，需要通过优化设计和选材、加强水质和操作管理、采用物理和化学防护措施等方法来进行有效防护。

风膜式贴壁风防止锅炉水冷壁高温腐蚀发布时间：2022-06-20T08:39:08.788Z 来源：《福光技术》2022年13期作者：梁艺馨[导读] 水冷壁全称“水冷壁管”，旧称“水冷墙”，亦称“上升管”。

通常垂直铺设在炉墙内壁面上，主要用来吸收炉内火焰和高温烟气所放出辐射热的锅炉受热面。

河南京能滑州热电有限责任公司河南省安阳市 456400摘要：近十年以来，燃煤粉锅炉不断向大容量高参数发展。

同时，随着国家新环保法规的发布，对锅炉NOx排放指标的要求也愈加严格，因此，低氮燃烧系统在燃煤粉锅炉上得到了广泛应用。

但是，部分已投运的采用低氮燃烧系统的燃煤粉锅炉发生了较严重的水冷壁高温腐蚀问题，，造成锅炉水冷壁管严重减薄，甚至爆管，导致机组非计划停运。

因此，需要采用风膜式贴壁风防止水冷壁高温腐蚀。

关键词：风膜式；贴壁风；防止；锅炉；水冷壁；高温；腐蚀1水冷壁水冷壁全称“水冷壁管”，旧称“水冷墙”，亦称“上升管”。

通常垂直铺设在炉墙内壁面上，主要用来吸收炉内火焰和高温烟气所放出辐射热的锅炉受热面。

是各种现代锅炉蒸发受热面的主要型式，亦为锅炉水循环回路中的基本部件。

因兼有冷却和保护炉墙的作用，故名水冷壁。

水冷壁最初设计时，目的并不是受热，而是为了冷却炉膛使之不受高温破坏。

后来，由于其良好的热交换功能，逐渐取代汽包成为锅炉主要受热部分。

敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。

水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在管内产生蒸汽或热水，并降低炉墙温度，保护炉墙。

在大容量锅炉中，炉内火焰温度很高，热辐射的强度很大。

锅炉中有40～50%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。

除少数小容量锅炉外，现代的水管锅炉均以水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。

2贴壁风法有效性分析贴壁风法的最开始结构是在锅炉壁上开个简单的缝隙让空气进入，解决锅炉内还原性气体过多的问题，方法简单，但是不容易控制风量。

贴壁法是在锅炉上开个小孔，然后在水冷壁上安装小风帽，开始时安装的小风帽结构不适合，导致容易烧毁，后续改进小风帽安装方式和大小，使之呈流线型，紧贴水冷壁外侧。

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锅炉水冷壁高温腐蚀的机理影响因素及预防措施
李孝亮’ 金铁民z ( 1.哈尔滨电力职业技术学院。 2 . 哈尔滨电力职业技术学院) 摘 要: 随着我国电力工业建设的高速发展，大容量机组越来越多，设备结构和系统更趋于复杂化，锅炉运行中出现多种事故， 其中电站锅炉 “ 四管”爆漏事故 已成为当前威胁发电设备安全、稳定运行的突出矛盾。 关键词: 锅炉 腐蚀 措施 中图分类号:TK229.6 文献标识码:A 文章编号:1672- 3791(2007)01(b卜0019- 01 流向背火侧，这样就在向火侧形成一个较高 磨损， 工作条件非常恶劣， 使得炉管泄漏 的煤粉浓度区，背火侧的煤粉气流在水冷壁 附近形成比普通燃烧器更强的氧化性气氛。 成为一种必然，护管泄漏是电厂的一种多发 事故。研究和预防四管泄漏已成为保证火力 可能性就越大. 高硫煤产生的大量H 2s ， (2)采用多切圆燃烧技术。用多切圆燃烧 发电厂安全经济运行和提高经济效益的关键 SO2, so， 原 硫 仅 坏 壁 和 子 不 破 管 的Fe2 03保 技术针对双切圆四角燃烧锅炉而言，在防止 高温腐蚀的应用中效果较为明显。 一方面， 通 问题， 因此搞清四管泄漏的机理， 并提出防范 护膜， 而且还浸蚀管子表面， 致使金属管壁不 过一次风反切圆燃烧可以平衡炉膛出口烟气 措施， 减少四管泄漏发生是一个重要的课题。 断减薄，最终导致爆管事故。 (2)给水品质的影响。 给水品质对锅护高 流速，防止形成 “ 烟气走廊” ，从而防止过热 蒸汽气温偏差。 另一方面， 一次风反向偏转可 1 主要研究内容和方法 温腐蚀的影响主要体现在水冷壁的管壁温度 以减小一次风切圆直径，使一次风射流相对 本文以水冷壁为例，分析造成电站锅炉 条件上。 若给水品质控制不严， 很容易造成水 水冷壁高温腐蚀的机理，并且总结归纳了腐 冷壁管内结垢， 这样就会增加管壁的热阻， 阻 二次风气流偏离水冷壁较远，有利于改善水 蚀的主要影响因素及其防止措施。 碍热量的传递， 从而使管壁温度上升， 加速高 冷壁表面的还原性气氛。 (3)采用变异周界风技术。采用变异周界 锅炉水冷壁爆漏的原因是多方面的，本 温腐蚀的进程。 因此， 运行时应严格控制锅炉 风技术， 使向火侧的周界风截面小于背火侧的 文十要研究形成水冷壁高温腐蚀的机理、影 的给水品质。 响因素以及预防措施。 (3)煤粉细度控制不严的影响。按照入炉 周界风截面，一方面增加了炉内燃烧所需的 使煤粉燃烧充分， 减少还原性气氛的产 煤质和燃烧调整试验的结果， 煤粉的经济细度 氧量， 2 锅炉水冷壁高温腐蚀的类型及腐蚀机 一般都控制在 12%左右。但有时由于煤质的 生; 另一方面增加了水冷壁表面的含氧量，防 理 止未燃尽的可燃物冲刷水冷壁，有利于改善 变化而造成制粉系统出力不足，运行人员将 高温腐蚀的类型及腐蚀机理. 根据高温腐 煤粉调粗以满足运行的需要或由于运行人员 水冷壁表面的还原性气氛。 (4)采用贴壁风技术。贴壁风技术是从二 蚀发生的原因及腐蚀产物成分的分析，煤粉 对控制煤粉细度的重要性认识不足，使煤粉 锅炉水冷壁高温腐蚀一般可以分为以下几种 细度增加， 从而影响锅炉水冷壁的高温腐蚀。 次风箱引出一股少量的二次风，从易形成还 原性气氛的水冷壁区域喷人，使之在水冷壁 (4)配风工况。 配风不当对锅炉水冷壁高 类型: 硫酸盐型高温腐蚀、硫化物型高温腐 蚀、氯化物型高温腐蚀以及由还原性气氛引 温腐蚀的影响有两方面: 一方面是送风不足， 附近形成一股气膜，阻挡煤粉气流冲刷水冷 壁， 改善腐蚀严重区域的贴壁烟气成分， 从而 起的高温腐蚀。 使炉内缺氧， 形成还原性气氛， 影响水冷壁的 同时， 相 硫酸盐型高温腐蚀. 对锅炉水冷壁高温腐 高温腐蚀: 另一方面是形成不良的炉内的空气 有效的防止水冷壁高温腐蚀的发牛。 对于炉膛烟温来说， 贴壁风是一股冷风， 因而 蚀的产物进行分析，发现含有大量的硫元素 动力场， 造成一次风或切圆偏斜， 从而使未懈 可以有效的抑制水冷壁管的腐蚀速度。 和碱金属元素， 它们通常以硫酸盐、 焦硫酸盐 尽的煤粉颗粒磨损水冷壁以及贴壁燃烧，加 (5)合理组织配风和强化炉内的混合。合 以及三硫酸铁钠等复合硫酸盐的形式存在。 速高温腐蚀的进程。 (5)还原性气氛。还原性气氛是由于煤粉 理的配风和强化炉内湍流混合的目的是避免 这种腐蚀产物的成分呈现规律性变化 ，由表 及里碱金属元素和硫元素逐渐递增。按水冷 出现局部还原性气氛。 若配风不良， 即使总的 在炉膛内缺氧燃烧形成的，其对锅炉水冷壁 过量空气系数a > l ， 也会在水冷壁附近出现 壁受热面反应相态类型分，硫酸盐型高温腐 的腐蚀影响非常大。 一方面， 它可以渗透到水 冷壁的氧化膜中， 并发生反应， 生成疏松多孔 高浓度的还原性气氛。 蚀过程主要有两种途径: 一种是有致腐气体 而 (6)控制煤粉细度。我们知道，煤粉颗粒 SO, 参与作用下的硫酸盐熔盐腐蚀， 另一种是 的FeO， FeO 是吸附腐蚀介质的理想载体， 从而加速腐蚀的进程: 另一方面， 它对腐蚀性 较粗时， 容易造成未燃颗粒冲刷水冷壁和贴壁 碱金属的焦硫酸熔盐腐蚀。 燃烧。结果造成水冷壁磨损和壁面附近形成 硫化物型高温腐蚀。 硫化物型高温腐蚀是 气体的生成起促进作用。 (6)煤粉贴壁燃烧。如果炉内空气动力场 还原性气氛，引发高温腐蚀。试验表明〔 11], 锅炉水冷壁高温腐蚀中较为常见的类型，引 不理想， 造成一次风偏斜或切圆偏斜， 很容易 起硫化物型高温腐蚀的主要原因是腐蚀区域 当 粉 煤 细度R9 8.5%一 0 13.5%时， 水冷壁 产生煤粉贴壁燃烧现象。 煤粉贴壁燃烧很容易 管外部腐蚀比R90=6%一 烟气中含有游离态硫以及烟气呈还原性。通 8%时大的多。因 造成水冷壁高温腐蚀。 贴壁燃烧使局部水冷壁 此， 控制煤粉细度在一定程度上可以预防水 过对腐蚀产物的分析，我们发现腐蚀产物主 冷壁高温腐蚀的发生。 要是铁的氧化物和硫化物。 管壁温度急剧上升， 为高温腐蚀创造了良好的 (7)控制给水品质。控制给水品质，避免 还原性气体引起的高温腐蚀。锅炉水冷壁 管壁温度条件。同时， 贴壁燃烧产生的气流直 管内结垢， 减少热阻， 从而可以防止水冷壁管 的高温腐蚀和还原性气氛的存在有着极密切 接冲刷水冷壁管， 破坏水冷壁管的保护膜， 使 预防高温腐蚀的发生。 此外， 应 腐蚀产物不断脱落， 进而加速了腐蚀的进程。 壁温度过高， 的关系，c o 浓度大的地方腐蚀就大。CO 的 加强对运行人员的学习与管理， 综合协调电力 形成主要是 由于燃烧器供氧不足，不完全燃 生产， 避免机组长时间 超负荷运行， 这些措施 4 预防锅炉水冷壁高温腐蚀的措施 烧而形成的。 当燃烧区域缺氧时， 其波动范围 ( 1)采用浓淡风燃烧技术。浓淡风燃烧技 在某种程度上都可有效的防止高温腐蚀的发 较大， 达到3% ^- 25%， 当含氧量大于2%时. 生。 CO 含量不超过 3% 一5%，说明氧量较高时， 术可分为水平浓淡风燃烧技术和径向浓淡风 燃烧技术。水平浓淡风燃烧技术的原理为， 大部分CO 都被氧化成C0 2, 在一次风管道上安装煤粉浓缩器，一次风煤 3 结论 粉气流通过煤粉浓缩器时被分成浓淡两股， 水冷壁爆管是锅炉设备事故中比较常见 3 锅炉水冷壁高温腐蚀的影响因素 的故障之一，对锅炉危害比较大，还需要在 ( 1)煤质的影响。燃煤品质差是水冷壁高 这两股气流在水平 向上以一定的夹角喷人 实践中不断摸索，总结和积累经验。 温腐蚀的内因条件， 燃煤中高含量的硫元素 炉膛。浓煤粉气流流向向火侧，淡煤粉气流