[發明專利]一種用于防止鍋爐水冷壁磨損及高溫腐蝕的貼壁風裝置

在審

• 申請號: 201910490847.5
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110081420A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 梅晟東;徐應輝
• 申請（專利權）人: 中節環立為（武漢）能源技術有限公司
• 主分類號: F23C7/02
• 分類號: F23C7/02;F23M5/08;F23L1/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明涉及一種用于防止鍋爐水冷壁磨損及高溫腐蝕的貼壁風裝置，包括呈矩陣式分布在水冷壁各面墻上的貼壁風噴嘴，在一個水冷壁面上位于同一水平高度的各貼壁風噴嘴分別通過金屬軟管連接到同一個送風支管，送風支管上設有不銹鋼三維膨脹節，位于不同高度的各送風支管分別通過異徑三通連接到送風母管，送風母管連接到送風機，送風母管上設有電動調節擋板門。本發明提出的一種用于防止鍋爐水冷壁磨損及高溫腐蝕的貼壁風裝置，通過在煤粉鍋爐易發生高溫腐蝕的水冷壁區域布置若干個貼壁風噴嘴，并由送風機為貼壁風噴嘴送風，在水冷壁表面形成一層富氧空氣膜，降低水冷壁壁面的還原性氣氛及煤粉濃度，從而防止水冷壁磨損和高溫腐蝕。

技術領域

本發明涉及電站煤粉鍋爐技術領域，特別是涉及一種用于防止鍋爐水冷壁磨損及高溫腐蝕的貼壁風裝置。

背景技術

部分燃用高硫煤、無煙煤的火電廠及化工廠煤粉鍋爐，由于高硫煤中含有的硫分較高，燃燒時產生大量的CO、H₂S、SO₂、SO₃等氣體，不僅破壞管壁的Fe₂O₃保護膜，還侵蝕金屬管子表面，造成水冷壁高溫腐蝕。燃燒無煙煤及貧煤時，因著火溫度較高，燃燒困難，容易在金屬壁面附近形成還原性氣氛，產生高溫腐蝕；同時，未燃盡的煤粉顆粒對水冷壁壁面的磨損也較嚴重，破壞了水冷壁表面的Fe₂O₃保護膜，使高溫煙氣中的腐蝕性介質直接與金屬管壁發生反應，加劇了高溫腐蝕。

高溫腐蝕是爐內高溫煙氣與金屬壁面相互作用的一個復雜的物理化學過程，主要與水冷壁附近的溫度、氣體成分、煤質成分和煤粒的運動狀態有關。按其機理可分為兩大類：硫化物(H₂S，SO₂)型腐蝕、硫酸鹽型腐蝕。硫化物型腐蝕主要發生在火焰沖刷管壁的情況下，此時燃料中的FeS₂隨灰粒或煤粒粘貼在管壁上，受到高溫而分解(FeS₂→FeS+S)，而S又可與水冷壁金屬管化合成FeS，FeS再與O₂反應生成Fe₄O₃，使水冷壁遭到破壞。硫酸鹽型腐蝕是由于燃料燃燒釋放出來的堿金屬氧化物積結在水冷壁上，與煙氣中的SO₃化合形成K₂SO₄及Na₂SO₄，簡稱硫酸鹽(M₂SO₄)，硫酸鹽具有粘結性，可捕捉灰粒并粘結成灰層覆蓋在水冷壁表面，并在高溫下形成灰渣，高溫煙氣中的SO3穿過灰渣層，在灰渣層內部與金屬管壁正常氧化形成的保護層Fe₂O₃發生化學反應生成M₃Fe(SO₄)₃，當金屬管壁形成新的Fe₂O₃保護層后，灰渣層內存在的M₃Fe(SO₄)₃和M₂SO₄繼續上述反應造成金屬管壁的腐蝕。

研究表明，H₂S的腐蝕性在300℃以上逐漸增強，溫度每升高50℃，腐蝕性增加一倍；燃燒區域水冷壁溫度約350℃，煙氣側溫度可達420℃；煙氣中的CO濃度越大，高溫腐蝕就越嚴重，H₂S濃度濃度大于0.01％時，就會對鋼材產生強烈的腐蝕作用；而當壁面氧量大于2％時，基本不會產生高溫腐蝕。

目前，國內防止高溫腐蝕的主要措施是采用耐腐蝕的高合金鋼水冷壁管，在水冷壁管表面做噴涂處理，阻擋CO、H₂S、SO₂、SO₃等氣體與金屬管壁接觸，從而防止高溫腐蝕。但是這些都屬于被動防護，耐腐蝕的高合金鋼水冷壁管造價高，水冷壁表面噴涂不僅成本高，而且噴涂一次的壽命只有1～2年。在水冷壁上增設貼壁風是解決水冷壁高溫腐蝕行之有效的一種方法，貼壁風在水冷壁表面形成一層富氧空氣膜，破環了形成高溫腐蝕所必須具備的還原性氣氛，從而防止水冷壁高溫腐蝕；然而，傳統的貼壁風存在著以下問題：