[發明專利]一種使用蒸汽防高溫腐蝕及結焦的系統

在審

• 申請號: 201910701433.2
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110454808A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 朱躍;陳軍華;吳桂福;金李;陳廣偉;徐鵬志;葛偉
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F23M5/08
• 分類號: F23M5/08
• 代理公司: 33209 杭州天欣專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳紅<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種使用蒸汽防高溫腐蝕及結焦的系統，包括水冷壁、蒸汽母管、蒸汽支管和噴嘴；蒸汽支管設置有多根，蒸汽母管分成兩個支路，蒸汽支管的兩端分別與兩個支路連接，蒸汽母管上安裝有母管關斷門、母管調節門、母管溫度測量裝置和母管壓力測量裝置，蒸汽支管上安裝有支管關斷門、支管調節門、支管溫度測量裝置和支管壓力測量裝置，噴嘴通過金屬軟連接管與蒸汽支管連接，噴嘴與水冷壁相向布置。本發明將蒸汽通過蒸汽母管、蒸汽支管、金屬軟連接管及噴嘴引入高溫腐蝕及結焦嚴重區域，在水冷壁外形成一層蒸汽水幕，將高溫煙氣及飛灰與水冷壁隔離，從而緩解高溫腐蝕及結焦，其系統控制方式可以接入DCS自動控制或單獨的PLC系統控制。

技術領域

本發明涉及鍋爐燃燒防高溫腐蝕和結焦的治理裝置，尤其是涉及鍋爐水冷壁高溫腐蝕的治理裝置。

背景技術

水冷壁的高溫腐蝕現象最初是在高壓鍋爐(P＝11.0MPa)上發現的，金屬在和周圍環境接觸時發生化學反應導致的一種破壞性侵蝕稱為腐蝕。隨著鍋爐向大容量高參數發展，許多超臨界，超超臨界機組的不斷上馬，高參數、大容量鍋爐的水冷壁壁溫要高于亞臨界以下鍋爐，水冷壁區域頻繁有高溫腐蝕發生，同時，為了降低氮氧化物的排放，鍋爐機組大多采用分級和低氧燃燒的方式，從而使受熱面附近區域的氣氛呈較強的還原性，加劇了鍋爐水冷壁的高溫腐蝕，現有貼壁風系統在高溫腐蝕區域增加風箱的方式引入，其風箱容易堵灰，貼壁風量無法有效控制。

由于水冷壁附近大量的還原性氣體和煤粉中的硫化物在一定溫度下與水冷壁接觸會發生腐蝕，具體如下：

煤粉中的FeS₂會受熱分解，在還原性氣氛中，直接與Fe發生反應生成FeS，從而使管壁腐蝕，其反應式為：

FeS₂→FeS+S

Fe+S→FeS

此外，當水冷壁周圍存在一定濃度的H₂S和SO₂時，也會生成自由的硫原子：

2H₂S+SO₂→2H₂O+3S

在燃燒空間的局部區域，當燃燒器供氧不足和過量空氣系數小于一定值時，介質中含氧量低且存在還原性氣體(CO、H₂)，則可燃硫在生成SO₂和微量SO₃的同時，還會生成H₂S。而H₂S可穿過疏松的水冷壁管壁氧化膜F_e3O₄與磁性氧化鐵中的復合的FeO發生反應，也可對管壁直接腐蝕：

H₂S+FeO→FeS+H₂O

H₂S+Fe→FeS+H₂

還原性氣體(CO、H₂、CH₄等)會破壞水冷壁氧化鐵保護膜，將氧化鐵保護層還原成氧化亞鐵，引起的高溫腐蝕，以CO為例，其反應過程為：

因此，需提出一種更有效的解決方案。

發明內容

本發明的目的在于緩解水冷壁高溫腐蝕和結焦現象，而提供一種使用蒸汽防高溫腐蝕及結焦的系統，通過蒸汽減緩水冷壁的高溫腐蝕。