低氮燃烧模式下燃煤锅炉水冷壁沉积物与腐蚀层成分分析

作者：王毅斌; 王萌; 谭厚章^*; 张思聪; 张晓东; 杨祖旺

来源：洁净煤技术, 2021, 27(05): 204-211.

DOI：10.13226/j.issn.1006-6772.20031001

• 燃煤锅炉
• 低氮燃烧
• 结渣
• 硫化氢
• 高温腐蚀
• 成分分析

低氮燃烧改造后煤粉炉内最上层燃烧器同燃尽风喷口之间区域水冷壁附近的还原性气氛变强,管壁发生硫化型高温腐蚀的风险骤增。以一台330 MW四角切圆煤粉锅炉为对象,取样收集炉内多处水冷壁区域进行了灰渣与腐蚀层元素与矿物相表征,分析炉内水冷壁结焦的原因以及管壁高温腐蚀机制。结果表明,不同位置水冷壁所黏附熔渣中Si和Al元素均主要以莫来石(Al6Si2O13)和硅线石(Al2SiO5)形式存在,提高了灰颗粒的熔融温度;而Fe元素主要以Fe2O3存在,其富集度显著高于碱金属或碱土金属。B层和F层燃烧器水冷壁所在高度区域黏附层状沉积物中高度富集S、Zn元素及少量Pb元素,Zn元素质量分数高达20%,主要以PbS、ZnS和ZnAl1.04S2.13的形式存在。F层燃烧器高度收集灰渣表面所附着的浮灰中仍含有约7%未燃尽碳,说明该区域旋转气流存在刷墙行为;灰样由Si、Al、Fe、C、S和Zn元素构成,主要以莫来石、赤铁矿、硫化物形式存在。管壁硫化氢腐蚀层以Fe1-xS、Fe7S8、Fe9S10和Fe3O4为主,还含有少量PbS和PbO1.57。腐蚀层中Fe1-xS存在多种晶型结构,可能源于当地不同的H2S分压和温度。黏附灰渣中的含Zn和Pb组分主要通过气化-冷凝和所黏附未燃尽碳颗粒释放析出2种方式富集,而富硅铝酸盐和富铁颗粒则主要是通过惯性撞击和热泳沉积的方式发生黏附。

• 单位
  西安格瑞电力科技有限公司; 西安交通大学