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1、低氮燃烧器低氮燃烧器 改造后汽温低及高温腐蚀问题分析及治理对策改造后汽温低及高温腐蚀问题分析及治理对策 20162016年年4 4月月 华中所华中所 锅炉室锅炉室 秦淇秦淇 2 低氮燃烧器改造后汽温低及高温腐蚀问题分析及治理对策 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温偏低问题 二 对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后的水冷壁高温腐蚀问题 3 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后低负荷再热汽温降 低，燃煤挥发分越低，低负荷再热汽温下降幅度越大；容 积热负荷越低，低负荷再热汽温下降幅度越大。烟煤炉低 负荷再热汽温降低可达10 ；贫煤锅炉采用直吹式制粉 系统时
2、，低负荷再热汽温降低可达20，对于储藏式热风 送粉系统，若低氮燃烧器改造时采用部分三次风下移方案 ，低负荷再热汽温下降可达50 。 4 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 一低氮燃烧器改造后低负荷再热汽温大幅降低的原因 1主燃区二次风切圆增大 低氮燃烧器改造时，一般维持主燃区二次风速不变，通过减少主燃 区二次风面积，使主燃区二次风量减少，同时在主燃区上部增设高位 燃尽风。改造后主燃区二次风动量降低，导致二次风切圆直径增大， 主燃区二次风处炉内火焰离水冷壁更近，使此处水冷壁换热量增加， 造成炉膛出口烟温降低，引起低负荷时再热汽温降低。 5 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降
3、低的原因及治理对策 2 屏式过热器减温水量增大，使屏过后烟温降低 （1）残余扭转增大 低氮燃烧器改造后，主燃区虽然二次风动量降低，但二次风切圆增 大，旋转动量距反而增大，炉膛出口残余扭转增加，烟温偏差随之增 大。为保证屏过壁温不超限，屏过减温水量增加，使减温器后工质温 度降低，引起屏过换热量增加，继而使屏过后烟温降低，从而引起其 后对流受热面换热量减少，引起再热汽温降低。 6 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 （2）分离燃尽风穿透能力不足 分离燃尽风设计面积偏大，风速偏低，动量偏小，穿透能力不足， 使炉膛中心氧量偏低，导致炉膛中心煤粉燃尽程度偏低，引起炉膛中 间部位后屏超
4、温，为降低管壁温度，投运的一级（或二级）减温水量 增大，引起炉膛出口烟温降低，造成低负荷再热汽温降低。 7 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 二切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后低负荷再热汽温大幅降低的治理对策 主要从减少主燃区换热量、减小屏过偏差、降低屏过换热量三方面着手 （一）减少主燃区水冷壁换热量的措施 1 减小主燃区二次风面积 在原来已减少二次风喷口面积的基础上进一步减小主燃区二次风面 积，增大主燃区二次风速，使二次风动量增大，达到减小二次风切圆 直径的目的。 8 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 2 封堵二次风喷口与风箱的间隙 封堵二次风喷口与风
5、箱的间隙，减小无组织漏风，使主燃区二次风风速提高 ，从而减小主燃区炉内二次风切圆直径。 3 适当减小燃烧器假想切圆直径 对于燃烧器设计切圆直径偏大着， 通过改造，适当减小燃烧器切圆直径，使 炉膛切圆减小，从而减少水冷壁吸热量；同时可达到减小炉内偏差的目的。 9 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 例子： 鄂温克电厂600MW机组锅炉为HG1950-25.4-HM15型，采用切圆 燃烧方式，一二次风同向切圆。550MW负荷时主汽温度516/531， 再热汽温518/508 ；400MW负荷时主汽温度503/528，再热汽 温495/490 ，改造时采用一次风A/D/E/F层向
6、炉膛中心方向偏转200 （反切），改造后炉内实测切圆直径减小4m,550MW负荷时主汽温度 570/569，再热汽温571/669 ； 400MW负荷时主汽温度 539/571，再热汽温559/554。 10 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 4 在炉内增设卫燃带 利用检修机会，在炉内主燃区背火侧增设一定数量卫燃带，减少水冷 壁吸热量，从而提高炉膛出口烟温。 例子： 首阳山电厂300MW机组，为解决低负荷再热汽温偏低问题，在下 组燃烧器区域增设40m2卫燃带，低负荷再热汽温增加12。 11 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 （二）减小炉内偏差 1 C
7、COFA反切 主燃区紧凑燃尽风反切，减小主燃区上部旋转动量，从而 减小屏过偏差，使屏过减温水量减小，以减少屏过换热量 ，提高炉膛出口烟温。 12 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 2 取消或减小主燃区偏转二次风的偏转角 对于主燃区二次风设计有偏转角者，通过取消或减小该二次风的偏转角，可 使二次风切圆直径减小、炉内气流旋转强度减弱，炉膛出口偏差降低。 例子： 龙岗电厂350MW机组180MW时，偏转二次风关闭再热汽温升高10。 3 减小燃烧器切圆直径 减小主燃区燃烧器切圆直径，可使炉内气流旋转减弱，降低炉膛出口偏差。 13 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理
8、对策 4 减小燃尽风喷口面积 对分离燃尽风进行改造，减小喷口面积，在燃尽风率不 变的前提下，增大燃尽风速，使分离燃尽风动量增大，增 加其穿透能力，使炉膛中心煤粉燃尽率提高，降低炉膛出 口中间位置壁温。 14 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 （三）减小屏过换热量 当屏过减温水量较大时，采用减少屏过受热面积，降低屏过吸热量，从 而提高炉膛出口烟温。 具体方法： 1 截短屏过，减少屏过面积 2 减少屏过管圈数量，减少屏过面积 15 一切圆燃烧锅炉低氮燃烧器改造后汽温降低的原因及治理对策 例子： 王滩600MW亚临界锅炉，低负荷再热汽温低，过热器 减温水量大，采用截短分隔屏2m
9、的方法进行改造，改造 后300MW负荷再热汽温提高10.23,过热器减温水量减 小20t/h。 16 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 一对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀 对冲燃烧方式锅炉低氮燃烧器改造后，在燃用中等硫分以上的煤时， 侧墙中间部位就容易产生高温硫腐蚀。高温腐蚀的范围从第二层燃烧 器到分离燃尽风标高的区域。 17 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 二高温腐蚀的机理 硫化物型腐蚀 第 一 步 ：FeS 2 FeS+S 2H 2 S+SO 2 2H 2 O+3S 第二步： Fe+SFeS 第三步：3FeS+5O 2 Fe 3 O 4 +3SO 2
10、 18 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 三高温腐蚀的原因 旋流对冲燃烧方式侧墙中间部位氧量严重偏低，处于高 温强还原性气氛环境，O2浓度0.3，CO浓度高达 500010000ppm,由于CO浓度高，生成的H2S气体浓 度也高（200800ppm)， H2S为强腐蚀介质，因而高 温腐蚀严重。 19 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 H2S气体浓度与原因与腐蚀速度的关系 20 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 氧量与H2S浓度的关系 CO浓度与H2S气体浓度的关系 21 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 四
11、 造成侧墙中间部位氧量过低的原因 1 风道进风方式及燃烧器布置的影响 旋流燃烧器风箱两端进风，燃烧器沿风箱宽度方向布置，风箱内静 压呈两端低中间高的分布状态，使得在同样风门开度下，两侧燃烧器 进风量少于中间燃烧器，造成两侧墙处炉内煤粉燃烧时缺风程度高于 中间燃烧器，故两侧墙处氧量低于中间。 22 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 2 前后墙燃烧器对冲作用的影响 低氮燃烧器由于布置有高位燃尽风，主燃区呈缺氧燃烧 状态，尤其是燃烧器出口火炬的尾端，严重缺风，前后墙 对冲燃烧时，火炬尾端在对冲作用下，气流裹挟着煤粉向 两侧墙运动并燃烧，使得两侧墙中间部位更加缺风，燃烧 时生成高
12、浓度的强还原性气体CO,加剧了H2S气体的生成 。 23 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 3 二次风扩口角度的影响 旋流燃烧器外二次风扩口角度越大，外二次风扩展角越 大，与煤粉气流混合就越晚，火炬尾部煤粉燃尽率越低， 对冲后侧墙缺风情况就越严重，高温腐蚀也越厉害。 24 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 4 外二次风旋流强度的影响 外二次风旋流强度越大，外二次风扩展角越大，与煤粉气 流的混合就越迟，对于高挥发分煤种，火炬尾端的燃尽率 越低，侧墙的高温腐蚀也越严重。 25 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 5 HT-NR3燃烧器
13、稳燃环板边的影响 26 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 27 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 由于稳燃环板边的影响，内二次风扩展角较大，内二次 风冲击外二次风，使外二次风扩展较进一部增大，与煤粉 气流的混合延迟，导致火炬尾端煤粉燃尽率降低，对冲后 引起侧墙严重缺风，产生高温腐蚀。 28 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 五对冲燃烧锅炉高温腐蚀的治理对策 （一）运行调整 1宽度方向燃烧器进风量的调整 由于风箱内静压中间高两侧低，为使各燃烧器进风 量均衡，沿宽度方向各燃烧器风量挡板（套筒）开 度应按两侧大、中间小的原则进行调整。
14、 29 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 2 减小二次风旋流强度 在能保持燃烧稳定的前提下，通过运行调整，减小外 二次风旋流强度，使火炬风尾部与二次二次风混合强度增 大，增加炉膛中心氧浓度，使主燃区中心燃尽率提高，从 而降低侧墙中间部位CO浓度，减少H2S气体的生成。 30 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 （二）燃烧器改造 1 HT-NR3燃烧器改造 （1）稳燃环改造 如图 31 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 （2）内二次风导流筒角度改造 将内二次风导流筒角度改为38400 32 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 （3）在侧墙易腐蚀部位增设贴壁风 在侧墙易腐蚀部位增设贴壁风，降低侧墙中间部 位壁面CO气体浓度，从而减小H2S浓度。 33 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 贴壁风位置 34 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 贴壁风示意 35 二对冲燃烧锅炉低氮燃烧器改造后高温腐蚀的原因及治理对策 贴壁风结构 贴壁风出口速度云图 36
