1000MW燃煤机组锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及对策摘要：某1000MW超超临界机组直流炉水冷壁产生高温腐蚀并诱发爆管，本文对水冷壁高温腐蚀的原因进行了分析，认为腐蚀产生的根本原因是掺烧的入炉煤种品质差，且机组长期带高负荷或变负荷工况，再加上燃烧区二次风和上部SOFA风、OFA风分配不合理，造成主燃烧区二次风不足所致，在采取相应措施后水冷壁高温腐蚀得到了明显改善。关键词：1000MW；超超临界；直流炉；水冷壁；高温腐蚀1、电厂概述该电厂1000MW超超临界燃煤机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计的超超临界变压运行直流锅炉，设计型号为：HG-2980/26.15-YM2，采用П型布置、单炉膛、反向双切圆燃烧方式。炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。燃烧器前后墙布置，共设置8组，前墙四组，后墙四组其中#1、2、7、8燃烧器在炉膛左半部分中心形成顺时针旋向的假想切圆；#3、4、5、6在炉膛右半部中心形成逆时针旋向的假想切圆，如图1所示，在热态运行中燃烧器可上下摆动，摆动角度最大摆角为±30°。图1每只燃烧器共设六层一次风喷口，三层油风室，一层燃烬风室（OFA）、十层辅助风室和六层分离燃尽风室（SOFA）。风门布置如图2所示：图22、水冷壁高温腐蚀状况该厂#2炉在17年C修时发现水冷壁管严重高温腐蚀，具体位置为前墙#2、#3角中部位置，后墙#5、#8角位置，侧墙靠炉后位置，标高为SOFA中部至D层燃烧器区域的水冷壁共269根，从现场图片可以看出这些区域的水冷壁处壁厚明显减薄，且向火侧管面出现坑穴，管外部附着一层厚沉积物，管壁强度降低，极易造成水冷壁爆管和泄漏，危及锅炉安全运行。根据腐蚀区表面的宏观特征发现表面的沉积物第1层为积灰，第2层为疏松积灰和氧化铁的混合物，第3层为褐色脆性烧结物，第4层为深灰蓝色类似陶瓷状物，与水冷壁管基体金属结合较牢固，同时腐蚀沿向火面浸入，呈坑穴状[1]。水冷壁高温腐蚀是指锅炉水冷壁烟气侧管壁在高温环境下与烟气中的腐蚀性物质反生的一系列化学腐蚀反应。锅炉运行时受热面管子的外壁金属首先发生氧化反应形成氧化铁，若结构致密且稳定牢固附着在管壁上，可作为一层保护性氧化膜阻止氧化反应；若结构疏松多孔且易脱落，当烟气和积灰层中含有腐蚀性成分（如硫化物、氯化物、硫酸盐等）时，将与氧化膜发生腐蚀反应，随着氧化膜破坏、生成、再破坏的反复循环，使壁厚减薄应力增大以致引起管子产生蠕变，管壁更薄，最后导致损坏而爆管，严重影响机组的安全经济运行。水冷壁按机理通常可分为硫化物（FeS2、H2S）型腐蚀、硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀[2]，而炉膛水冷壁高温腐蚀大多属于硫化物型腐蚀，其根源在于煤粉在缺氧条件下燃烧时生成了原子态硫（Ｓ）和硫化物（Ｈ２Ｓ），它们和金属基体铁及铁的氧化物发生反应生成铁的硫化物，它们和金属基体铁及铁的氧化物发生反应生成铁的硫化物。另外在锅炉运行过程中由于某些部位的空气不足或燃烧过程拖长而未燃尽的煤粉进一步燃烧时造成的还原性气氛会降低熔融复合硫酸盐的熔点及加快灰沉积过程，火焰冲刷水冷壁时，未燃尽的煤粉会对氧化膜不断磨损，再加上较高的壁温和燃烧温度（加速硫酸盐的分解）会使得腐蚀速度加快，均加剧了高温腐蚀[3]。针对水冷壁产生高温腐蚀的机理，我们将水冷壁产生高温腐蚀的条件归纳如下：（1）燃煤中存在较高含量的S、Cl、K、Na等可产生高温腐蚀的物质；（2）受热面附近出现还原性气氛或壁温、燃烧温度较高；（3）管子应力变化产生的疲劳裂缝或或煤粉颗粒冲刷磨损等造成的腐蚀产物的剥落，使得腐蚀能不断地渗透内层。3、水冷壁高温腐蚀原因分析为了查清#2锅炉水冷壁高温腐蚀的原因，对#2炉进行了不同负荷及配风方式下的贴壁气氛测试，采用便携式烟气分析仪）对水冷壁贴壁处CO、H2S、O2的含量进行测量，期间对#2炉配风方式进行了相应的调整，试验过程中锅炉运行正常，机组负荷、入炉煤煤质、炉膛出口氧量等参数稳定。3.1贴壁气氛测试表1（1）由表可见：以5%作为还原性强弱的分界点，#2炉相同负荷下前墙#2、#3角，后墙#5、#8、角均属于还原性强氛围，尤其是负荷750MW以上时表现更明显，随负荷...