生物質鍋爐高溫腐蝕集中發生在后拱水冷壁以上部位,腐蝕的程度慘不忍睹,高溫腐蝕造成的水冷壁爆管事故頻發,造成了巨大的經濟損失,引起了領導和技術人員的高度重視。
經過科研單位、生物質鍋爐廠家技術人員研究決定,采取降低播料風壓、減少爐排高端燃料、去除水冷壁節流圈、加強熱交換等措施,未見明顯效果,反而使燃燒不完全程度增加,灰渣生料排出,生物質鍋爐效率降低,具體分析如下:
1.高溫腐蝕生成的條件
(1)爐膛溫度在1200'C以上,高于煙氣、灰的熔點。
(2)燃料灰分所攜帶的堿金屬濃度含量。
(3)生物質燃燒,經過一系列的化學變化,生成的還原性氣氛里有氯硫化合物存在。
(4)攜灰煙氣在爐內的停留時間長。
(5)高濃度的堿金屬煙氣在爐內的運動形式。渦流、流改變了煙氣速度,紊亂的含塵煙氣,增加了與管壁接觸概率。
(6)灰的熔點越低,黏度越大,煙氣速度就越低,越易于粘涂到管壁上。
(7)氧與還原性氣氛的比例。缺氧燃燒生成的煙氣量多,容易使氯硫化合物高濃度聚集并且在較高溫度下黏附,融化了的含氯灰粒黏附在水冷壁上。
(8)爐膛的形狀。前、后拱利于燃燒射流的剛性和熱輻射的蓄能。拱的阻力將煙氣滯留回轉。燃燒輻射能力加強,以煙氣流向的后拱為明顯例證。前、后拱燃燒區域缺風燃燒,造成結焦。
(9)生物質鍋爐床層燃燒火焰充滿度不夠,燃燒偏斜,高于灰溶點的溫度集中到后拱以下的位置。
(10)汽水品質差或集箱堵塞使管內結垢、循環不暢。
(11)管壁附著的高濃度氯氣灰渣,形成了熱阻,日積月累越來越多。
2.高溫腐蝕形成的原因
(1)主要燃料棉稈中鉀的含量為31. 76%,導致棉稈熔點溫度低。變形溫度T1=660℃,軟化溫度=820℃,熔化溫度T3 =830℃。
(2)燃料中灰土量大、超過20%,灰土在1100℃時即達到了軟化溫度,煙氣攜灰黏度增加、阻力增加,極易附著到相鄰的水冷壁管上。
(3)煙氣里高腐蝕產物——氯氣,在后拱水冷壁高濃度煙氣里聚集。
(4)附著在水冷壁上的強堿性灰垢,形成了熱阻,影響了熱交換,使周圍煙氣溫度居高不下,煙氣里的融化灰周而復始的黏附,形成了大片腐蝕焦旋掛到水冷壁上,更深層次的加速了腐蝕速度。
(5)隨著強堿性灰垢的加厚、加大,氯氣對金屬管壁的腐蝕越演越烈。當管壁不能承受飽和蒸汽水汽壓力時,就會爆管。 |