防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域选择方法与流程

本发明涉及煤粉锅炉水冷壁高温腐蚀防治技术领域，具体涉及一种防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域选择方法，进而避免水冷壁管上表面的高温腐蚀，适用于煤粉锅炉防治水冷壁高温腐蚀。

背景技术：

燃煤锅炉受热面的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，严重影响着锅炉的安全、稳定运行。在低氮燃烧器改造前，我国锅炉的高温腐蚀主要发生在硫含量较高、燃烧行程较长的贫煤锅炉上。随着近年来低氮燃烧器和空气深度分级技术的应用，高温腐蚀同时出现在燃用中高硫分烟煤煤种的煤粉锅炉上。

根据目前锅炉的实际运行情况和高温腐蚀情况的调研，发现低氮燃烧方式对水冷壁高温腐蚀影响很大，在煤质不变的情况下，低氮改造前没有出现明显高温腐蚀的锅炉在低氮改造后出现了水冷壁高温腐蚀明显加剧的情况。引起锅炉水冷壁高温腐蚀的原因主要是，过低的过剩空气系数，导致二次风补风不足，在燃烧器区域形成较强的还原性气氛；煤粉细度偏粗，尚未燃尽的煤粉颗粒运动到水冷壁发生贴壁燃烧，导致腐蚀进一步加重；当煤中含硫量增加等，均导致了水冷壁表面高温腐蚀。

目前煤粉锅炉采用喷涂耐腐蚀材料进而达到高温腐蚀防治的目的，收到一定效果。

技术实现要素：

为了从根本上解决水冷壁上、下表面高温腐蚀的问题，本发明提供一种防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域选择方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域选择方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：按照烟气流程，分为上下螺旋水冷壁管，烟气流向的下游为上部水冷壁管圈；确定上部螺旋水冷壁管2与连接上下螺旋水冷壁管的水冷壁鳍片的交点a；

步骤2：通过a点，作下部螺旋水冷壁管1的切线ab；

步骤3：确定下部螺旋水冷壁管1与水冷壁鳍片的交点c；

步骤4：ac为水冷壁鳍片炉内侧，连接下部螺旋水冷壁管1和上部螺旋水冷壁管2；

步骤5：由直线ac、切线ab以及弧线bc组成的不规则图形abc即为防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域。

本发明选择堆焊方式，不同于常规的喷涂防腐方式；通过上述堆焊，可防止未燃尽的大颗粒煤粉沉积在水冷壁管表面，避免煤粉在水冷壁管上的燃烧，避免该区域的高温腐蚀，同时，鳍片和每个下部水冷壁管表面也就不会存在管上表面煤粉燃烧产生的硫化氢气体，同样避免水冷壁管下表面的高温腐蚀。因此，通过本方法可有效避免水冷壁管上表面和下表面的高温腐蚀。另外在水冷壁上表面堆焊的体积少，造价低，易于在电厂大力推广，不仅提高了机组的安全性，同时节约了成本。

附图说明

图1为螺旋管圈水冷壁炉内腐蚀示意图。

图2为防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作更详细说明。

通过现场测试发现水冷壁高温腐蚀导致水冷壁减薄区域主要为上一次风喷口到sofa风之间的还原区，下一次风喷口到上一次风之间，下一次风喷口到冷灰斗下部之间，减薄位置主要位于炉膛内螺旋水冷壁管的上部和下部。

如图1所示，接触炉内烟气的下部螺旋水冷壁管1上表面腐蚀严重，上部螺旋水冷壁管2下部表面腐蚀比较严重(图1中涂黑的区域)，而下部螺旋水冷壁管1和上部螺旋水冷壁管2的最左端管子表面几乎没有腐蚀。

分析水冷壁腐蚀的原因是，较大颗粒的煤粉落在下部螺旋水冷壁管1的表面(半径o1a和o1o2连线的管子1的外表面)，受炉内辐射热的影响煤粉在管子表面燃烧，由于燃烧器区域本身是缺氧燃烧，加之水冷壁上的煤粉含硫量较高，与空气的接触面又较少，煤中硫在缺氧的情况下燃烧产生复合硫酸盐、硫化物等腐蚀，造成下部螺旋水冷壁管1上表面减薄(半径o1a和o1o2连线的管子外表面，下部螺旋水冷壁管1的涂黑部分为煤粉、灰渣和腐蚀产物等)；而产生的硫化氢气体则沿鳍片向上流动，一方面腐蚀水冷壁鳍片，另一方面腐蚀上部螺旋水冷壁管2的下部(半径o2b和o2o1连线的管2的外表面)，见图1。

为达到解决水冷壁管上、下表面和鳍片的腐蚀，本发明采用以下技术方案：

在煤粉锅炉水冷壁管和鳍片高温腐蚀选择合理的堆焊区域，具体为：

1)按照烟气流程，分为上下螺旋水冷壁管，烟气流向的下游为上部水冷壁管圈；确定上部螺旋水冷壁管2与连接上下螺旋水冷壁管的水冷壁鳍片的交点a；

2)通过a点，作下部螺旋水冷壁管1的切线ab；

3)确定下部螺旋水冷壁管1与水冷壁鳍片的交点c；

4)ac为水冷壁鳍片炉内侧，连接下部螺旋水冷壁管1和上部螺旋水冷壁管2；

5)由直线ac、切线ab以及弧线bc组成的不规则图形abc为本次防腐蚀堆焊区域；

通过上述堆焊，可防止未燃尽的大颗粒煤粉沉积在水冷壁管表面，避免煤粉在水冷壁管上的燃烧，避免该区域的高温腐蚀，同时，鳍片和每个下部水冷壁管表面也就不会存在管上表面煤粉燃烧产生的硫化氢气体，同样避免水冷壁管下表面的高温腐蚀。因此，通过本发明方法可有效避免水冷壁管上表面和下表面的高温腐蚀。另外在水冷壁上表面堆焊的体积少，造价低，易于在电厂大力推广，不仅提高了机组的安全性，同时节约了成本。

技术特征：

技术总结
一种防治水冷壁高温腐蚀的堆焊区域选择方法，按照烟气流程，分为上下螺旋水冷壁管，烟气流向下游为上部水冷壁管圈；确定上部螺旋水冷壁管与水冷壁鳍片的交点A；通过A点，作下部螺旋水冷壁管的切线AB；确定下部螺旋水冷壁管与水冷壁鳍片的交点C；AC为水冷壁鳍片炉内侧；由直线AC、切线AB以及弧线BC组成的不规则图形ABC即为堆焊区域；通过上述堆焊，可防止未燃尽的大颗粒煤粉沉积在水冷壁管表面，避免煤粉在水冷壁管上的燃烧，避免该区域的高温腐蚀，同样避免水冷壁管下表面的高温腐蚀；因此，通过本发明方法可有效避免水冷壁管上下表面的高温腐蚀；另外在水冷壁上表面堆焊的体积少，造价低，易于在电厂大力推广，不仅提高了机组的安全性，同时节约了成本。

技术研发人员：姚伟;何红光;张森;刘家利;王桂芳
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2017.09.06
技术公布日：2017.12.26