[发明专利]一种使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统

说明书

本发明公开了一种使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统，包括水冷壁、蒸汽母管、蒸汽支管和喷嘴；蒸汽支管设置有多根，蒸汽母管分成两个支路，蒸汽支管的两端分别与两个支路连接，蒸汽母管上安装有母管关断门、母管调节门、母管温度测量装置和母管压力测量装置，蒸汽支管上安装有支管关断门、支管调节门、支管温度测量装置和支管压力测量装置，喷嘴通过金属软连接管与蒸汽支管连接，喷嘴与水冷壁相向布置。本发明将蒸汽通过蒸汽母管、蒸汽支管、金属软连接管及喷嘴引入高温腐蚀及结焦严重区域，在水冷壁外形成一层蒸汽水幕，将高温烟气及飞灰与水冷壁隔离，从而缓解高温腐蚀及结焦，其系统控制方式可以接入DCS自动控制或单独的PLC系统控制。

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧防高温腐蚀和结焦的治理装置，尤其是涉及锅炉水冷壁高温腐蚀的治理装置。

背景技术

水冷壁的高温腐蚀现象最初是在高压锅炉(P＝11.0MPa)上发现的，金属在和周围环境接触时发生化学反应导致的一种破坏性侵蚀称为腐蚀。随着锅炉向大容量高参数发展，许多超临界，超超临界机组的不断上马，高参数、大容量锅炉的水冷壁壁温要高于亚临界以下锅炉，水冷壁区域频繁有高温腐蚀发生，同时，为了降低氮氧化物的排放，锅炉机组大多采用分级和低氧燃烧的方式，从而使受热面附近区域的气氛呈较强的还原性，加剧了锅炉水冷壁的高温腐蚀，现有贴壁风系统在高温腐蚀区域增加风箱的方式引入，其风箱容易堵灰，贴壁风量无法有效控制。

由于水冷壁附近大量的还原性气体和煤粉中的硫化物在一定温度下与水冷壁接触会发生腐蚀，具体如下：

煤粉中的FeS₂会受热分解，在还原性气氛中，直接与Fe发生反应生成FeS，从而使管壁腐蚀，其反应式为：

FeS₂→FeS+S

Fe+S→FeS

此外，当水冷壁周围存在一定浓度的H₂S和SO₂时，也会生成自由的硫原子：

2H₂S+SO₂→2H₂O+3S

在燃烧空间的局部区域，当燃烧器供氧不足和过量空气系数小于一定值时，介质中含氧量低且存在还原性气体(CO、H₂)，则可燃硫在生成SO₂和微量SO₃的同时，还会生成H₂S。而H₂S可穿过疏松的水冷壁管壁氧化膜F_e3O₄与磁性氧化铁中的复合的FeO发生反应，也可对管壁直接腐蚀：

H₂S+FeO→FeS+H₂O

H₂S+Fe→FeS+H₂

还原性气体(CO、H₂、CH₄等)会破坏水冷壁氧化铁保护膜，将氧化铁保护层还原成氧化亚铁，引起的高温腐蚀，以CO为例，其反应过程为：

因此，需提出一种更有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于缓解水冷壁高温腐蚀和结焦现象，而提供一种使用蒸汽防高温腐蚀及结焦的系统，通过蒸汽减缓水冷壁的高温腐蚀。