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摘要：某厂#3机组自投运以来，锅炉两侧墙螺旋水冷壁就长期存在高温腐蚀的现象，本文通过测试#3锅炉左侧墙后侧的壁面气氛（O2，CO和H2S）并观察锅炉在不同贴壁风挡板开度下的运行情况来确定贴壁风挡板的适宜开度。
关键词：660MW超超临界燃煤锅炉；高温腐蚀；贴壁风；开度
有数据显示，在我国锅炉高温腐蚀现象占有80%的比例。当大量的还原性气氛存在于锅炉水冷壁附近时，高温腐蚀的现象就会出现。而当高温腐蚀现象发生时，水冷壁的管壁强度会降低，厚度会削薄，最终导致爆管或泄露，致使机组的正常运行和安全遭到威胁。在避免水冷壁高温腐蚀现象产生过程中，贴壁风技术在实际工程中被广泛推广应用。
一、锅炉设备简介
某電厂#3锅炉为东方锅炉公司设计制造的660MW级超超临界直流锅炉，一次再热、前后墙对冲燃烧、单炉膛、尾部双烟道、平衡通风、固态排渣、全钢构架，采用正压直吹式制粉系统，型号为DG2060/26.15-Ⅱ2。#3锅炉于2011年投运，在2012年C修检查中发现30台OPCC燃烧器一次风筒耐磨陶瓷脱落，风筒前端烧损、变形，扩锥开裂、脱落等现象。2015年低氮燃烧器改造后，喷口烧损的问题基本解决，但还存在NOx排放浓度偏高、水冷壁两侧墙高温腐蚀的问题。
二、贴壁风改造
某厂于2018年对#3锅炉进行了贴壁风改造。锅炉为前后墙对冲燃烧方式，36只煤粉燃烧器分三层布置在炉膛前后墙上，燃烧器上部布置有燃尽风风口和侧燃尽风风口，12只燃尽风风口和4只侧燃尽风风口分别布置在前后墙上。本次改造新增加四层贴壁风喷口，前、后墙各8只，共16只喷口，包括原保留利用的侧燃尽风共计5层，共20只喷口。并新增相应的贴壁风风道、手动调节挡板等。
三、贴壁风挡板开度优化试验
通过测试不同贴壁风挡板开度下，水冷壁近壁面的烟气气氛，同时记录各工况下屏过壁温，旨在实现保证各受热面不超温的条件下，实现改善水冷壁近壁面还原性气氛的目标。由于3#锅炉暂时存在升降负荷时屏过超温的问题，贴壁风开度不能太大。
锅炉左侧墙水冷壁布置有7层测点，分别布置在三层燃烧器和两层燃尽风所在高度，其中下层燃烧器和中层燃烧器高度分别布置有两层测点。燃烧器层每层有3个测点，燃尽风层每层有4个测点，靠近后墙的测点编号为1，向前墙依次递进，其中4号测点靠近前墙。有个别测点存在堵塞、泄露等问题，数据中画＼标示。
3.1 全炉膛贴壁风开度试验
针对16个贴壁风挡板开度均为15°及30°两种工况进行试验，水冷壁壁面烟气气氛数据见表3.1。
通过数据分析可见，贴壁风可有效改善水冷壁的壁面气氛。随着贴壁风挡板开度增大，贴壁风作用的区域随之增大。挡板开度为15°时，贴壁风只能改善近1号测点，挡板开度为30°时，贴壁风可以改善近2号测点范围的壁面气氛。
由于贴壁风挡板开度开大后，贴壁风极易与炉膛燃烧中心“抢风”，导致燃烧区域燃烧不完全、燃烧中心上移，当贴壁风开到45°时，由于屏式过热器的部分壁温测点有超温的趋屏过第37根管出口壁温升高至595℃时，接近电厂报警值605℃，故不再继续开大贴壁风挡板。
3.2 局部贴壁风开度试验
由于上层贴壁风对烟温影响比下层大，为了在降低烟温的同时提高水冷壁近壁面的氧量，本工况将最下层贴壁风开大，将最上层贴壁风关小。针对4层贴壁风挡板由下至上开度依次为80°，30°，30°，15°，以及80°，60°，30°，15°进行试验。水冷壁壁面烟气气氛数据见表3.2。
通过数据分析可见，贴壁风可以完全消除下层燃烧器区域的H2S；挡板开度超过60°时，贴壁风的影响范围提高到炉膛中部。但由于中上层燃烧器区域炉膛热负荷较高，贴壁风只能使H2S浓度降低至200ppm左右。
运行中发现第11屏37号管温度过高，测试该工况屏过下方的炉膛烟温，发现烟温已经超过原设计煤的软化温度（ST）最低值1150℃，故为了防止屏过结焦，不再继续开大贴壁风挡板。
四、试验结论
（1）同层测点的H2S浓度变化趋势显示：提高贴壁风挡板开度可以显著提高贴壁风的影响范围。挡板开度为15°时，贴壁风只能改善近1号测点，即近前后墙区域的壁面气氛；挡板开度为30°时，贴壁风可以改善近2号测点范围的壁面气氛。挡板开度超过60°时，贴壁风的影响范围提高到炉膛中部，可以改善侧墙全区域的壁面气氛。
（2）下层燃烧器区域炉膛热负荷较低，贴壁风可以完全消除H2S；中上层燃烧器区域炉膛热负荷较高，贴壁风只能使H2S浓度降低至200ppm；在燃尽风区域，由于上层燃尽风摆角偏向炉膛中心方向，没有向侧墙补充空气，H2S浓度与中上层燃烧器区域相比并没有显著降低。
（3）综合考虑屏过超温和结焦的风险，本文建议贴壁风开度暂时设置为30°，30°，30°，15°。开大贴壁风的过程中发现，前墙以及后墙B侧屏过壁温正常，没有出现超温的现象，但后墙A侧屏过壁温明显偏高，在300MW-400MW时更加明显，说明该区域燃尽风量偏低，或是由于给粉量不平导致该区域粉量过多，建议在后续的一次风调平和燃烧调整中需要着重解决该问题。在解决该问题后，可以在屏过不超温的原则下，开大下两层贴壁风的挡板，尽量提高贴壁风的影响范围，全面抑制水冷壁的高温腐蚀。
关键词：660MW超超临界燃煤锅炉；高温腐蚀；贴壁风；开度
有数据显示，在我国锅炉高温腐蚀现象占有80%的比例。当大量的还原性气氛存在于锅炉水冷壁附近时，高温腐蚀的现象就会出现。而当高温腐蚀现象发生时，水冷壁的管壁强度会降低，厚度会削薄，最终导致爆管或泄露，致使机组的正常运行和安全遭到威胁。在避免水冷壁高温腐蚀现象产生过程中，贴壁风技术在实际工程中被广泛推广应用。
一、锅炉设备简介
某電厂#3锅炉为东方锅炉公司设计制造的660MW级超超临界直流锅炉，一次再热、前后墙对冲燃烧、单炉膛、尾部双烟道、平衡通风、固态排渣、全钢构架，采用正压直吹式制粉系统，型号为DG2060/26.15-Ⅱ2。#3锅炉于2011年投运，在2012年C修检查中发现30台OPCC燃烧器一次风筒耐磨陶瓷脱落，风筒前端烧损、变形，扩锥开裂、脱落等现象。2015年低氮燃烧器改造后，喷口烧损的问题基本解决，但还存在NOx排放浓度偏高、水冷壁两侧墙高温腐蚀的问题。
二、贴壁风改造
某厂于2018年对#3锅炉进行了贴壁风改造。锅炉为前后墙对冲燃烧方式，36只煤粉燃烧器分三层布置在炉膛前后墙上，燃烧器上部布置有燃尽风风口和侧燃尽风风口，12只燃尽风风口和4只侧燃尽风风口分别布置在前后墙上。本次改造新增加四层贴壁风喷口，前、后墙各8只，共16只喷口，包括原保留利用的侧燃尽风共计5层，共20只喷口。并新增相应的贴壁风风道、手动调节挡板等。
三、贴壁风挡板开度优化试验
通过测试不同贴壁风挡板开度下，水冷壁近壁面的烟气气氛，同时记录各工况下屏过壁温，旨在实现保证各受热面不超温的条件下，实现改善水冷壁近壁面还原性气氛的目标。由于3#锅炉暂时存在升降负荷时屏过超温的问题，贴壁风开度不能太大。
锅炉左侧墙水冷壁布置有7层测点，分别布置在三层燃烧器和两层燃尽风所在高度，其中下层燃烧器和中层燃烧器高度分别布置有两层测点。燃烧器层每层有3个测点，燃尽风层每层有4个测点，靠近后墙的测点编号为1，向前墙依次递进，其中4号测点靠近前墙。有个别测点存在堵塞、泄露等问题，数据中画＼标示。
3.1 全炉膛贴壁风开度试验
针对16个贴壁风挡板开度均为15°及30°两种工况进行试验，水冷壁壁面烟气气氛数据见表3.1。
通过数据分析可见，贴壁风可有效改善水冷壁的壁面气氛。随着贴壁风挡板开度增大，贴壁风作用的区域随之增大。挡板开度为15°时，贴壁风只能改善近1号测点，挡板开度为30°时，贴壁风可以改善近2号测点范围的壁面气氛。
由于贴壁风挡板开度开大后，贴壁风极易与炉膛燃烧中心“抢风”，导致燃烧区域燃烧不完全、燃烧中心上移，当贴壁风开到45°时，由于屏式过热器的部分壁温测点有超温的趋屏过第37根管出口壁温升高至595℃时，接近电厂报警值605℃，故不再继续开大贴壁风挡板。
3.2 局部贴壁风开度试验
由于上层贴壁风对烟温影响比下层大，为了在降低烟温的同时提高水冷壁近壁面的氧量，本工况将最下层贴壁风开大，将最上层贴壁风关小。针对4层贴壁风挡板由下至上开度依次为80°，30°，30°，15°，以及80°，60°，30°，15°进行试验。水冷壁壁面烟气气氛数据见表3.2。
通过数据分析可见，贴壁风可以完全消除下层燃烧器区域的H2S；挡板开度超过60°时，贴壁风的影响范围提高到炉膛中部。但由于中上层燃烧器区域炉膛热负荷较高，贴壁风只能使H2S浓度降低至200ppm左右。
运行中发现第11屏37号管温度过高，测试该工况屏过下方的炉膛烟温，发现烟温已经超过原设计煤的软化温度（ST）最低值1150℃，故为了防止屏过结焦，不再继续开大贴壁风挡板。
四、试验结论
（1）同层测点的H2S浓度变化趋势显示：提高贴壁风挡板开度可以显著提高贴壁风的影响范围。挡板开度为15°时，贴壁风只能改善近1号测点，即近前后墙区域的壁面气氛；挡板开度为30°时，贴壁风可以改善近2号测点范围的壁面气氛。挡板开度超过60°时，贴壁风的影响范围提高到炉膛中部，可以改善侧墙全区域的壁面气氛。
（2）下层燃烧器区域炉膛热负荷较低，贴壁风可以完全消除H2S；中上层燃烧器区域炉膛热负荷较高，贴壁风只能使H2S浓度降低至200ppm；在燃尽风区域，由于上层燃尽风摆角偏向炉膛中心方向，没有向侧墙补充空气，H2S浓度与中上层燃烧器区域相比并没有显著降低。
（3）综合考虑屏过超温和结焦的风险，本文建议贴壁风开度暂时设置为30°，30°，30°，15°。开大贴壁风的过程中发现，前墙以及后墙B侧屏过壁温正常，没有出现超温的现象，但后墙A侧屏过壁温明显偏高，在300MW-400MW时更加明显，说明该区域燃尽风量偏低，或是由于给粉量不平导致该区域粉量过多，建议在后续的一次风调平和燃烧调整中需要着重解决该问题。在解决该问题后，可以在屏过不超温的原则下，开大下两层贴壁风的挡板，尽量提高贴壁风的影响范围，全面抑制水冷壁的高温腐蚀。