数字化煤场与智能掺烧 -345- 1000MW 超超临界机组锅炉 燃烧高硫煤技术措施探讨 陕西榆林能源集团横山煤电有限公司，朱玉龙、宁文刚 摘要：某发电公司设计煤种为含硫量 2.36%的高硫煤，为防止水冷壁高温腐蚀和尾部低温受热面堵塞、低温腐蚀， 在机组建设期采取了增加贴壁风层数、受热面喷涂等一系列防治措施，极大减少了机组运行过程中发生的腐蚀和堵塞问 题，并对机组运行过程中产生的问题及时进行了解决和完善。 关键词：高硫煤；受热面喷涂；贴壁风 1 概述 某发电公司锅炉型式为超超临界参数直流炉， 单炉膛、对冲燃烧、一次中间再热、平衡通风、固 态排渣、露天布置、全钢架悬吊结构Π型锅炉。设 计煤种为含硫量 2.36%的高硫煤， 主机厂家对设计煤 种试烧后，得出燃煤特性为极易着火、极易燃尽、 高硫份、熔点偏低、严重结渣、易沾污、较难磨的 煤。 高温腐蚀主要是煤中硫和氯的腐蚀行为。硫主 要是以烟气灰渣中硫酸盐腐蚀和 H2S 及硫氧化物造 成的气态腐蚀，硫酸盐型腐蚀主要发生过热器、再 热器等高温受热面上；硫化物型腐蚀主要发生在水 冷壁管上。 当燃用含硫量较高的燃料时，燃料中的硫份燃 烧后一部分生成硫酸盐留在灰中，绝大部分转为成 SO2，在有 SCR 的机组，约有 0.5％～5％的 SO2在脱 硝催化剂催化作用下生成 SO3， SO3与烟气中的水形成 硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的含量越高酸露点越高，可以 达到 110～160℃。硫酸蒸汽容易凝结在低于烟气露 点的低温受热面上，引起低温腐蚀。锅炉低温腐蚀 最严重的部位是空气预热器的冷端受热面，燃烧高 硫煤更容易引起空预器冷端腐蚀。 SCR 逃逸氨与硫酸蒸汽反应生成硫酸氢氨， 硫酸 氢氨在 180～200℃的环境中呈鼻涕状的黏性物，因 此在空预器高温段和低温段处，烟气中的灰尘容易 和硫酸氢氨一起粘附于空预器换热面上，造成积灰、 堵塞，高硫煤烟气中 SO3浓度高，更易发生堵塞。 2 关键技术问题 2.1 水冷壁高温腐蚀 当燃煤中含有较多的 FeS2，火焰直接冲刷水冷 壁和管壁附近为还原性气氛，是产生硫化物型高温 腐蚀的条件。通过调研，我们发现水冷壁管壁腐蚀 速度一般为 0.8～1.5mm/10 4h，腐蚀后的管壁减薄形 貌较多，一般是分层减薄，而管壁向火侧减薄较快。 对此，该公司采取了行之有效的技术措施主要 有： 2.1.1 炉膛热负荷设计选择 该公司锅炉在设计过程中已对炉膛选型进行了 优化，炉膛断面热负荷设计值为 4.01MW/m 2、炉膛容 积热负荷为 69.75kW/m 3、燃烧器区域断面热负荷为 1.54MW/m 2，均选取炉膛选型导则下限值；上层喷燃 器至屏底距离、下层喷燃器至冷灰斗距离、最外层 燃烧器至侧墙距离及喷燃器层间距离选取上限值。 通过优化设计可有效降低燃烧器区域热负荷、避免 火焰直接冲刷水冷壁及炉膛出口过热器受热面，减 少水冷壁结焦。 2.1.2 控制水冷壁近壁区烟气气氛 采用低氮燃烧技术后，燃烧器区域为缺氧燃烧