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50MW生物质锅炉过热器高温腐蚀治理研究及工程应用

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成果主要完成人

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项目概况

一、立项背景 根据国内外已投生物质直燃发电项目的运行经验,锅炉高温腐蚀问题已被公认为是生物质发电技术发展的瓶颈。企业2×50MW机组是目前国内单机容量和总装机容量最大的生物质直燃发电项目,由于机组容量大、参数高和燃料中碱金属(K、Na)和Cl含量高等原因,受热面高温腐蚀严重,威胁机组安全运行。 目前,对于生物质锅炉高温腐蚀问题,国外主要集中在生物质与煤混燃的研究及对电厂实际运行经验的总结、分析和现场的试验研究,而在国内,由于生物质直燃发电技术起步较晚,对此研究并不多,主要是在模拟纯生物质或者垃圾燃烧环境下,对过热器管材进行静态氯腐蚀的试验室研究,由于试验室环境与工业环境存在差异,在试验室无法完全模拟实际工业环境。 二、主要做法 本项目的研究以试验室试验和现场工业环境试验相结合的方式,制定了生物质锅炉防腐蚀治理研究的技术路线,研究主要分为五个阶段,具体如下: 1、生物质锅炉高温腐蚀机理研究 2、不同管材的抗腐蚀性能工业环境试验 3、喷涂材料的抗腐蚀性能工业环境试验 4、添加剂的防腐蚀性能试验 5、综合治理 三、实施效果 通过生物质锅炉高温腐蚀研究及成果应用,基本解决了生物质锅炉高温腐蚀造成爆管的技术瓶颈问题。2012年-2015年,公司开始生物质锅炉高温防腐蚀研究工作,2016年对两台锅炉进行了过热器防腐蚀管材升级改造、炉内增加阻流装置及锅炉燃烧调整等综合治理措施,治理后公司两台锅炉由于腐蚀导致的爆管次数大大减少,2016年因腐蚀造成的爆管仅有4次,比2015年减少11次,2017年未发生腐蚀原因导致的爆管,成果应用后安全、经济效果显著,预计每年可新增销售利润4825万元。 四、项目研究创新点 1、通过对生物质锅炉高温受热面沉积物化验分析、沉积物的组分分层研究及高温探枪试验,研究沉积物的形成过程,理清了工业环境下生物质锅炉高温腐蚀机理。 2、通过工业环境试验平台,对腐蚀严重的高温受热面安装不同管材进行抗腐蚀性能试验,找到了抗耐腐蚀性最佳的材质,为生物质锅炉受热面选材提供了实践经验。 3、通过不同喷涂材料的抗腐蚀性能比对试验,由于涂层和基体膨胀系数不同,涂层附着性能差易脱落,无法满足抗腐蚀性要求,排除了喷涂技术解决锅炉高温腐蚀的技术路线。 4、通过工业环境试验平台进行不同添加剂抗腐蚀性能研究,得出了不同添加剂防腐蚀的实施效果和可行性,为同类生物质发电行业进行添加剂防腐蚀研究提供实践经验。 五、项目研究成果推广前景 该项目是基于国内单机及总装机容量最大(50MW)的生物质电站锅炉高温腐蚀问题进行系统性研究,主要围绕生物质锅炉高温腐蚀机理、工业环境下不同管材的抗腐蚀性能、喷涂技术、添加剂抗腐蚀性能等内容展开研究,基于研究结果提出了高温受热面管材升级改造、炉内添加阻流装置、燃烧调整、燃料预处理等切实有效的综合治理措施,通过工程应用,效果显著,基本解决生物质锅炉高温腐蚀造成爆管的技术瓶颈问题,该项目研究成果属于国内首创,达到了国内先进水平,可在国内生物质锅炉设计、制造行业及南方地区以燃烧桉树皮为主的生物质电站锅炉运营进行全面推广应用。