随着环境问题日益突出,锅炉排放NO_x的标准随之更严格,低氮燃烧技术在全国各地的锅炉中的得到应用,但实施低氮燃烧技术后,水冷壁的高温腐蚀现象愈发普遍,随之而生的经济和安全问题不可小觑,因此研究高温腐蚀解决措施是具有积极意义的。本文针对某电厂600MW对冲燃烧锅炉的高温腐蚀问题,通过现场工业试验测取运行数据,分析高温腐蚀原因,并通过单相冷态试验和热态数值模拟方法研究解决方案。本文中工业试验结果表明,锅炉燃用低硫煤,收到基全硫0.36%,炉膛温度在正常范围内,但随着负荷的增加炉膛温度有所升高,水冷壁附近的气氛还原性强,O2浓度范围为0~0.18%,CO浓度范围为4.18%~12.9%,煤粉在燃烧器的预混段内已被点燃,着火点位置在距离一次风喷口300~400mm处,煤粉随旋流气流扩散到两侧方向,易冲刷侧墙。根据结果分析该锅炉发生高温腐蚀主要是因为旋流煤粉燃烧器煤粉组织不合理,煤粉外浓内淡地分布,大量煤粉在燃烧器旋流区域燃烧,未燃尽煤粉易被甩到水冷壁,与壁面附近的氧气反应生成一氧化碳。根据该锅炉发生高温腐蚀的原因,并结合国内外学者关于高温腐蚀防治措施的研究,本文提出从燃烧器结构优化和引入贴壁风来解决该问题。根据冷态试验台的模化原则,本文按1:4比例设计、搭建了单只燃烧器冷态试验台,由改变内、外二次风旋流叶片的位置而改变旋流强度,通过延长各个风喷口长度改变预混段长度,研究不同结构燃烧器的回流区及扩展角,试验结果表明燃烧器处于旋流强度最弱,预混段由一次风喷口与内、外二次风喷口各有一段距离布置改为预混段最短,即中心风、一次风和内二次风的喷口均与燃烧器扩口平齐时,回流区面积最小、扩口角度较小,射流刚性较强,对侧墙的冲刷减少。本文对安装高宽比分别为0.61、1和1.64的横长方形、正方形和竖长方形,直径为260mm的圆形贴壁风喷口的锅炉进行热态数值模拟,模拟结果表明高宽比为0.61的横长方形防高温腐蚀的效果较好,贴壁风所覆盖区域的气氛氧化性明显提高,氧气范围由0.0005%增加至3%~7%,一氧化碳范围由5%~10%降低至1%以下,水冷壁侧墙平均温度由1380K降低至1100K。因此本文最终的改造方案为对锅炉前后墙靠近两侧水冷壁的燃烧器进行优化改造,在前后墙靠近两侧墙的位置各安装6只高180mm,宽295mm,高宽比为0.61的横长方形贴壁风装置。本文对采用燃烧器优化结构及不同贴壁风结构的锅炉进行热态数值模拟。模拟结果表明:相比于原锅炉两侧水冷壁附近的整体氧气浓度明显提高,一氧化碳浓度和侧墙平均温度明显降低。因此本文预测锅炉采用推荐的改造方案后高温腐蚀问题可以得到较大缓解。