王毅斌，王 萌，谭厚章，张思聪，张晓东，杨祖旺

(1.西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049；2.国家能源集团榆次发电分公司，山西 晋中 030600；3.西安格瑞电力科技有限公司，陕西 西安 710049)

0 引 言

燃煤锅炉水冷壁表面的结焦与高温腐蚀严重影响蒸汽介质的传热效率，尤其是锅炉经低氮燃烧改造后高比例混燃劣质烟煤、高硫和高灰煤种时，在强还原气氛下灰熔融温度降低、壁面附近H2S和CO体积分数显著提高(甚至高达20%)[1]，炉内水冷壁发生结焦与硫化氢型高温腐蚀的风险加剧。低氮燃烧改造方案中均期望炉内形成风包粉气流旋转结构，但如果偏转二次风喷口与主燃烧器喷口气流的偏转角度选择过大，通常会造成炉内切圆变大，煤粉火焰刷墙，水冷壁附近富集高浓度H2S、CO，结渣与高温腐蚀现象骤增。实际上，水冷壁表面的结渣过程较为复杂，主要受制于颗粒状态参数(颗粒成分、粒径、浓度、温度、速度、熔融度、表面张力等)、壁面条件(温度、清洁度、粗糙度、黏附能力等)和连续相特性(温度、湿度、层流/湍流等)等因素，不同的颗粒沉积环境条件下颗粒黏附与反弹的决定因素也明显不同。国内外学者对受热面的积灰、结渣、腐蚀问题，进行了广泛的试验与模拟研究。文献[2-6]认为，换热器表面的颗粒沉积机理主要由惯性撞击、涡街沉积、热泳沉积、气相组分冷凝和化学反应组成。BARROSO等[6]同时考虑了各种因素(炉膛壁面温度、炉膛内飞灰含量、炉渣在炉膛内的停留时间、燃煤成分、炉膛内烟气温度、炉膛飞灰含碳量)对锅炉受热面积灰结渣的影响，认为管束壁面积灰结渣是多种因素综合作用的结果。……