《表1 裂纹断面垢样各层元素质量百分比组成》

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《超超临界锅炉水冷壁管横向裂纹原因分析及控制策略》

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图3为满负荷下沿炉膛高度方向截面烟气平均温度分布情况。由图3可知，在主燃烧区，大量煤粉的着火使得烟气温度迅速升高，一、二次风间隔喷入，所以平均烟气温度呈锯齿形分布；随着COFA（紧凑燃尽风，37.9 m）和SOFA（分散燃尽风，43.3 m）的补入，炉内烟气温度明显下降。由上述分析可知，炉内烟气温度较高区域主要集中在主燃烧区中上部水冷壁和COFA与SOFA之间区域，高烟气温度区域往往也是高金属壁温区域，而水冷壁管横向裂纹的产生与高金属壁温、壁温大幅波动等密切相关[11]，相对而言，这2个区域产生横向裂纹的风险很高。另外，39 m处还存在着较强的CO和H2S等还原性气氛，图4为满负荷下39.7 m层CO和H2S在炉膛四周近壁区域的分布，可见39.7 m层CO和H2S浓度均较高，部分区域H2S达到了700μL/L。表1为裂纹断面垢样能谱分析结果。由表1可知，Mn等碱金属元素由外层到内层逐渐降低，而S元素变化趋势相反，越往内层含量越高。说明随着腐蚀的不断深入，S元素不断向基体内部发展。同时，中层和内层断面的O元素在16%～24%，说明有较多金属氧化物生成。结合H2S气体分布和裂纹断面垢样能谱分析结果可知，H2S腐蚀导致的S元素深入基体和金属氧化物的大量生成，亦是造成疲劳裂纹发生腐蚀性扩展的重要原因。