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1、,主讲人：支 刚2009年7月12日,直流锅炉氧化皮控制措施,超临界直流锅炉，受热面超温将引起金属组织老化，产生蠕变爆管，受热面高温氧化腐蚀将导致管壁减薄而爆管。经研究表明，在材质、压力一定的情况下，工质温度和运行时间对氧化皮生成起主导作用，一般运行时间和氧化皮生成速度基本呈线性关系，温度超过一定的限额，对氧化皮厚度的影响较为明显。因此，控制管子壁温是减缓氧化皮生成速度的最为重要措施之一，而一旦氧化皮大量松落后积在管道堵塞管道，引起相应的受热面管璧金属超温，最终导致受热面爆管机组强迫停机。这样就会形成一种恶性循环。,氧化皮的危害,（1）氧化皮堵塞管道，引起相应的受热面管璧金属超温，最终导致机组
2、强迫停机。（2）长期的氧化皮脱落，使管壁变薄，强度变差，直至爆管。（3）一些机组为了减缓氧化皮剥落，采用降参数运行，牺牲了机组的效率。（4）锅炉过热器再热器主蒸汽管道及再热蒸汽管道内剥落下来的氧化皮，是坚硬的固体颗粒，严重损伤汽轮机通流部分高/中压级的喷嘴动叶片及主汽阀旁路阀等，导致汽轮机通流部分效率降低，损伤严重时甚至必须更换叶片。（5）检修周期缩短，维护费用上升。（6）上述各种情况导致机组运行的安全性可靠性及经济性均大幅度降低。,氧化皮的形成机理及特点,过热蒸汽管道内氧化膜的形成分为制造加工和运行后两个阶段。过热蒸汽管道制造加工过程中氧化膜的形成是在570以上的高温制造条件下，由空气中的氧
3、和金属结合形成的。该氧化膜分三层，由钢表面起向外依此为FeOFe3O4Fe2O3。试验表明：与金属基体相连的FeO层结构疏松，晶格缺陷多，当温度低于570时结构不稳定，容易脱落，或在半脱落层部位发生腐蚀。因此，在新锅炉投产前，一定要对锅炉进行酸洗，全部去除制造加工时形成的易脱落氧化层，然后重新钝化，以利在机组运行时形成良好的氧化层。同时，在基建调试期间也可以考虑对过热器和再热器管道进行加氧吹扫，将易脱落的氧化层颗粒冲掉的同时加速形成坚固的氧化层，否则，在投运后会产生严重的氧化皮问题。,氧化皮的形成机理及特点,在450以上，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成的氧化膜由Fe2O3和Fe3O4组成，Fe
4、2O3和Fe3O4都比较致密，可以保护或减缓钢材的进一步氧化。在570以上，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成的氧化膜由Fe2O3、Fe3O4、FeO三层组成，FeO在最内层，FeO是不致密的，破坏了整个氧化膜的稳定性，氧化膜易于脱落。因此，过热蒸汽管道内壁在运行后所形成的氧化膜可分为两种情况：a、如果在锅炉投运之前，通过严格的酸洗和吹管两个环节，将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净，吹扫过程中或整机调试的初期，当锅炉运行在亚临界低参数工况下（此时温度不会超过570），使管道内壁形成致密的、不易脱落的氧化膜（由Fe2O3和Fe3O4组成，这种氧化膜和金属的基体结合很牢固，只有在有腐蚀介质和应力条
5、件下才会被破坏）。当日后机组运行于超临界工况下，温度超过570时，这种氧化膜可以保护或减缓钢材的进一步氧化，同时自身也可以相对长期地保留。采用加氧运行，可加速形成上述氧化膜。,氧化皮的形成机理及特点,b、如果在锅炉投运之前，酸洗和吹管两个环节不过关，未将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净，则投运后很难形成致密的不易脱落的氧化膜。这种易脱落的氧化膜在机组投运后产生恶性循环：脱落氧化再脱落再氧化，最终形成大量的氧化皮。,生产过程中防止氧化皮生成及脱落的措施,1、严格控制受热面蒸汽和金属温度，严禁锅炉超温运行。由于受热面可能存在较大的热偏差，受热面蒸汽温度的控制要服从金属温度，金属温度超温要视情况
6、降低蒸汽温度运行。运行中发现金属温度超过允许值，通过降低蒸汽温度和运行方式调整以及蒸汽吹灰无效要考虑降低机组的负荷运行；当出现金属温度普遍超温经调整无效，降负荷处理仍无法恢复到允许值以下要逐级汇报；任何时候不允许蒸汽参数和受热面金属温度长时间超过允许值运行。,生产过程中防止氧化皮生成及脱落的措施,2、加强受热面的热偏差监视和调整，防止受热面局部长期超温运行。锅炉运行中过热器出口蒸汽温度左右偏差不超过5，屏式过热器出口蒸汽温度左右偏差不超过10，再热器出口蒸汽温度左右偏差不超过10，并且运行中按照温度高点控制蒸汽温度。为防止炉膛热工况扰动造成受热面超温，正常运行中一、二级减温水应处于可调整的中间
7、位置，再热器事故减温水应处于备用状态。运行中发现受热面蒸汽和金属温度偏差大要积极查找原因进行处理。检查两侧送、引风机出力是否合适，各层二次风挡板和燃尽风挡板开度是否一致，通过各氧量表和尾部烟道的烟温显示以及受热面的金属温度分布分析炉膛的热工况是否均匀。发现异常及时组织处理。,生产过程中防止氧化皮生成及脱落的措施,3、尽量抑制受热面温度周期性波动和温度变化速率，减缓氧化皮剥落。A、机组正常运行中受热面温度变化率控制B、机组滑参数停机温度变化率控制C、机组事故停机温度变化率控制D、机组冷态启动过程中温度变化率控制E、机组热态启动过程中温度变化率控制F、机组启动期间加强疏水的回收和排放管理，防止不合
8、格的疏水进入主系统，防止前级系统产生的氧化皮进入后级系统,生产过程中防止氧化皮生成及脱落的措施,4、加强运行金属温度监督和停炉后受热面的检查。完善受热面金属温度测点并加强受热面金属温度测点的维护，运行中利用SIS加强受热面金属温度的趋势监测，根据受热面金属温度变化情况指导停炉后受热面内氧化皮的检查分析。停炉后有机会对受热面管进行抽样和对金属温度高的管屏割管检查，氧化皮沉积严重及时进行清理。,总结,困扰现在运行的超临界锅炉的主要问题就是氧化皮脱落导致的超温爆管。我们运行人员正常运行中能控制的主要措施就是从两方面考虑：通过控制汽温不超限来控制受热面氧化皮的生成速度；通过控制温度变化速率来控制氧化皮发生集中脱落。,集中脱落的氧化皮照片,谢 谢！,
