mw超临界锅炉氧化皮

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金属与氧化皮之间的线膨胀系数相差越大,越易脱落。
• 2、氧化皮厚度 • 氧化皮越厚,导致其脱落的所需应力越小。管壁金属与氧化皮温
差越大,应力越大。
• 3、温度水平和变化率
氧化皮在高温下生成, 在稳态过程中,当温度 偏离氧化皮生成温度时, 氧化皮内就会产生热应 力。在非稳态过程中, 温度大幅波动还会使氧 化膜产生较大的附加热 应力。
• • • • • • •


在升压开始阶段到汽机冲转前,控制炉水温升率≤1.0℃/min。 在增加燃料量的过程中要注意监视贮水箱水位,在锅炉水冷壁 汽水膨胀时要停止增加燃料量,待汽水膨胀结束,汽水分离器 水位恢复正常后再增加燃料量,省煤器入口流量≥650t/h。 控制各受热面温升率≤1.0℃/min 。 分离器压力0.2MPa时,关闭启动分离器排空气门,关闭过热器 排空气门。 再热器压力0.1 MPa时,关闭再热器放空气门。 过热汽压力1.0MPa时,关闭尾部烟道环形集箱疏水电动一、二 次门,关闭中间隔墙下集箱疏水电动一、二次门,关闭低温再 热器入口集箱疏水电动一、二次门。 分离器出口压力0.8MPa、炉水温度170℃时,进行热态冲洗, 控制分离器出口压力和温度稳定,总燃料量保持稳定,给水流 量350~400t/h,控制炉水循环泵流量在600~650t/h,使省煤 器入口流量达到1000t/h,锅炉热态冲洗,水质合格后方可继 续升温升压。 B磨煤机煤量40t/h时,启动A磨煤机带初始煤量10t/h,同时将 B磨煤机的煤量减少10t/h,保持总煤量不变。 主汽压力3~4MPa时,投入高低旁运行。
防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施 ——正常运行中的控制措施 • 机组负荷300MW及以上正常运行时,尽量保 持下层磨煤机运行,降低火焰中心。 • 控制末级过热壁温<575℃,尽量提高机侧主 汽温度,确保机侧主汽温度>530℃。 • 降壁温时,严格控制主、再热汽温10min内 ≯30℃ 。 • 正常运行中升降负荷率3MW/min,合理调整 煤水比例,控制汽水分离器出口过热度,避免 煤水比失调引起过热器、再热器短期超温。同 时减温水使用要平稳,避免大幅开启或关小减 温水导致主再热汽温大幅波动及过热器、再热 器管壁温度剧变引起氧化皮脱落。
600MW超临界锅炉氧化皮生 成及危害分析
2014年02月12日
• 1.氧化皮生成机理
1929年,德国科学家Schikorr研究发现,金属可以在 高温水蒸汽中发生氧化,氧化所消耗的氧来源于水蒸汽 本身的结合氧。后来通过电子显微镜观察,进一步确定 了铁和水蒸汽直接反应产生金属氧化物的事实,主要反 应化学方程式为: 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 2H2O=2H2+ O2 铁素体钢和奥氏体不锈钢的蒸汽侧氧化皮微观结构 形貌均为双层结构,外层为Fe3O4和少量Fe2O3,内层为 (Fe,Cr)3O4
奥氏体不锈钢的氧化皮生成速度较慢。 奥氏体不锈钢的氧化皮更易于剥落。 铁素体钢氧化皮厚度超过0.2mm、不锈 钢氧化皮厚度超过0.1mm,即易于剥落。 铁素体钢氧化皮剥落时内外层氧化物一起剥落, 裸露出的金属基体在后继运行中还会快速氧化, 导致氧化皮的周期性生长和剥落。 • 奥氏体不锈钢蒸汽侧氧化皮剥落时主要是原生外层氧化物剥落,内层氧化 物状态良好,能够起到阻止氧化皮进一步发展的作用。因此,在后继运行 过程中剥落部位的氧化皮继续生长的速度缓慢.剥落部位在后续运行中长 时间内不会再次发生剥落问题。
1.2 1.0
相对热应力(/)
0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 100 200 300 400 氧化膜温度(C) 500 600 700
1.3m处第6根-0.174mm 5m处第6根-0.214mm 5m处第10根-0.214mm
• 4、铁素体钢与奥氏体不锈钢的差异性分析
• • • • •
氧化Байду номын сангаас生成剥落的危害
• 蒸汽侧或烟气侧的强制冷却产生大量脱落
堆积,造成短期超温爆管。 • 氧化皮的热阻效应,导致金属壁温和氧化 皮厚度不断提高,最终造成超温运行、组 织老化和氧化皮脱落风险加剧。
热负荷和蒸汽温度越高, 导致金属超温运行的临界 氧化皮厚度越小。
2014年1月7日我厂末级过热器爆管
2014年1月21日我厂末级过热器爆管
防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施 ——完善壁温测点
基本原则 • 高温过热器、高温再热器按布置方式考虑,对于半辐射 式高温受热面(位于折焰角之上)沿宽度方向每隔2~3 片屏至少装设一个壁温测点;对于对流式高温受热面 (位于水平烟道)沿宽度方向每隔1m装设一个壁温测点, 均装设在每屏壁温分布计算值最高的管子上。 • 对于切圆燃烧方式锅炉,沿宽度方向靠近两侧墙约1/4 处装设全屏壁温测点;对于对冲燃烧方式锅炉,在宽度 方向的中部应装设2~3片全屏壁温测点。 • 管屏最内圈管子如采用弯曲半径小于1倍管径的弯管, 则应装设壁温测点。
排汽装置磁性过滤器
• 汽轮机固体颗粒侵蚀
其他电厂氧化皮情况简介
三大锅炉厂均根据高温过热器不同的工作烟温和蒸汽参数选用了不同抗蒸 汽氧化等级的金属材料。但在主蒸汽温度为571℃的超临界锅炉上均发生了高温 过热器氧化皮爆管。华能太仓电厂已发生2次TP347爆管,乌沙山电厂近期也已 发生TP347爆管。

• 2. 影响氧化皮生成的主要影响因素
• 金属管壁温度和抗氧化性能
管壁温度越高,氧化速度越快;抗氧化性能越好,氧化速度越慢。
• 1、线膨胀系数
•影响氧化皮脱落的主要因素
TP347H管为奥氏体不锈钢管,是粗精钢。其线 膨胀系数为(1.7~1.9)×10-5℃-1 ,而氧 化物的线膨胀系数为9.1 ×10-5℃-1
• TP347H奥氏体不锈钢的氧化皮剥落特点
• 首次剥落时内层和外层厚度几乎相同,外层厚度达到0.04~ • • • •
0.05mm即趋于剥落。 内层结构在10万h内几乎不会剥落。 温度越高,发生集中剥落次数越多,首次出现时间越早。 每次发生集中剥落后的安全运行时间逐渐延长。 温度低于621℃,在2万h内发生第1次外层氧化皮集中剥落,6 万h左右发生第2次,此后氧化皮集中剥落进入低发阶段。
制 蒸汽 造 参数 厂 (℃) 国华 太仓 华能 太仓 宝日 希勒 扬州 二厂 上 锅 东 锅 哈 锅 哈 锅 571 569 571 569 571 569 543 569
材料
入口 出口 平均 入口 平均温 位置 烟温 烟温 烟温 气温 升(℃) (℃) (℃) (℃) (℃) 963 1115 1007 822 990 958 893 1053 1007 508 503 513 63 68 58 高再 后 屏过 后 屏过 后 屏过 后
• 第四步:锅炉燃烧稳定,各参数达到要求后,溢流阀投入自动,将高旁开度
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从30%开度以5%/s速率开至60%,稳定后以同样的速率开至90%,待贮水 箱水位稳定后,将高旁由90%关至20%(可分2~3次),待贮水箱水位稳定 后,将高旁开度由20%迅速开启至90%,计时5min后,保持低压旁路在 90%开度,将高压旁路从90%关至20%(可分2~3次),严密监视旁路系统 及相关设备运行情况,计时5min(注意贮水箱水位情况),重新开始下次吹 扫操作,反复操作4~5次。 注:高、低旁快速开启的过程中,注意高旁、低管道振动情况,若发现管道, 停止旁路操作,待管道无振动后,在进行操作,注意监视高旁后温度,不得 过高、过低,控制高旁后温度320~350℃,若高旁减温水自动跟踪不及时, 解除自动,进行手动操作,控制高旁后温度。 第五步:维持高压旁路80%开度,逐渐关小低压旁路(低压旁路开度不得小 于30%,以维持空冷岛最小防冻流量)至再热汽压力2.0 MPa,然后迅速开 启A/B低旁至90%以上,保持2min,反复操作4~5次,进行冲洗,直至凝结 水水质化验合格。 注: 吹管期间值长通知化验人员进行取样,具体要求: (1)、吹管前3小时、1小时,分别通知化验人员采取凝水、给水、主蒸汽 水样,化验Fe。 (2)、每次吹管操作结束后10min,化验人员采取凝水水样,化验Fe含量。 (3)、最后一次吹管结束后,化验人员采取给水、主蒸汽水样,化验Fe、。 (4)、吹管结束后1小时、3小时,分别采取凝水、给水、主蒸汽水样,化验 Fe。 6)第六步:过热器再热器吹扫结束后,维持主汽压力6.5MPa,开启左侧PCV 阀2min进行吹扫,吹扫2次。
• 吹灰前必须充分疏水,避免蒸汽吹灰过程中蒸
汽带水导致受热面急剧降温。 • 正常运行中加强汽水品质监督。
锅炉启动氧化皮冲洗技术措施
• 严格按照锅炉启动曲线升温升压;冲洗过程中对汽温 •
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造成的影响,不可用减温水进行控制,对温度变化速 率的限制可适当放宽(<3℃/min)。 吹扫前参数:主汽压力6.5MPa,主汽温度380℃,高 旁开度30%,再热汽压力控制在0.3~0.5MPa,再热 汽温度360℃,背压控制17~23KPa。 吹扫参数:1)过热器吹扫主汽压力6.5MPa、主汽温 度380℃, 2)再热器吹扫再热汽压力2.0MPa,再热汽 温360℃ 3)背压控制:20~28KPa

• 3、冲洗方法: • 1)第一步:锅炉点火后,开启主汽管道、再热汽管道启动外排疏水,开启高
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旁入口电动门进行高旁管道预暖,开启高旁调节门1~3%,观察高旁后温度 缓慢升高,在管道预暖期间严禁投入高旁减温水,高旁后温度升高至350℃投 入高旁减温水,控制高旁后温度320~350℃,机组启动过程中注意监视高排 逆止门前、后疏水罐水位高报警,若发现有水位高报警及时开启该疏水门, 待水位高报警消失后,及时关闭该疏水门。 2)第二步: 冬季: 待主汽压力至3~4MPa后,锅炉燃烧稳定,开启高、低旁空冷岛进汽,就地 安排专人负责监视旁路振动情况,严格控制高压旁路减压阀后温度不大于 350℃,严密监视高、低旁振动情况,若管道无振动,逐渐开启高压旁路至 30%开度,保证再热器压力在0.5MPa以内,开启的过程中注意监视就地管道 振动,以及空冷岛翅片回暖正常。发现管道振动过大及时关小高、低旁对管 道进行充分预暖,翅片回暖缓慢,立即开启高旁增加进汽量,保证翅片回暖 后不发生再次过冷现象。 夏季: 随着锅炉升温升压,逐渐开启高、低旁,直至参数满足锅炉吹扫条件。 第三步:锅炉升温升压,最终达到各参数稳定:主汽压力6.5MPa,主汽温度 380℃,高旁开度30%,再热汽压力控制在0.3~0.5MPa,再热汽温度360℃, 背压控制20~28KPa。
• 主汽压力达到6.0MPa时,保持各参数稳定,进行锅炉
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启动吹扫操作。 锅炉吹扫结束后,汽轮机冲转。汽轮机冲转至 2000rpm过程中保持各参数稳定,汽轮机中速暖机至 并网期间,控制主汽温温升<0.6℃/min。 启动过程中机组负荷低于60MW禁止使用二级减温水, 启动初期不要投用再热减温水。各减温水使用操作要 平稳,温度控制要超前,避免突开突关减温水门使管 壁急速降温和升温导致氧化皮集中脱落。 机组并网后,启动C磨煤机,升负荷速率3MW/min。 主汽温温升≤1.0℃/min。 A侧热一次风温升高至260℃时,进行B磨煤机倒风操 作。
防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施 ——控制启动期间的升温升压 率
• 值长联系储运部要求B、C原煤仓上
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3300cal/g以上的煤种;凝结水、除氧器 水质合格 。 除氧器加热至150℃。加强水质监督。 #1机组启动A电动给水泵(#2机组启动C 电动给水泵),锅炉上水时间≥4小时,打 开主再蒸汽启动外排疏水。 锅炉冷态冲洗水质合格后,尽可能将水冷 壁温提高至100℃,锅炉点火。 启动B磨煤机,投入等离子小油枪。 投入空预器连续吹灰,投入烟温探针。
TP347 T91 T23 TP347 入口T91 出口 TP347 T91
1114
1020
1067
497
46
防治锅炉氧化皮爆管的技术措施
• 在现有材料水平下,超(超)临界锅炉的氧化皮生成与剥落不可避免,
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因此现实可行的治理技术路线为: 减缓生成→控制剥落→加强检查→及时清理→及时换管与改造 减缓生成:金属管壁温度控制、合理选材。 控制剥落:温度、温度变化率、氧化皮与金属基体之间的温差 加强检查、及时清理、及时换管:拍片检查堆积情况、氧化皮测厚、 内窥镜检查脱落情况、割管清理,更换氧化皮厚度超标管段。 及时改造:根据在太仓公司超临界锅炉氧化皮问题治理工作中形成的 高温受热面选材原则,制定和实施改造方案,确保一个大修期内锅炉 安全运行。
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