锅炉氧化皮治理经验

盘电公司过热器、高温再热器管氧化皮堵塞防治工作介绍

1.设备概况

天津国华盘山发电有限责任公司安装两台由前苏联成套引进的500MW超临界燃煤发电机组，由莫斯科火电设计院和华北电力设计院联合设计，锅炉为俄罗斯波道尔斯克奥尔忠尼启泽机器制造厂制造的Пп—1650—25—545КТ（П—76型）超临界压力、直流、一次中间再热、平衡通风的固态排渣煤粉炉。

锅炉主要设计参数

结构。炉膛断面呈矩形23080×13864mm，四壁由φ32×6—12Cr1MoV的膜式水冷壁构成。锅炉一、二次汽水流程以炉膛前、后墙中心线为界分为左、右两个对称的独立流程，每个流程的给水和汽温调节都是独立的。炉膛受热面为垂直往复一次上升布置，标高44.7m以上为上辐射区，44.7m以下为下辐射区。下辐射区前后墙分别有6个组件，两侧墙各有10个组件。前后墙相邻的3个组件与侧墙的半个组件组成下辐射—Ⅰ，侧墙每4个组件加上相邻半个组件构成下辐射—Ⅱ。上辐射区前后墙各有6个组件，组成上辐射—Ⅰ，两侧墙各有10个组件，组成上辐射—Ⅱ。每个组件由48根水冷壁组成。一次汽水流程由省煤器、下辐射—Ⅰ、下辐射—Ⅱ、上辐射—Ⅰ、上辐射—Ⅱ、汽-汽交换器、顶棚和包墙受热面、内置阀门、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级屏式过热器和高温过热器组成。在锅炉两个流程中，给水进入省煤器前各设有一旁路，即21%旁路，此旁路设有截门并在下辐射—Ⅱ入口与主给水汇合，其目的是减小下辐射—Ⅰ和下辐射—Ⅱ的出口工质温差，从而降低下辐射—Ⅰ和下辐射—Ⅱ相邻管之间的应力，但同时也降低了下辐射—Ⅰ的工质质量流量。二次汽水流程由

汽-汽交换器、冷段再热器、热段再热器组成。沿烟气流程在炉膛顶部及水平烟道内布置有三组屏式过热器、高温对流再热器、对流过热器。对流竖井内布置有低温再热器、省煤器。

锅炉水平烟道内屏式过热器、高温对流过热器和高温再热器的清洗，是利用36个纵深移动的吹灰器对水平烟道的受热面进行清理。

2.机组运行情况简介

＃1机组于1995年12月31日由北京电建建成后经华北电力科学研究院进行调试通过168小时试运行移交电厂，＃2机组于1996年5月15日＃2机组由山西电建建成后经华北电力科学研究院进行调试通过168小时试运行移交电厂。

从1999年8月开始，两台机组根据电网要求开始低于60%额定负荷运行，最低调峰至50%额定负荷。1998年盘电公司改组为国华盘山发电有限责任公司后，开始试烧神华煤，从2000年3月开始全部燃用神华煤。

自投产截止2006年11月30日，#1机组总共运行73906小时；#2机组总共运行74027小时。

3.盘电公司锅炉过热器再热汽管泄漏情况

自投产以来，盘电公司两台锅炉过热器、高温再热汽管共发生过3次泄漏，分别是：3.1.1996年7月18日，#1锅炉在投入生产运行7个月后左侧Ⅰ级屏过第18排第6根出

口靠近顶棚部位爆管泄漏，对爆管部位进行检查未见异物，怀疑该管被异物堵塞，爆管后异物已经从喷出。

3.2.2002年1月29日，#1锅炉运行中甲侧高过第97排管屏第3根标高69米处发生爆

漏，对爆管部位取样检验确定爆管原因为管材短期超温过热所致。当时对被吹损的第94排管屏第1根过热器管打堵；对爆口周围有明显冲刷减薄现象的第97排管屏第

1、2根和第98排管屏第1、

2、

3、

4、5根过热器管进行了更换。

2002年9月29日在＃1机组大修过程中对爆管进行窥镜检查发现管内被异物严重堵塞，蒸汽已经基本不能流通。见下图：

3.3.2004年6月25日，#1炉费斯顿Ⅰ第19排第1根发生过热爆管，将对面的屏Ⅱ第18

排第1根呲漏。

截止到目前为止，盘电公司未发生因过热器、高温再热器管因氧化皮堵塞造成的爆管事件。

4.氧化皮检查情况

盘电公司十分重视氧化皮情况的检查，特别是在一些容易由氧化皮脱落造成影响的部件的检查，每次检修只要条件允许，都将氧化皮的检查作为一项重点工作进行，以下是给雷部件氧化皮情况的检查情况：

4.1.中压调速门、中压导气管，高压调速门、主汽门、高压导气管检查情况

2007年A修检查与2002年大修检查比较氧化

皮有所好转，检查情况如下：

4.1.1.中压调速气门门芯外侧有薄层灰蓝色氧

化皮成小面积脱落，厚约0.1毫米。氧

化皮呈鼓包状。

4.1.2.高压调速气门灰蓝色氧化皮脱落，氧化

皮厚约0.1毫米。

4.1.3.主汽门体为钢灰色氧化皮有较大的面积

脱落，厚约0.12毫米，钢灰色色氧化

皮

4.1.4.2007年大修检查高压导气管无氧化皮

脱落，为淘红色。

4.1.

5.2007年大修检查中压导气管内壁呈钢

灰色有氧化皮脱落，厚约0.22mm。

4.2.过热器、高温再热器割管检查情况：

高温过热器内壁检查：内壁表层为钢灰色膜状，无氧化皮

脱落。

弯头：表面呈钢灰色膜状，无积水痕迹和杂质，无氧化皮

脱落。

屏过热器检查：表层为深蓝灰色膜状物，无氧化皮脱落。

以上均为2007年#1炉A级检修的割管检查情况，#2炉

2009年检查情况基本相同。

4.3.过热器、高温再热器内壁氧化皮电磁法检查情况：

盘电公司聘请专业人员每年均对两台锅炉的过热器、高温再热器内壁氧化皮情况适用电磁法进行了检查，检查比例根据检修类别有所不同，A级检修为50%，C级检修为20%。2009年#1机组C修和#2机组A修的检测结论为电磁信号较小，表明内壁基本没有脱落的氧化皮存在，随即根据电磁法检查的结果，对电磁信号最大的管子进行了割管检查，检查情况证实了检测的结果。

5.过热器、高温再热器内壁氧化皮情况的分析和治理的体会

受热面氧化现象首先是铁元素的氧化。在570℃以下，生成的氧化膜是由Fe2O3和

Fe3O4组成，Fe2O3和Fe3O4都比较致密（尤其是Fe3O4），因而可以保护钢材以免其进一

步氧化。当超过570℃时，氧化膜由Fe2O3、Fe3O4、FeO三层组成（FeO在最内层），其

厚度比约为1：10：100，即氧化皮主要是由FeO组成，FeO是不致密的，因此破坏了整个氧化膜的稳定性，这样氧化过程得以继续下去。由于氧化皮和管子金属的膨胀系数不同，在参数发生变化时，氧化皮有发生脱落的可能。

根据以上的氧化皮形成机理，我们认为严格地执行各项化学水处理指标是保证氧化皮形成是否致密的主要措施；严格地控制参数变化，优化机组运行控制是减少和避免氧化皮剥落的主要方法。因此我们主要围绕以下方面开展工作：

5.1.在化学水处理方面

盘电公司机组水化学工况为CWT处理工况，＃2机组1998年实施加氧处理，＃1机

组1999年采用联合水处理工况，机组加氧为两点，主要加氧点设计给水泵入口处，即在除氧器下水管上，辅助加氧点设计在三级凝泵入口，给水控制标准为：氢电率<0.15μS/cm，pH=8.3～8.7，溶解氧为50～100μg/L。

5.1.1.机组启动冲洗过程中的控制指标

冷态启动，冲洗过程水质控制指标为

(1)冲洗凝汽器(YD＜3μmol/L，SiO2＜300μg/L，Fe＜300μg/L)；