高温氧化皮

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超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是一种新一代的高效节能锅炉,其高温受热面处于极端的工作条件下,容易发生氧化皮脱落问题。

本文将探讨超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因,并提出相应的治理措施。

1. 高温氧化作用:高温下,锅炉受热面的金属材料容易与氧气反应,形成氧化物。

这些氧化物会沉积在受热面上形成氧化皮,进而脱落。

2. 烟气侵蚀:锅炉燃料燃烧产生的烟气中含有大量的气体和颗粒物,其中包括酸性物质,如二氧化硫和二氧化氮等。

这些酸性物质会侵蚀受热面,导致氧化皮脱落。

3. 热应力作用:超超临界锅炉高温受热面由于长期承受高温烟气的冲击,会引起受热面的热胀冷缩。

这种热应力会使氧化皮与基材之间的结合变弱,从而加速氧化皮的脱落。

1. 材料选用:使用耐热、抗氧化性能好的材料作为受热面,以提高锅炉的耐温性和抗氧化性能。

常用的材料有铬钼钢和镍基高温合金等。

2. 涂层处理:在受热面表面涂覆一层抗氧化的涂层,以提高受热面的抗氧化性能和耐蚀性。

常用的涂层材料有铁铝高温涂层和陶瓷涂层等。

3. 清洗除锈:定期对受热面进行清洗除锈工作,以去除氧化皮和其他污垢,减少氧化皮的形成和脱落。

4. 热应力控制:通过优化锅炉的运行参数和调整受热面的结构设计,减少受热面的热应力,延缓氧化皮的脱落。

5. 烟气净化:增加烟气净化的设备,如脱硫装置和脱硝装置等,减少烟气中的酸性物质含量,减少受热面的侵蚀和氧化皮的脱落。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个复杂的问题,需要综合考虑材料性能、涂层处理、清洗除锈、热应力控制和烟气净化等因素。

通过采取综合治理措施,可以有效延缓氧化皮的形成和脱落,提高锅炉的运行效率和安全性。

高温氧化皮对机组运行的危害

高温氧化皮对机组运行的危害

不锈钢管内壁氧化皮脱落分析及防范措施一、氧化皮结构及形貌氧化皮由内、中、外3层结构和形貌不同的氧化物组成,内层仍为结构致密的富Cr氧化物,中间层为结构相对疏松、多孔的Fe3O4氧化物,内层与中间层的界面附近分布着较多的孔隙,最外层为结构致密但厚度不均的Fe2O3氧化物。

TP347H管内氧化皮TP347H管内氧化皮二、高温氧化皮对机组运行的危害1、氧化皮剥离会造成受热面超温爆管。

堵塞达到1 /2管径就会引起管道过热,有爆管危险.需要进行割管清理;当堵塞大于1/2管径,就会使管道短期过热爆管。

氧化皮的产生会影响金属换热效果,影响机组运行的经济性。

一般氧化皮堆积堵塞小于1 /3管径不会引起爆管,但影响热交换而且使氧化皮的产生速度加快,形成一种恶性循环2、氧化皮的产生容易使主汽门卡涩,造成机组停机主汽门无法关闭威胁机组的安全运行,并容易堵塞细小管道、疏水阀门、逆止门等,使系统产生潜在隐患。

3、流动蒸汽带出的氧化皮对汽轮机部件产生固体颗粒侵蚀,造成汽轮机喷嘴和叶片侵蚀损坏并污染水汽品质,使汽水中铁含量增加,造成锅炉受热而沉积速率增加。

三、不锈钢过热器和再热器管子内壁氧化皮的生长、剥落规律及影响氧化皮生长速度和剥落倾向的因素1、氧化皮的生成高温蒸汽管内壁生成氧化皮是个自然过程,高温过热器使用材料(SA-213TP347H)为奥氏体不锈钢,当其长时间处于高温高压的水蒸汽中时,管子内壁会氧化。

由于Cr的活性较高,在氧化的初始阶段,管子内表面会生成很薄的Cr2O3氧化皮,这层氧化皮的形成阻止了管子内壁进一步氧化,但随着运行时间的增加,氧化皮以下的基体相应地发生Cr的贫化,同时在超温或温度、压力剧烈波动等情况的作用下,外层氧化物出现细微的裂纹,Fe向氧化皮外扩散,大大恶化了其高温下的抗氧化能力,氧化发展速度加快,抗氧化性能降低,氧化层也开始向双层、多层发展。

通常认为金属温度和氧化速度之间呈指数曲线关系,温度的小幅提高就会引起蒸汽氧化速度的大幅增加,经常性超温或运行中管壁金属温度长期处于偏高的水平是导致这类管子内壁氧化皮在投运后仅3万h 左右就生长得很厚的最根本原因。

锅炉高温受热面氧化皮的分析研究

锅炉高温受热面氧化皮的分析研究

锅炉高温受热面氧化皮的分析研究摘要:锅炉受热面管若产生氧化皮将会对锅炉的运行有着极大的危害。

因此,对锅炉受热面管氧化皮进行检测历来都是预防锅炉爆管的重要手段。

而超声波技术的应用,则对锅炉受热面管氧化皮的检测有了极大的帮助。

基于此,本文就锅炉受热面管氧化皮的超声波检测进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定帮助。

关键词:受热面;氧化皮;预控措施引言随着锅炉使用时间的增加,氧化皮往往容易产生氧化皮,由于氧化皮与钢管基材膨胀系数差异较大,在停炉冷却过程中,氧化皮因受力脱落,堆积堵塞受热面管,如检查清洗不彻底,会导致锅炉在超温爆管后重新启动。

为了防止爆管事故的发生,必须减少和避免氧化物剥落和积累。

虽然对氧化皮问题采取了不同的处理方法,但对氧化皮产生的原因、规律及预防措施尚无系统的研究。

因此,本文对这些问题进行了探讨。

1.氧化皮的生成机理及危害1.1 氧化皮的生成机理在亚临界及以上机组的锅炉高温段受热面管内,过热蒸汽温度都大于540℃,此时的高温水蒸汽与金属材料中的铁直接反应,生成Fe3O4并放出H2,且温度越高,这种蒸汽腐蚀就越剧烈,具体化学反应式如下:3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2 (1)蒸汽温度的不同反应产生的氧化皮组成也有所区别。

当温度小于570℃时,产生的氧化皮主要由Fe3O4和Fe2O3构成,形成的氧化皮组织较为致密,可以避免基体母材的进一步氧化;但当温度大于570℃时,产生的氧化皮主要由Fe2O3、Fe3O4和FeO构成,其中Fe2O3在最外侧,Fe3O4在中间,FeO在最里侧,此时形成的氧化皮组织疏松,致密性差,易受外界作用,从而使基体母材不断与高温水蒸汽发生化学反应,加剧了氧化皮的生成。

1.2 氧化皮的危害高温受热面管氧化皮问题一直是困扰电站锅炉安全运行的重要因素。

氧化皮的导热系数比基体母材低,当产生氧化皮后,会影响传热效果,易造成管壁超温,管壁超温反过来又会使氧化皮的厚度增加,如此形成恶性循环。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理近年来,随着能源需求不断增加,其高效安全利用的需求也越来越迫切。

超超临界锅炉作为新一代超临界锅炉的代表,其可提高燃料的利用效率和节能减排,已经成为我国火力发电工业技术的重要发展方向。

然而,超超临界锅炉在使用过程中,高温受热面氧化皮脱落成为了一个严重的问题。

一、高温受热面氧化皮脱落的形成原因超超临界锅炉,受热面高温氧化皮脱落是由于高温下的氧化作用和金属材料的应力松动以及锅炉结构设计不合理所导致的。

超超临界锅炉内部燃烧温度高、高温氧化环境严酷、冷却水与热表面水汽对流热传输强度大,认定为一种复杂的高温氧化腐蚀形式。

1.高温氧化作用高温下的金属材料容易氧化,其氧化层可能会脱落,从而形成氧化皮。

这些氧化皮,会增加受热面的热阻并阻塞燃烧产生火烟的通道,进而导致超超临界锅炉的发电效率降低。

2.金属材料容易应力松动超超临界锅炉是在高温高压及腐蚀环境下运行,受热面材料由于各种因素持续的受到外力和温度的挤压、拉伸、剪切、弯曲、变形、金属颗粒间的形变、位错等等诸多因素造成不断的塑性变形。

受热面金属材料在高温环境下变形则产生蠕变,蠕变后金属应力会逐渐累积到很高程度,使受热面外表面的氧化皮与基体之间发生剪切破裂。

3.锅炉结构设计不合理超超临界锅炉的受热面阶段数多、结构复杂,设计难度大。

在锅炉设计上,如果受热面的材料、结构等问题没有得到足够重视,就会导致锅炉在高温高压环境下受到各种力的作用而出现变形,进而形成局部热应力和冷应力,加剧了氧化皮脱落的发生。

高温受热面氧化皮脱落会严重影响超超临界锅炉的操作性能和发电效率,具体表现为:1.增加热阻高温受热面氧化皮脱落后会形成难以热传递的氧化皮层,阻碍水蒸汽与热表面的传热,增加了受热面的热阻,从而导致锅炉的热效率下降。

2.阻塞通道高温受热面氧化皮脱落通过堆积和凹凸不平的表面阻碍了火烟的通道,从而导致火烟流速下降,燃烧不充分,降低了燃烧产生的热量以及锅炉的热效率。

超临界机组防止高温氧化皮集聚脱落造成设备损害的技术措施

超临界机组防止高温氧化皮集聚脱落造成设备损害的技术措施

防止高温氧化皮脱落对机组造成危害的技术措施高温氧化皮是指金属与高温蒸汽中的氧发生氧化反应而生成的氧化物。

在我国高温氧化皮研究是在2000年以后正式被提上议程,随着超临界发电机组在国内的不断投产,防止高温氧化皮生成、脱落对机组安全运行造成的危害越来越被重视。

一、高温氧化皮的特性1、高温氧化皮生成具有阶段性:高温蒸汽管道的氧化皮在560℃以下生成非常慢,在560℃~590℃之间生成较快,超过590℃~620℃之间生成速度很快(超临界机组设备厂家和运行规程规定,锅炉主汽温度禁止超过590℃,一是考虑金属应力变形,二是考虑氧化皮问题),620℃以上又呈下降趋势。

也就是说高温氧化皮生成具有阶段性。

以前125MW机组、200MW 及300MW强制循环机组,由于温度不超过560℃,很少考虑氧化皮问题。

2、高温氧化皮随着机组连续运行时间延长厚度会逐渐增加,达到一定厚度会脱落,特别是在温度突变时,脱落速度会加快且成片脱落。

3、高温氧化皮开始生成速度较快,当形成氧化膜层后,生成速度逐渐减缓。

4、不同钢材抗氧化皮性能所有不同。

二、氧化皮脱落的危害及处理1、机组连续运行时间越长,氧化皮层越厚,氧化皮脱落的可能性越大;温度反复突变,氧化皮越容易脱落。

运行中氧化皮脱落,对汽轮机喷嘴、阀芯、叶片等部件产生冲击,容易损坏汽机部件。

锅炉停炉及点火过程中,由于管道没有蒸汽流动或蒸汽量很小,脱落的氧化皮就会沉积在管道的下部或联箱的底部,容易造成部分管道的流通面积减小,在机组并网后锅炉燃料增加,烟温逐渐升高,部分流通面减小的过热器管因得不到蒸汽的充分冷却,就会超温,金属的分子结构发生改变,强度下降最后爆管。

2、防止氧化皮大面积快速脱落,一是保持温度升降平稳,避免大起大落,也就是在正常运行调整中,避免给水量大幅变化、减温水阀门突开突关;二是机组连续运行一段时间后(一般为2200小时),采用降温降压大流量冲刷一次,使已形成一定厚度但量不是太大的氧化皮脱落,随着蒸汽带走。

高温氧化及氧化皮的研究

高温氧化及氧化皮的研究

专题技术讲座热力系统水蒸汽高温氧化氧化皮问题的研究李志刚二○○五年四月前言•近期在国内和华能系统内,机组的高温氧化和氧化皮问题的凸现,引起了普遍的关注。

•高温段金属表面的氧化皮是如何形成并脱落的。

•蒸汽中的溶解氧是否与氧化皮问题有关。

要点1 提供高温氧化机理和有关的基本概念。

2 总结国内外有关的研究成果。

3 提出进一步研究的思路和途经伊敏电厂氧化皮问题•#1机组运行约3万小时,12Cr18Ni12Ti奥氏体不锈钢的氧化皮已经达到一定的厚度。

水平烟道受热面材质为12Cr18Ni12Ti的二级屏过热器、三级屏过热器、二级对流过热器、二级对流再热器所有管屏U型弯下部均发现氧化皮,氧化皮脱落的管道占水平烟道受热面总数的90%以上。

脱落氧化皮为鳞片状,厚度0.06-0.14mm,长度5-30mm。

氧化皮两侧呈不同颜色,靠蒸汽侧为浅灰色Fe2O3,靠金属侧为深黑色Fe3O4。

相同材质机组对比1•调查结果表明尽管盘山电厂锅炉运行时间和加氧时间还比伊敏电厂长,但盘山电厂不锈钢管内壁氧化轻微,氧化皮很薄且剥落轻微,从未发现过停炉后堆积现象。

区别如下:1.伊敏发电厂:锅炉18.472×18.472米的正方形“T”型炉结构,切园燃烧,燃用伊敏本地产褐煤。

炉膛四面墙上布置32个煤粉喷燃器,每面炉墙上布置两列四层煤粉喷燃器。

按烟气流向在水平烟道中布置有二级屏式过热器,费斯顿-1,一级屏式过热器,三级屏式过热器,二级对流过热器,二级对流再热器,费斯顿-2,费斯顿-3。

盘山发电厂:锅炉为23080×13864mm“T”型炉结构,燃用神华煤,对冲燃烧方式,共有8套制粉系统。

燃烧器共32只,分四层布置,每层共8只,分列于左、右侧墙形成。

该燃烧器的一、二次风均为旋流,一次风旋流强度不可调;二次风的旋流强度可调。

按烟气流向在水平烟道中布置有一级屏式过热器,二级屏式过热器,费斯顿-1,,三级屏式过热器,二级对流再热器,二级对流过热器,费斯顿-2,费斯顿-3。

过再热器高温氧化皮形成原因及防治

过再热器高温氧化皮形成原因及防治

1 概述
21 年 5 贵州某电厂 3 4 00 月, 号、号号机组大修, 化
条件下的这种反应是一种化学腐蚀。
3 e+4 2 F H 0——F3 +4 2 ( 0 " e04 H >30 t C) 正常情 况 下该 反应 会 在金 属 表 面形 成 一层
F。 保护膜 , e0 但当热负荷和温度波动过大或发生超
21 年 1 0 1 0月 第 1 4卷 第 l 0期
2 1 ,Vo ,1 0 1 l 4,N . 0 o 1
贵州电力技术
GUI ZHOU ELECTR C OW ER ECHNOL I P T OGY
专题研讨
S e ilRe o t p c a p r s
过再 热 器 高 温 氧化 皮 形 成 原 因及 防治
于 20 年割取 的当初评定为 “ 09 基本无腐蚀 、 无垢”
的过热器管样 , 重新按 “ 轧管法” 进行垢量分析 , 结 果为 28gm 。如图 3 8 / 所示。
器) 的化学清洗 , 火力发电厂锅炉化学清洗 导则》 《 未作明确规定 , 实施难度及风险较大。因此积累基
础数据 , 尽快摸清规律 , 根据不同的炉型及材质确立 相关临界值( 清洗、 换管) 显得尤为重要。所以必须 建立长期的受热面管监视制度 , 包括定期氧化皮测 量、 割管检查、 壁温测量和监视。各火电厂应严格执 行 D / 15 20 《 L Tl1 — 09 火力发 电厂热力设 备大修化
由于 对于 运 行 炉 蒸 汽 流 通 部 位 ( 热 器 、 热 过 再
致的规定 , 系统内在锅 炉大修化学检查方面在取垢
困难 的情况 下 , 检查 过程 中往 往 采取 目测 表 面状 在

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是目前煤电行业的重要技术装备之一,具有高效、节能、环保等优势。

而在超超临界锅炉中,高温受热面氧化皮脱落问题一直存在,极大地影响了锅炉的安全稳定运行。

因此,本文将从氧化皮脱落原因出发,结合治理方法进行分析和探讨。

一、氧化皮脱落的原因(一)锅炉设备本身原因1.锅炉受热面设计不合理,导致高温部位温差大,容易导致氧化皮脱落。

2.使用不合适的材料,使受热面在高温和高压条件下易形变、易脆化,进而影响受热面的脱落问题。

3.受热面的加工质量不合格,如表面光洁度差、残留应力大,会导致受热面氧化皮质量差、易脱落等。

(二)运行条件原因1.过量热流通,超过受热面耐热极限,导致受热面温度过高,氧化皮形成与脱落问题突出。

2.燃料不纯,煤粉不能完全燃烧,会堆积在受热面上,导致脱落。

3.水质不良,水质中存在高浓度的溶解氧、CO2等物质,影响受热面材料的稳定性和抗氧化能力。

(三)操作原因1.启停操作频繁,使得锅炉设备更加容易受到温度、温差的变化,导致受热面氧化皮脱落。

2.锅炉的清洗不及时、清洗不彻底,导致受热面上的氧化皮积累,进而形成较大的氧化皮,加剧脱落问题。

二、治理方法针对氧化皮脱落的原因,可以采取以下治理方法:(一)锅炉设备本身治理1.改变受热面结构设计,避免锅炉扭曲、变形,尽量减少应力。

2.选用高温、高压下能够提高材料抗氧化、抗脱落能力的高温合金材料。

3.加强受热面的加工质量,提高表面光洁度,降低表面残余应力。

(二)运行条件治理1.加强热流量的控制,避免过量热流,将蒸汽压力、出口温度控制在正常范围内。

2.优化燃烧工艺,严格控制煤粉的燃烧效果,避免其堆积在受热面上。

3.严格控制水质,加强锅炉水处理,降低水质中的溶解氧、CO2等物质含量。

(三)操作治理1.采取合理的启停操作,避免锅炉受热面温度变化过大。

2.加强清洗和维护工作,定期对受热面进行清洗,保持受热面的干净和稳定。

综上所述,针对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题,需要综合考虑锅炉设备本身、运行条件和操作等多个方面,采取科学合理的治理方法,才能有效地解决这一问题,确保锅炉的安全稳定运行。

高温氧化皮

高温氧化皮

超临界锅炉高再管氧化皮脱落分析与解决措施某公司2号炉,为哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉,型号为HGI980/。

于2005年6月投产。

锅炉为单炉膛、一次再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构n型锅炉,锅炉设计煤种为神府东胜煤。

主蒸汽额定蒸发量为1952t/h,温度543 C,压力;再热汽温度569 'C。

压力。

高温再热器布置于水平烟道内,与立式低温再热器直接连接,没有布置中间连接集箱,采用逆顺混合换热布置。

高温再热器沿炉宽排列95屏,每屏管组采用10根管,人口段管子为①57mmx4.3mm,材质为SA-213T22,中间段管子为①51mmx4.3mm,材质为SA-213T91,出口段的前6根管子为①51mmx4.3mm,材质为SA-213 TP347H,后6(应为后4根)根管子与中间段相同。

如图1所示。

图1高温再热器结构图1高温受热面检查情况根据其它超临界锅炉在运行中岀现的问题,并结合日常金属监督统计结果,2007年2号机组首次大修中。

将检查高温受热面有无氧化皮堆积列人检修项目。

对屏过、末过、高再底部弯头有无氧化皮堆积进行射线拍片检查。

屏过检查了4屏,末过检查了1屏,未在底部弯头处发现有氧化皮堆积。

因2号炉的高温再热器在日常金属监督中,发现个别测点处经常有超温现象,故本次着重对超温处进行检查。

高再检查情况2号炉自投运以来,高温再热器管就有3个测点存在超温现象(超过626 C,从2006年1月开始统计), 这3个测点对应的管屏为A侧数第12、48、90屏,超温时间分别为670、833、2847min。

本次先对2号炉高温再热器第21测点区域的超温情况进行检查,首先对A侧数第90(第21测点处)、9 1、96屏的底部弯头进行拍片,检查弯头处有无氧化皮堆积。

发现此3屏的炉后弯头处均没有异物堆积. 只在炉前侧部分弯头有堆积现象,见表1。

注:其中数字** 一**,前面数字表示从A侧数的屏数,后面的数字表示炉前侧底部弯头从底向上数第几个弯头数。

超临界机组高温受热面氧化皮脱落分析与处理措施

超临界机组高温受热面氧化皮脱落分析与处理措施

超临界机组高温受热面氧化皮脱落分析与处理措施摘要:本文介绍了信阳电厂#3机组过热器、再热器氧化皮快速增厚、剥落的状况,对机组有关运行数据和给水加氧情况进行了统计分析,参考有关研究资料,对氧化皮问题的成因进行了初步的分析和探讨,寻求氧化皮快速生长脱落的原因和防止此类问题发生的途径。

关键词:超超临界机组;给水加氧处理;氧化皮0 引言信阳电厂#3机组于2009年3月通过168h试运正式投产,其锅炉为东方锅炉厂生产的DG2000/26.15-II2型一次中间再热、超超临界参数变压运行、带内置式启动旁路系统的本生直流锅炉。

投运初期给水采用加联氨的还原性处理方式。

2010年3月,给水处理方式由还原性处理A VT(R)转为氧化性处理OT,共设凝泵出口、除氧器入口、除氧器出口、省煤器入口4块氧表进行监控。

2010年10月机组停运小修,检查时发现过热器、再热器氧化皮普遍快速增厚并已发生剥落沉积。

1 高温受热面检查情况统计表(见表1)表1 氧化皮剥落超标统计表高再氧化皮剥落沉积物样品尺寸比高过的大,视比重小。

分析结果显示高过氧化皮样品中铁氧化物以四氧化三铁为主(60%),高再氧化皮样品中铁氧化物以三氧化二铁为主(60%)。

进行内窥镜检查的典型图片如图1。

图1 高过原位氧化皮沉积量的内窥镜检查典型照片2 氧化皮生长脱落造成的危害蒸汽侧脱落的氧化皮屑一部分会落入蒸汽管道底部,一部分会被高速蒸汽流带出过热器、再热器。

掉入管子底部的氧化皮逐渐聚集,将管子堵塞,使管内蒸汽流量降低,最终导致管道受热面温度异常上升甚至超温爆管。

剥离的氧化皮被带入汽机后会使主汽门卡涩,威胁机组的安全运行,产生固体颗粒侵蚀,造成汽轮机喷嘴和叶片侵蚀损坏;剥离的氧化皮被蒸汽携带进入疏水、抽汽系统后,容易沉积在系统死角,堵塞疏水管、阀门等,给正常生产造成很大的影响。

如果脱落的氧化皮未被精处理系统全部截留,极少部分细微颗粒会穿透精处理混床,严重污染水汽品质,最终造成锅炉受热面沉积率上升。

锅炉高温受热面氧化皮形成机理及防治措施

锅炉高温受热面氧化皮形成机理及防治措施

锅炉高温受热面氧化皮形成机理及防治措施发布时间:2022-01-11T05:17:03.526Z 来源:《当代电力文化》2021年29期作者:侯启聪[导读] 氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物,由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。

侯启聪大唐山东电力检修运营有限公司山东青岛 266500摘要:氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物,由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。

其中氧化亚铁结构非常疏松,致密性最差极易发生断裂,而四氧化三铁、三氧化二铁结构相对致密,具有一定的保护性关键词:氧化皮;形成原因;防范措施1、氧化皮问题现状及危害锅炉受热面管内氧化皮问题,国际上已经出现和研究了将近50年。

上世纪90年代,超超临界火电机组诞生,蒸汽温度达到600℃ /600℃机组效率达到44-45%,供电煤耗达到280g/kWh,在显示优越经济性的同时,伴随着出现了过热器及再热器氧化皮问题。

亚临界机组正常运行温度(541℃)此时炉内受热面实际温度( 541℃+ 50℃= 591℃);超临界机组正常运行温度(571℃)此时炉内受热面实际温度(571℃+ 50℃= 621℃);经研究蒸汽温度在538 ℃以下,锅炉一般不发生氧化皮剥落的问题,而蒸汽温度在570℃以上时受热面就会发生所生成的氧化皮剥落事故,特别是超临界锅炉不可避免产生氧化皮脱落。

氧化皮主要造成两类安全性问题(1)道的蒸汽侧氧化导致锅炉局部过热,超温爆管,降低机组可用率(2)汽轮机叶片固体颗粒侵蚀(SPE)2、氧化皮生成机理在氧化过程中,金属的氧化是通过氧离子和金属离子的扩散来进行的,金属氧化的本质涉及正负离子的扩散。

正是由于金属及所处反应环境中,离子浓度,化学位,电位的不平衡势差促使了离子的扩散,成为金属氧化的内部原动力。

在高温水蒸气环境下由于蒸汽分解产生的氧分压大于由氧化铁和其他合金氧化物解离产生的氧分压,使得氧离子能比较容易的通过氧化层不断到达内部氧化界面形成铁铬尖晶层,同时金属提供必须的电子和金属离子,从内部扩散穿过氧化层,到达外部界面构成铁磁体层,从而形成初始的双层氧化层。

锅炉高温受热面氧化皮检测新技术的应用

锅炉高温受热面氧化皮检测新技术的应用

1概述如今大容量机组奥氏体材料如TP304H、TP347H、TP347HFG、Super304、HR3C 等高等级钢材在火力发电机组锅炉高温受热面的不断应用,管内壁在高温下不可避免地被蒸气氧化,进而形成一定厚度的氧化皮,因氧化皮和基材存在较大的膨胀系数差,在机组启、停过程中氧化皮受应力作用剥落堵塞受热面管。

氧化皮剥落堵塞所造成的超温爆管是一个世界公认的普遍性问题,已经成为影响锅炉安全稳定运行的重要因素。

2锅炉高温受热面奥氏体不锈钢产生氧化皮的原因与危害从热力学角度来讲,锅炉管内壁产生蒸汽氧化现象是必然的,因为铁与水反应生成Fe(OH)2,饱和后在一定温度范围转化为Fe3O4,在其表面形成Fe3O4氧化膜,并有氢析出。

一般来说金属温度对氧化速度的影响最大,而蒸汽压力的影响相对较小,且温度对于不同钢种蒸汽氧化速度的影响方向和程度也不尽相同。

在长期高温运行过程中,奥氏体不锈钢过热器和再热器管子内壁在高温蒸汽的作用下会不断氧化而形成连续的氧化皮,由于氧化皮的膨胀系数(0.9*10-5)与奥氏体不锈钢基体金属的线膨胀系数(2.1*10-5)相比差别很大,温度变化时二者的热胀冷缩变形很不协调,就会引起氧化皮破裂并从金属表面剥离,因此在机组启停或温度急剧变化时就更易引起管内氧化皮大面积剥落堵塞管子。

当然,不同管子受锅炉热偏差影响其内壁氧化皮剥落堆积程度也出现较大的差别。

据资料统计分析:亚临界机组正常温度运行(541℃),氧化物高峰期应在35000小时左右就会出现脱落堵塞管道;国内机组高峰期最早的在33000小时左右。

超临界机组正常温度运行(571℃),氧化物高峰期应在15000小时左右就会出现脱落堵塞管道;且温度越高,高温氧化就会加速,氧化高峰期来得越早温度越高,高温氧化越快,容易造成氧化物运行中大面积快速脱落堵塞产生爆管。

目前国内已有许多机组相继出现了锅炉氧化皮剥落所导致的爆管、汽室部件严重吹损等事故,成为威胁机组运行可靠性的主要因素。

超超临界锅炉氧化皮的产生和防治

超超临界锅炉氧化皮的产生和防治

超超临界锅炉氧化皮的产生和防治随着机组容量越来越大,蒸汽参数越来越高,金属在高温环境下不断产生氧化皮。

并伴随氧化皮剥落堆积,造成管壁超温并最终导致锅炉四管爆漏事故。

因此氧化皮的产生和剥落是影响机组安全稳定运行因素之一。

一、氧化皮生成的原因由于高温高压蒸汽具有氧化性,从400℃以上开始具有较强氧化性,500℃-700℃具有最强氧化性,600℃以上氧化速度加快。

500℃以上,奥氏体钢就与水蒸汽发生反应生产氧化层,570℃以上,氧化层中增加了FeO相,材料氧化速度加快。

在600℃-620℃之间,金属氧化速度存在突变点,氧化层迅速增厚,氧化层达到一定厚度,运行条件变化时,容易导致氧化层脱落,成为氧化皮。

氧化皮是高汽温参数带来的副产物。

氧化皮基本是双层结构,外层厚度相当,外层主要是疏松结构的Fe3O4,层为致密结构的(FeCr)3O4,其中Cr含量随金属不同而不同。

奥氏体钢只脱落外层氧化皮,层不易脱落。

铁素体钢外两层都易脱落,管壁部运行一段时间容易形成新的氧化皮,造成反复的形成和反复的脱落。

在机组实际运行过程中,锅炉高温过热器、高温再热器长期处于高温状态下,管壁出现短时超温是比较常见现象。

在长时超温和短时超温情况下,管材抗氧化能力大大降低。

加快氧化皮的生产和发展。

二、氧化皮的危害氧化皮的产生和剥落对机组运行的危害:(1)氧化皮剥落阻碍管蒸汽流动,使壁温大幅升高,金属蠕变胀粗,造成锅炉受热面管壁超温爆管。

(2)氧化皮的绝热作用引起受热面管金属壁温上升,影响管材寿命。

(3)氧化皮对汽轮机产生固体颗粒侵蚀,造成调门、喷嘴和叶片侵蚀损坏。

(4)氧化皮产生容易造成主汽门卡涩,机组停运造成主汽门关闭不严,威胁机组安全运行。

(5)氧化皮剥落容易堵塞疏水管,威胁机组安全运行。

(6)氧化皮剥落造成汽水污染,严重影响汽水品质。

三、氧化皮剥离的原因、条件及机理(1)原因:由于氧化皮的膨胀系数与碳钢和低合金钢接近,但是奥氏体钢的膨胀系数要比氧化皮大很多,大幅度的温度变化将导致金属应力增大而使氧化皮剥离。

高温氧化皮的问题探讨和防治

高温氧化皮的问题探讨和防治

高温氧化皮的问题探讨和防治梁学斌,何 文,王树伟(天津国华盘山发电有限责任公司,天津蓟县301900)摘 要:随着锅炉运行时间的延长,在锅炉过热器和高温再热器管道内部会逐渐生成氧化皮,氧化皮剥落会堵塞管道引起局部过热,导致过热器、再热器爆管;同时剥落的氧化皮被带入汽轮机,引起固粒侵蚀导致损伤汽轮机叶片,污染水汽品质。

因此采取有效手段在运行中加强对锅炉受热面温度的控制,抑制氧化皮生成和剥落,以及在检修中消除氧化皮的影响,对机组安全运行至关重要。

关键词:氧化皮;温度;剥落中图分类号:T K223.3+2 文献标识码:B 文章编号:100329171(2007)增刊220128203Research and Con trol of H igh Tem pera ture Ox ida tion Sk i nL iang Xue2b in,H e W en,W ang Shu2w ei(T ianjin Guohua Panshan Pow er Generati on Co.L td.,J ixian301900,Ch ina)Abstract:W ith the extensi on of bo iler operati on ti m e,oxidati on sk in could be found bo th in the super heater of bo ilers and the p i peline of h igh-temperature re2heaters.If the oxidati on sk in flakes off,the p i pelines could be blocked,and part of the p i pelines w ould be over-heated,p i pelines of super heaters and re2heaters could be burst.M eanw h ile,if the oxidati on sk in gets into the steam turbine,the turbine blade m igh t be dam aged due to so lid ero si on,and the w ater vapo r can be po lluted.T hus,it is essential fo r the safe operati on of the units to take effective m easures to contro l the temperature of bo iler be-heated surface during operati on,to inh ibit the generating of oxidati on sk in,and to remove the effect caused by oxidati on sk in in reparati on.Key words:oxidati on sk in;temperature;flak ing off0 机组概况天津国华盘山发电有限责任公司(下称盘电)1、2号锅炉是俄罗斯波道尔斯克奥尔忠尼启泽机器制造厂制造的Пп216502252545∗3(П276)型直流超临界参数锅炉,与列宁格勒金属制造厂的K2500224024型汽轮机配套,炉体为单炉膛,炉膛横断面尺寸为23×13.8m。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是一种高效、节能的燃煤锅炉,其受热面温度高达700摄氏度以上,因此受热面氧化皮脱落是其常见问题之一。

这种问题不仅影响了锅炉的正常工作,还可能对环境造成污染,因此需要有效的治理措施。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因主要包括以下几点:一、受热面温度高,焚烧介质中含有一定的硫、氧等元素,在高温条件下易发生氧化反应,导致氧化皮的脱落。

二、锅炉内部高温高压环境容易造成材料疲劳和腐蚀,进而导致受热面氧化皮的产生和脱落。

三、煤种的选择和燃烧稳定性等因素也会影响受热面氧化皮的生成和脱落。

受热面氧化皮脱落的问题一旦发生,将直接影响超超临界锅炉的运行效率和安全性。

对于受热面氧化皮的治理十分重要。

下面将从预防和治理两方面进行详细介绍。

预防措施:1、选择合适的材料。

在设计和选材的过程中,需要考虑锅炉的工作温度、压力等因素,选择耐高温、耐腐蚀的材料,以减少氧化皮的生成和脱落。

2、燃料的选择和燃烧的稳定性。

选择低硫、低灰分的煤种,并保持良好的燃烧条件,避免煤灰中的硫等元素过量进入受热面,减少氧化皮的产生。

3、加强设备维护和保养,及时清理受热面。

定期对受热面进行清洗和检查,及时发现和处理氧化皮的问题,避免其脱落导致其他问题的发生。

治理措施:1、采取有效的防脱固化措施。

使用化学品对受热面进行浸渍或涂覆处理,形成一层坚固的覆盖层,防止氧化皮脱落。

2、采取表面处理技术。

利用喷涂、镀覆等技术对受热面进行表面处理,提高其抗氧化性和耐磨性,延长受热面的使用寿命。

3、优化燃烧控制。

通过优化燃烧系统和控制设备,减少煤灰中的有害元素进入受热面,降低氧化皮的产生。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个需要重视和解决的问题。

预防和治理措施需要多方面合力,包括材料选用、燃料选择、设备维护、化学处理等方面,才能有效地延长受热面的使用寿命,保证锅炉的安全稳定运行。

希望借助技术的不断发展和进步,能够找到更加有效的预防和治理方法,为超超临界锅炉的运行提供更多的保障。

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮问题分析及综合防治措施

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮问题分析及综合防治措施

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮问题分析及综合防治措施摘要:在锅炉的使用过程中,锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮的生成以及脱落,加速了锅炉的使用年限,大大的降低的锅炉的使用寿命。

为有效解决这一问题,本文通过对锅炉发生氧化皮脱落的问题进行全面的分析,提出了一些相应的整改措施。

关键词:锅炉;高温受热面;蒸汽侧氧化皮;问题分析;防治措施锅炉是一种能量转换设备,在传统的锅炉使用过程中,锅炉就是普通的一种盛水容器,通过借助一定的措施,对锅炉内的水进行加热,从而为人们的生活提供所需的热能。

此外锅炉还可以用于到火电站、船舶、机车以及一些工矿企业当中。

作为一种生活必需品,锅炉长久有效的运用可以有效的减小人们的经济成本的输出,为资源环境的保护做出一定的贡献。

一、锅炉氧化皮生成的原因以及存在的问题(一)锅炉氧化皮生成的原因锅炉氧化皮的生成种类有超临界锅炉氧化皮、亚临界锅炉氧化皮、超高压锅炉氧化皮。

在超临界锅炉氧化皮的生成过程中主要是由于锅炉长时间受到的温度超出了自身承受的温度,从而加速了锅炉表面氧化膜的生产速度。

在运用锅炉时,投入了大量的减温水量从而引起了应力波动,造成锅炉氧化皮脱落。

在亚临界锅炉氧化皮的问题上,致使其发生氧化皮脱落的主要原因是由于锅炉自身运用的T23材料抗氧化能力较弱,在锅炉温度逐渐提升的过程中,加速了氧化皮的脱落。

超高压锅炉氧化皮的脱落主要是在锅炉的使用过程中,锅炉炉膛及高温过热器沾污结渣的现象严重,在锅炉高温运行的过程中,减温水的投入使得锅炉表面的金属受到波动从而致使氧化皮脱落[1]。

(二)锅炉氧化皮存在的问题针对以上现象,主要是由于锅炉在使用过程中管理不当和技术水平低下的问题造成的。

在管理方面,锅炉在使用过程中,没有对生成的一些沾污结渣及时的进行清理,对于锅炉施加的温度过高,超过了锅炉的承受能力。

在锅炉的停启使用过程中,运行管理不当,不能有效的掌控锅炉的温度。

在对锅炉进行维修维护的过程中,检修质量没有落实造成异物堵塞。

锅炉受热面氧化皮防控措施

锅炉受热面氧化皮防控措施

锅炉受热面氧化皮防控措施为保障锅炉长周期安全稳定运行,根据国家和集团公司相关规定,结合我公司设备实际,制定防止锅炉受热面管氧化皮生成、脱落措施。

一、氧化皮危害(设备金属专业)由于超临界机组合金与金属氧化物热膨胀系数差异越大,氧化皮剥落的可能性就越大;锅炉过热器或再热器的奥氏体钢管的热胀系数一般在(16~20)×10-6/℃,而氧化铁的热胀系数9.1×10-6/℃,当氧化层达到一定厚度后,温度和压力的波动均会造成氧化皮和基材结合面应力产生,该应力超过一定的限值时,氧化皮的厚度超过某一临界值后,氧化皮即开始剥落。

湿蒸汽可能引起氧化皮剥落,且蒸汽湿度越大,氧化皮剥落的可能性越大;锅炉启、停速度过快,可能引起氧化皮剥落;锅炉启、停频率越高,氧化皮剥落的可能性越大;蒸汽温度(或金属壁温)超过某一临界之后,氧化皮剥落的可能性增大,且温度越高,氧化皮剥落的可能性越大;蒸汽流动带出的氧化皮对汽轮机产生固体颗粒侵蚀,造成汽轮机喷嘴和叶片侵蚀损坏,磨损减薄,容易引发主汽门的卡塞、无法关闭的现象。

并容易堵塞小管径的管道、阀门等,同时污染水质。

氧化皮脱落会直接造成部分受热面管壁通流部分变小甚至堵塞,从而导致受热面冷却不足而局部超温,进而导致锅炉过热-1-器、再热器管超温甚至爆管、蠕胀开裂等事故的发生。

氧化皮问题必然会产生,只能通过一系列预防性的措施来减轻或减缓氧化皮的生成和脱落,达到保护锅炉和汽轮机免受严重侵害的目的。

机组从调试到正常运行,必须通过运行人员的严格把关、精心调整将氧化皮对设备的损害程度降到最小。

二、运行防控措施(发电锅炉专业)三、设备锅炉专业防控措施1.严格执行《锅炉“四管”防磨防爆管理制度》,坚持逢停必检的原则,对过热器,再热器进行检查,检测;对锅炉“四管”超温的部位做好台账记录,机组等级检修时根据超温情况制定检修计划,割管取样计划。

2.两台炉每年进行一次割管取样,重点割取超温管段和运行时间接近金属监督规程要求检查时间的管段,并按化学监督和金属监督要求,割管检查炉膛热负荷区水冷壁内壁结垢腐蚀情况,对下部省煤器入口段应割管检查腐蚀情况,对屏式过热器、末级过热器、再热器出口段管子应割管作金相检查及检查内部是否存在氧化皮。

火电厂高温氧化皮的生成及防范措施

火电厂高温氧化皮的生成及防范措施

火电厂高温氧化皮的生成及防范措施摘要:随着发电机组蒸汽温度和压力的提高,超临界锅炉的效率在大幅度提高,供电煤耗大幅下降;但提高蒸汽参数的同时也遇到了一些技术难题,主要是金属材料在高温、高压下的性能问题,尤其是材料的抗高温腐蚀和高温蒸汽氧化能力。

伴随着超临界机组蒸汽温度的提高,锅炉受热面的材料等级也逐步向高等级方向发展,高温受热面材料的蒸汽氧化及由此产生的一系列问题日益引起关注。

论文关键词:高温氧化;氧化皮;爆管;引言:我厂一期2×600MW超临界机组锅炉为东方锅炉厂第一次引进技术制造的国产超临界滑压运行直流锅炉,锅炉型号DG1900/25.4-Ⅱ1型,单炉膛,一次中间再热,尾部双烟道结构。

本锅炉固态排渣,全钢构架,全悬吊结构露天布置。

采用内置式启动分离系统,带疏水扩容器的启动系统,不设循环泵,汽水分离器分离出来的饱和水直接进入了凝汽器。

我厂锅炉采用东方锅炉股份有限公司与日本日立-巴布科克公司技术合作的前后墙对冲燃烧锅炉,炉膛水冷壁按日立-巴布科克壁温计算、应力分析计算结果选用受热面管及膜式扁钢材质并留有裕度。

过热器及再热器系统的布置方式采用了日立-巴布科克公司典型的布置方式和结构形式,过热器采用辐射-对流型,再热器为纯对流型。

1、金属的高温氧化1.1金属在自然界中总是以热力学最稳定状态的氧化物形式存在。

因为包括贵金属在内,所有金属在常温空气中都是不稳定的,它们与氧发生反应生成表面氧化物膜。

在高温环境中,金属氧化十分迅速,会造成严重的危害。

金属高温氧化不仅仅指金属与氧气反应生成金属氧化物的现象,还包括金属在高温下与含硫、碳、氮及卤族元素气体的反应。

金属的高温氧化有狭义和广义两类,许多工业生成领域中常遇到的是广义高温氧化现象。

(1)狭义高温氧化,指在高温下金属与氧气反应生成金属氧化物的过程,反之,自金属氧化物中夺走氧为还原。

(2)广义高温氧化,指高温下组成材料的原子、原子团或离子丢失电子的过程,反之,获得电子为还原。

600 MW超超临界锅炉高温氧化皮问题分析与防治

600 MW超超临界锅炉高温氧化皮问题分析与防治

设备管理与维修2021翼4(上)600MW 超超临界锅炉高温氧化皮问题分析与防治雷中辉,钟强(华能岳阳电厂,湖南岳阳414002)摘要:某电厂三期600MW 投产初期,一直受锅炉高温氧化皮超标甚至爆管问题的困扰,影响机组的安全稳定运行。

后续电厂通过采取逢停必检、过热器酸洗等系列措施,在锅炉高温氧化皮治理方面了取得了一定成果,可供其他同类型的燃煤机组参考。

关键词:超超临界;奥氏体不锈钢;氧化皮;防治;酸洗中图分类号:TM621.2;TK212文献标识码:BDOI :10.16621/ki.issn1001-0599.2021.04.490引言目前,锅炉过热器管内壁氧化皮脱落堵塞超温甚至爆管已成为了很多火电厂面临的一个巨大难题,严重影响机组的安全运行,给火电厂带来很大的经济损失。

因此,开展对氧化皮问题的分析与研究并提出相应的防治处理措施就显得非常迫切和必要,这也是很多火电厂和科研院所攻关的课题。

1某超超临界机组概况某大型火电厂三期5#、6#超超临界机组分别于2011年1月和2011年7月投入运行。

锅炉采用乇形布置、一次中间再热、平衡通风、墙式切圆燃烧、固态排渣、全悬吊结构,过热器系统沿蒸汽流程依次为一级低温过热器、二级分隔屏过热器、三级屏式过热器和四级末级过热器,再热器则沿蒸汽流程分成低温再热器和高温再热器两级。

过热蒸汽调温方式以煤水比为主,喷水减温为辅;再热蒸汽则使用调温挡板和燃烧器的摆动来调节温度,同时在低温再热器入口管道上还设置有事故喷水减温器[1]。

(1)末级过热器沿炉宽方向布置有51片管屏,每片管屏由16根管并联绕制而成,根据需要设计了不同规格的管道,主要规格为椎44.5伊7.5mm (SA-213TP347H )、椎44.5伊8.5mm(A-213S30432)、椎44.5伊9mm(A-213S30432)。

(2)后屏过热器共有32片屏,每片屏由18根管组成,管道材料为213TP347H 、Super304H 和SA-213TP310HCbN ,管径为51.0mm/63.5mm ,平均壁厚8.0~11.5mm 。

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超临界锅炉高再管氧化皮脱落分析与解决措施
某公司2号炉,为哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉,型号为HGl980/。

于2005年6月投产。

锅炉为单炉膛、一次再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构n型锅炉,锅炉设计煤种为神府东胜煤。

主蒸汽额定蒸发量为1952t/h,温度543℃,压力;再热汽温度569℃。

压力。

高温再热器布置于水平烟道内,与立式低温再热器直接连接,没有布置中间连接集箱,采用逆顺混合换热布置。

高温再热器沿炉宽排列95屏,每屏管组采用10根管,人口段管子为Φ57mmx4.3mm,材质为SA-213T22,中间段管子为Φ51mmx4.3mm,材质为SA-213T91,出口段的前6根管子为Φ51mmx4.3mm,材质为SA-213 TP347H,后6(应为后4根)根管子与中间段相同。

如图1所示。

图1 高温再热器结构图
1 高温受热面检查情况
根据其它超临界锅炉在运行中出现的问题,并结合日常金属监督统计结果,2007年2号机组首次大修中。

将检查高温受热面有无氧化皮堆积列人检修项目。

对屏过、末过、高再底部弯头有无氧化皮堆积进行射线拍片检查。

屏过检查了4屏,末过检查了1屏,未在底部弯头处发现有氧化皮堆积。

因2号炉的高温再热器在日常金属监督中,发现个别测点处经常有超温现象,故本次着重对超温处进行检查。

高再检查情况
注:其中数字**一**,前面数字表示从A侧数的屏数,后面的数字表示炉前侧底部弯头从底向上数第几个弯头数。

8-11表示从B侧数第8屏。

从底向上第11只弯头。

氧化膜形成及脱落机理
据相关资料介绍,在高温下,高温蒸汽管内的铁会和水蒸汽起反应,生成氧化铁系列如Fe3 O 4、Fe 2O3、FeO,并放出氢气,3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2,最初生成的氧化层主要是由Fe3O4构成。

这层氧化层是较为致密和富有韧性的,对金属母材起着保护作用。

随着时间的延长,此氧化膜分成多层,内层是蒸汽中的氧离子对铁直接氧化而成,外层为延伸膜,是蒸汽中的氧离子向里扩散,铁离子向外扩散而形成。

当温度在560~570℃以下时,内壁氧化膜的主要成分为Fe3O4和Fe2O3,都比较致密,尤其是Fe3O4可以保护钢材进一步氧化。

但当管壁内温度达560~570°C及以上时.生成的氧化物则含有较多的FeO,该层氧化物结构较为疏松,晶格缺陷多。

氧化膜的形成与脱落是与温度有关,本次对屏式过热器及高温过热器也进行了检查,没在底部弯头处发现有氧化膜堆积;其管内蒸汽温度分别为480~520℃。

520~555℃,而高温再热器管的个别管屏则经常超过600℃。

氧化膜的形成与压力有关,屏过及高过管内压力为25MPa左右,而高温再热器管内压力为4MPa左右。

相比之下,再热器管较容易产生氧化膜。

钢表面在蒸汽中生成氧化膜是个自然的过程,在开始时,膜形成很快,一旦膜形成后,进一步的氧化便慢了下来,与时间呈抛物线关系。

但在某些不利的运行条件下,如超温(超过570cI=)或温度压力波动条件下,这时氧化和时间就变成直线关系,氧化皮生成速度加快。

氧化层剥离有2个主要条件:一是氧化膜达到一定厚度(不锈钢0.1mm、铬钼钢-0.5mm,二是温度变化频繁、幅度大、变化率高。

过热器或再热器钢材的热胀系数一般在(16-20)×10-6/℃,而氧化铁的热胀系数一般在×10-6/℃,由于热胀系数的差异,在氧化层达到一定厚度后,在温度发生变化尤其是剧烈或反复变化。

氧化皮很容易从金属本体剥离,铬钼钢管的氧化皮内外层同时剥离,剥离厚度达0.2mm,而不锈钢只剥离0.05mm的外层。

氧化层的剥离是受氧化膜与基体之间膨胀系数不同产生的应力作用而发生的。

且由于铁基体和Fe3O4、Fe2O3、FeO氧化物之间热膨胀系数各不同,在温度变化范围较大时,就容易剥落,剥落的氧化皮随蒸汽流
动。

多数被带人汽轮机,在某些情况下会在垂直管屏的U形弯头底部沉积(弯头变径时,管壁较直段为薄,内径也较直段为狭),阻碍蒸汽流动,引起炉管过热爆管。

2 氧化皮分析
高温再热器炉前侧弯头处有氧化皮的堆积,割管进行内窥镜检查,发现氧化皮呈片状,有磁性。

如图2所示。

图2 氧化皮堆积形貌
随后对超温区域的其它几屏进行扩大检查,检查范围为A侧数第84、85、86、87、88、89、92、93屏进行检查,均发现在炉前侧弯头处有氧化皮堆积,对以上11屏检查结果统计见表2。

表2 检查结果统计
项目全部进口段出口段全T91出口段部分TP347
共查弯头/只 220 110 44 66
有氧化皮/只 53 13 23 45
厚度超l0mm 27 12
从表2可见,高温再热器管中氧化皮脱落情况分布较广。

相对低温的进口段较少,但出口段无论是全部T91的管子还是部分为TP347的管子,均有氧化皮的脱落,用内窥镜观察管内氧化皮情况,可断定大部分氧化皮来源于T91管材;由图3、图4可见,T91管内壁的氧化皮有的鼓起,有脱落现象,而TP347管内表面则较均匀。

TP347抗氧化性比T91要高,本次高温再热器产生氧化皮并造成氧化皮脱落的主要原因就是高再管局部区域的严重超温。

对统计不超温的A侧数第1、5、6屏进行拍片检查。

发现进口段有8只底部弯头有氧化皮堆积,厚度只有3~4mm,出口段(含部分TP347)2只有氧化皮堆积。

图3 T91管内壁形貌图4 P347管内壁形貌
日常的金属监督统计中知道高再只是在个别测点附近的管屏超温,从检修时的拍片检查证明了这一点。

是超温严重引起氧化皮的产生与脱落。

同时高再氧化皮堆积的分布特点是B侧多于A侧,可初步判断在水平烟道内存在流速或者温度场的左右分布不均,造成B侧高温再热器超温严重。

同时我公司将高再的超温报警值定为626°C,此温度目前看来不合理.超过了T91的长期使用温度。

不能保证高再的正常运行.应该降低。

高温再热器局部区域超温的原因是水平烟道内烟气分布不均,而烟气分布不均的原因:一是因吹灰器对中间的5-6排吹不到,使中间几个管屏处积灰严重,导致中间部分的通流面积小;烟气在两侧的流量大。

二是从锅炉专业得知A侧空预器堵塞比B侧严重。

使B侧烟气流量比A侧大。

这就造成B侧超温严重,促进氧化皮的生成,使高再管底部弯头堆积较多的氧化皮。

3 处理措施
检修措施
考虑到检修时间,本次检修只对堆积高度超过10mm的高再管进行割管,取出堆积的氧化皮。

运行措施
1)对于检查出的氧化皮堆积高度低于10mm的管屏及其它还未检查的管屏,由发电运行部制定措施。

于启动过程中利用旁路尽早建立较大的启动蒸汽流量。

对再热器进行吹扫,力求将底部弯头堆积的氧化皮吹出,减少氧化皮沉积形成堵塞的可能性。

2)为防止氧化皮的脱落,运行上也采取了对应的措施,如启停机过程中控制升压降压速度;机组在启停操作当中,升(降)温升(降)压平缓可控,不可大起大落或者幅度过大。

减温水操作时其投停和调节尽量平稳和小幅度操作。

防止减温水大增大收的脉冲式变化;避免在蒸汽流量很低时投用减温水,防止出现启动过程汽温与壁温的大幅波动现象。

3)停炉时要避免紧急停炉、强迫快速冷却,防止壁温的大幅快速下降,停炉后应尽量增加锅炉保温时间。

4)正常运行中要控制管壁温度,不超过管壁温度报警值;控制汽温变化,避免出现超温现象,防止氧化皮的快速产生。

5)降低再热器管壁温度报警值至616°C。

采取上述措施后,该炉顺利启动,至今运行有1个多月,未发生因氧化皮原因造成的停炉事件。

4 结论
高温受热面氧化皮的产生与脱落与管内蒸汽温度有关,温度越高,形成氧化膜的时间越短,越易脱落。

故需从运行、检修两方面,采取各种措施,防止受热面超温。

一定的温度及压力下。

T91比TP347管材更易产生氧化皮并脱落。

对高温受热面底部弯头有氧化皮堆积时,启机时要开旁路,用大流量蒸汽尽力将氧化皮吹出,防止其在运行后减少蒸汽流量。

再热器壁温报警值设为626°C不合理,不能保证高再的正常运行。

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