锅炉氧化皮产生与剥落的有效防治措施研究

第 32 卷 第 7 期2019 年 7 月

江西电力职业技术学院学报

Journal of Jiangxi Vocational and Technical College of Electricity

Vol.32 No.7

Jul.2019

锅炉氧化皮产生与剥落的有效防治措施研究

李洪泉

（华电莱州发电有限公司，山东莱州 261400）

摘 要：对锅炉系统运行状况进行分析，结合锅炉系统的运行模式，总结锅炉氧化皮出现的原因。旨在通过这些问题的分析，构建针对性的氧化皮脱落及防治措施，以提高锅炉系统运行的整体效率，为电力工程以及基建生产提供参考。

关键词：锅炉；氧化皮产生；剥落；防治措施

中图分类号：TK223.3 文献标识码：文章编号：1673-0097(2019)07-0006-02

0 引言

伴随电力企业以及基建产业的发展，1000MWΠ型锅炉作为国内最大型1000MW机组基，在电力生产、基建工程中占据着十分重要的地位。在1000MWΠ型锅炉系统设计以及性能分析中，需要结合先进的技术理念以及超临界锅炉技术，提高机组运行效率，保证锅炉系统运行的经济性。在一些电力企业以及基建工程项目设计中，由于相关人员对锅炉系统氧化皮产生的机理、特点等认识不足，在锅炉系统使用中缺少针对性的操作方案，为机组的稳定、安全运行带来影响。因此，在当前电力生产、基建工程管理中，应该提高人们对锅炉氧化皮产生与剥落问题的认识，通过针对性防治措施的构建，提高锅炉系统运行的稳定性。

1 锅炉氧化皮的产生及危害

1.1 锅炉氧化皮的产生

在锅炉系统中，氧化皮的产生阶段分为加工以及运行两个阶段，加工阶段产生的氧化皮相对疏松，主要是由于与金属基体相连接的FeO层相对疏松，这种氧化皮可以通过酸洗或冲管的方法去除。对于运行之后所产生的氧化皮结构相对紧实，这种氧化皮由Fe2O3以及Fe3O4共同组成，只有在腐蚀的条件下才可以破坏其结构［1］。

1.2 锅炉氧化皮危害

结合1000MWΠ型锅炉系统的运行状况，若锅炉氧化皮的现象不能得到及时处理，会产生危害问题，（1）超温爆管。在锅炉系统运行中，当机组启停时，氧化皮脱落量相对较多，整个过程中的蒸汽流量较小，不能带走大块以及片状的氧化皮，从而导致管子堵塞，出现爆管问题。（2）汽机损坏。对于剥落之后的氧化皮而言，其结构相对坚硬，在蒸汽带动的状况下，会出现汽轮机流动部分磨损的问题，严重的会引发主汽门卡塞。（3）延长检修的工期、增加维修费用。（4）减缓机组的运行效率，导致机组经济性价值的逐渐降低。

2 锅炉氧化皮产生与剥落的防治措施

2.1 机组启动时运行防治方案

在锅炉氧化皮产生与剥落的防治过程中，应该完善机组启动时的防治策略。首先，锅炉冷态启动上水温度应大于21℃，小于70℃；锅炉温、热态启动上水温度控制110℃，上水速度应缓慢，上水温度与水冷壁的壁温差<30℃，汽水分离器内、外壁温差<10℃。上水时间控制：夏季不少于2h（控制给水流量不超过200t/h），冬季不少于4h（控制给水流量不超过100t/h）。储水罐见水后按照<1.5℃/min温升率提高给水温度至140℃。其次，炉膛吹扫的要求：炉膛吹扫风量保持1011t/h~1348t/ h，炉膛吹扫时间300s；温态、热态启动时应缩短送、引风机启动时间，吹扫后点火防止锅炉急剧冷却；冬季应及时投入送风机暖风器，提高空预器入口风温。另外，升温升压过程中要对各级受热面壁温分布情况进行监视，壁温严重不均时，应放慢或暂停升温升压，待均匀后方可按照正常升温升压速度控制，防止U型管存水造成水塞（尤其水压试验后容易出现水塞）。壁温出现大幅超温时及时停磨直至停炉。最后，升温升压过程中的燃料控制：锅炉转干态运行前，应稳步增加燃料量（每次增减幅度控制1.2t/h左右），稳定一段时间，主汽压力不变时再增加燃料量。根据各阶段对应温升率，控制燃料量增加速度，注意中速磨内非正常停运存粉及磨煤机出粉滞后性，短时内不可连续增加过多燃料量，当温升率超标时，及时减少燃料量。

2.2 锅炉正常运行中的防治方案

在锅炉系统正常运行中，为了保证各个机组负荷的合理调配，应该结合锅炉系统的运行状况，对锅炉主、再热气温等进行控制，有效减少主、再热气温对受热壁温度的影响。对于锅炉厂而言，为了有效预防受热面汽侧氧化皮的产生与脱落，并保证锅炉的正常运行，应该明确以下防治方案：（1）锅炉启停过程中蒸汽温度与受热面壁温变化率<1.5℃/min，压力变化率<0.1MPa/min；（2）控制升温升压速率，实施分阶段控制：热态冲洗前，即分离器入口温度到190℃前，控制储水罐入口温度变化率<1.5℃/min；（3）热态冲洗结束后升温升压过程中，控制主汽温度变化率<1.5℃/min；（4）升温升压过程中控制分离器压力、主蒸汽压力变化率

收稿日期：2019-05-19

作者简介：李洪泉（1986- ），男，山东滕州人，工程师，研究方向：电力生产、基建工程管理、基建和生产管理体系.

第 7 期锅炉氧化皮产生与剥落的有效防治措施研究7

<0.1MPa/min；（5）冷态、温态、热态启动过程中，应控制分离器内、外壁温差<10℃，水冷壁管壁温差（同一位置）相邻管<50℃（可通过适当加大给水流量减小壁温差）［2］。此外，在磨煤机投运的过程中应该注意以下问题。（1）启动第一台磨煤机时，磨煤机对应燃烧器应全部投运；在维持较低煤量（液压油不加载运行、布煤时间3分钟，给煤量25t/h）运行时，若磨煤机振动超标（无加载力情况下），可抬辊进行短时间重新布煤，落辊后及时切除加载力。（2）根据温升率及时调整煤。（3）当第一台磨煤机煤量升至65t/h左右或磨煤机分离器出口温度<60℃时，可以启动第二磨煤机，第二台磨煤机启动后，及时降低第一台磨煤机出力，维持总燃料量不变。根据锅炉燃烧情况调节机组负荷，如温升率仍超标，继续降低第一台磨煤机至最小出力，严格控制温升率不超标。（4）跳闸磨煤机通风吹扫时，投入油枪运行，用冷一次风轮流对粉管吹扫，风量增加应缓慢，防止吹扫时大量出粉造成升温升压超标。

2.3 锅炉正常停炉时的防治方案

在锅炉系统运行中，为了提高氧化皮处理的效率，应该结合锅炉正常停炉的特点，进行氧化皮处理方案的构建。首先，在锅炉正常停运时，应该将主蒸汽以及再热蒸汽的温度控制在500℃；其次，在锅炉熄火之后，应该仔细确认锅炉系统中温水隔绝门是否关闭，以避免减温水键入到过热器之中，减温水应勤调、细调。同时注意锅炉主控变化趋势，严禁大幅操作造成氧化皮脱落以及主汽压力大幅波动，以提高氧化皮剥落的整体效率。例如，吹灰器投入、启停磨煤机时，应提前调节水燃比、各级减温水调门开度，防止受热面超温。最后，在锅炉停运之后，需要持续对氧化皮进行焖蒸处理，维持时间为72h，提高氧化皮脱落处理的有效性［3］。

2.4 锅炉正常停运后的防治方案

通过对锅炉系统运行状况的分析，锅炉氧化皮运行后的处理是较为重要的，因此，在锅炉正常停运后的防治中应该做到以下几点，（1）停机时负荷降至50%后，逐步减少减温水投入量，机组正常停机负荷降至30%后，减温水逐步减至零，尽量减少使用各级减温水，减温水调门内漏或不需要减温水时应关闭减温水调门前后电动隔离门；（2）机组停运过程中，最后两台磨煤机吹扫时，全开冷一次风调节门，保持四个BSOD全开，吹扫5min~10min，减少锅炉强制冷却时间；（3）机组停运过程中，缓慢减少燃料量，燃烧不稳定时及时投油稳燃，防止锅炉灭火，锅炉停炉过程中，若出现灭火，严禁再次点火对磨煤机粉管进行吹扫等强制通风的操作；（4）在锅炉正常停运后，锅炉灭火后完成5min的吹扫，立即进行闷炉；（5）对跳闸磨煤机，使用消防蒸汽对磨煤机进行

充惰，充惰时间>10min［4］。

2.5 锅炉停运后放水操作

通常状况下，在锅炉停运后放水操作中会采用负压余热烘干法进行保养，具体操作如下，（1）锅炉停炉吹扫5分钟后，停止送、引风机，停止脱硝稀释风机，停止锅炉所有蒸汽吹灰，关闭风烟系统各挡板，进行闷炉。关闭主汽门前疏水气动门，防止锅炉压力下降过快，储水罐液位无法控制。当储水罐液位稳定后，关闭361前电动门，锅炉进行自然降压。（2）待主汽压力降至1.8MPa时，开启下降管分配头疏水、省煤器进口管道疏水进行热炉放水，待分离器压力降至0.2MPa，开启锅炉侧所有排空气门、锅炉侧所有疏放水门、水冷壁入口联箱疏水至无压放水手动门［5］。（3）炉水放净后，关闭炉侧排空气门、疏水门、放水门及机侧可能倒入炉管内的疏水放气门，防止锅炉炉管冷却过程中，由疏水扩容器及其他存在正压汽源的蒸汽倒入至炉管内。屏底烟温低于100℃后，关闭炉侧受热面排空气门。锅炉闷炉时间满48小时，机组若为停机备用，保持继续闷炉；若因检修需要，则开启风烟系统各挡板进行自然通风冷却。自然通风满12小时后方可进行强制通风［6］。

3 结束语

在当前电力企业及基建产业发展中，为了提高锅炉机组系统运行的稳定性，相关操作人员应该认识到锅炉氧化皮对系统运行效率的影响，并将锅炉系统的高效率发电、能源节约以及环境改善等作为监控重点，通过对氧化皮处理方案的构建，降低氧化皮脱落对系统运行带来的影响，在锅炉氧化皮处理中，应该定期更换管材，通过设备的定期改造以及耐氧化处理，提升锅炉氧化皮处理效率，保证锅炉系统资源生产的稳定性，提高锅炉系统运行的整体效率。

参考文献：

［1］武东森,郭文海,李传荣.超临界锅炉高温受热面内壁氧化皮的形成及剥落机理研究［J］.工业锅炉,2018(06):1-4.［2］黄兴德,许琨,杨心刚,等.锅炉高温受热面蒸汽氧化皮微观结构和剥落敏感性研究［J］.中国电力,2017,50(8):68-72.［3］苏宁,曹雷,汪杰斌,等.超临界锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮剥落原因分析研究［J］.电力设备管理,2017(5):35-39.［4］姜在原,何曙勇.600MW亚临界机组锅炉氧化皮产生的原因及预防［J］.浙江电力,2013,32(5):49-52.

［5］王文斌.锅炉氧化皮脱落原因及防治措施的相关探讨［J］.中国高新区,2017(19):135-136.

［6］侯荣利.超临界锅炉氧化皮原因分析与防治措施探讨［J］.中国高新科技,2017(20):93-96.

［责任编辑袁懿］