超临界机组锅炉管内氧化皮防治课件

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1、超临界超超临界机组管内氧化皮防治大唐集团600MW机组年会议华北电力科学研究院张清峰赵振宁1目　录第一部分氧化皮防治1氧化皮问题现状及危害2氧化皮的生成原因及生成防治（堵）3氧化皮的脱落防治（疏）4具体工作5进一步强化研究6结论第二部分壁温测点探讨21氧化皮问题现状及严重危害1）1990年代，火电机组蒸汽温度突破超临界540℃/566℃限制，超超临界火电技术出现，蒸汽温度达到600℃/600℃。2）参数的提高使机组效率达到44-45%，供电煤耗达到280g/kWh左右，节能潜力巨大，但伴随着出现过热器、再热器氧化皮

2、问题。3）氧化皮主要造成两类安全性问题管道的蒸汽侧氧化导致锅炉超温爆管汽轮机叶片固体颗粒侵蚀（SPE）3氧化皮的形状4氧化皮在管内的堵塞情形5对汽机造成的损坏62氧化皮生成原因及防治1）高温水蒸气具有氧化性水蒸汽在570℃以上对钢材有较强的氧化性，在600℃～620℃之间，氧化速度加快，不锈钢氧化层会迅速增厚。2）材料高温抗氧化性能相对不足为了节省造价，锅炉设计时更多考虑材料高温强度，采用粗晶不锈钢，如TP304、TP347，没有充分考虑材料高温下抗烟气、水蒸气腐蚀氧化的性能。7参数越高，氧化皮生成越严重8Cr含量对

3、于钢材抗氧化性的影响9晶粒对氧化性的影响10喷丸处理SB的影响11目前防止氧化皮生成不可避免1）超临界锅炉的过热热增加，流量减少，导致过热器管径变细，长度变长，同时温度升高，产生的氧化皮难以吹出，容易堵塞。2）采用高Cr含量的钢材，或是同Cr含量的细晶晶奥氏体不锈钢，或者进行表面镀铬、喷丸处理，都会提高材料的高温抗氧化性能。3）最好的办法当然是采用更高级别的钢材，防止氧化皮的生成。但材料价格异常昂贵，超出电厂能承受的范围。4）在目前情况下，氧化皮的生成不可避免，堵是堵不住的123氧化皮的脱落防治（疏）那我们如何应对呢

4、？这需要用到防治氧化皮问题的“中医疗法”，包括三个步骤：由我单位张清峰提出，并由外高桥电厂成功实施《站在巨人的肩上的超越》，中国电力报，2009,1,29一、尽管无法防止，但可以大大减少氧化皮产生的条件；二、生成的氧化皮，不能让它随意掉脱落，即减少氧化皮剥落的条件；三、即时排毒，让氧化皮有控制的脱落到外面去，不能堵管，不能损失汽轮机。13氧化皮脱落的原因及规律1）钢材中含铁量越高，其管内氧化皮的膨胀系数与母材越接近，氧化皮越不易脱落；2）奥氏体不锈钢的膨胀系数比其管内氧化皮膨胀系数大得多，在温度大幅变化时会产生巨大的

5、内应力，导致氧化皮龟裂和剥离，如TP304、TP347管内氧化皮的稳定性不如T91。3）升温过程中，管子内冷外热，氧化皮受到拉力为主，剥落机会较小，分散断裂机会较多。4）降温过程中，管子冷氧化皮热，氧化皮受压力为主，容易与母材发生分裂，非常容易剥落。5）统计表明：在350℃附近的降温过程发生剧烈剥落；在较高温度下剥落的氧化皮为片状；在较低的温度下剥落的氧化皮为粉状143.1减少氧化皮生成的热力条件1）从设计、选型、制造、安装检修和改造等各个环节，都保证设计的正确性，减少热偏差，同时把握好酸洗、吹管等工艺；减少蒸汽侧管

6、路流量小的设备原因；2）启停、运行、试验保证合理的炉内空气动力特性，提高自动调节品质，保证动态燃水比耦和性好，减少热偏差的外部因素；3）保证壁温测点设计安装全面，并严格具有代表性，使超温可以及时监测到；多种材料拼接，保证定值的合理性；153.2减少温差减少氧化皮脱落条件1）主要方法是机组平稳运行，如限制升降负荷的速度，设置AGC对电网升降负荷速率时要考虑氧化皮的限制，与普通直流锅炉有所区别，以保证受热面升温、特别是降温的速度等；2）严禁止锅炉快冷，并尽或能减少高负荷非停，以免在热态启动前强制通风、快速消压等操作造成锅

7、炉快冷的效果；3）蒸汽温度快降危害低于外部快冷。163.3即时排毒，适当时候吹扫氧化皮不能一直留在管子中，必须在适当时候进行吹扫，使其不发生堵管，不进入汽轮机。最合适的时机是启动冲转前的操作，设计选择较大的管子弯曲半径174具体工作强化启、停、运行管理，在建立完善制度、正确制定措施、和严肃执行规程的基础上，通过规范操作、精确控制来防止超温和汽温突变避免问题。184.1机组运行中加强监控a.保持燃料的稳定，平稳运行，加强燃烧调整（如降低火焰中心、严防结渣）和参数控制（燃水比、减温水），来减小炉膛左右侧烟温、汽温偏差及各

8、管减小热偏差，减少超温条件及温度急变条件；b.运行人员加强受热面金属管壁温度的监视，出现金属管壁温度报警，必须马上降低参数运行直到超温报警消失，若降低温度运行后金属温度还是超限,适当降低机组负荷，同时及时通知锅炉运行专工并记录，进行专题研究。c.优化吹灰，合理分配锅炉各段吸热；吹灰时必须在一定的负荷以进行，减少吹灰的影响；机组连续高负荷运行时，