关于超临界机组锅炉管内氧化皮问题的认识（中国大唐年会）课件

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1、中国大唐集团600MW等级火电机组专业技术研讨会专题关于超/超超临界机组锅炉管内氧化皮问题的认识华北电力科学研究院有限责任公司张清峰　赵振宁1引言对于600MW及以上大型锅炉，除常规共有问题，我们重点关注：1．超/超超临界锅炉高温受热面管内氧化皮问题2．锅炉受热面壁温测量问题3．回转式空预器一次风漏风率的控制及节能效果4．中速磨石子煤相关的设计、运行中存在的问题5．锅炉风量测量及运行控制中存在的问题6．脱硫增压风机入口烟道/增压风机叶片腐蚀问题7．暖风器相关问题8．锅炉整体诊断和全面运行优化9．配煤及入炉煤管理10．大型轴流风机变频改造由于时间限制和专题内容的增加，

2、内容有所调整，减少了机理和技术细节，详细的专业知识和措施我们会在专业会议和技术服务中直接对专工等进行培训交流。2目　录1氧化皮问题危害及现状2对有关几个特性的认识3一点共识4纵向防范5生产过程中的防治重点6几点体会和建议31．氧化皮问题危害及现状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、再热器氧化皮问题。造成两类安全性问题：堵管导致锅炉超温爆管、导致汽轮机叶片固体颗粒侵蚀。国内氧化皮问

3、题在亚临界机组上也有存在，但近年来随着国产超临界机组的大量投产，以及新材料的广泛应用，相继有不少电厂出现了过热器、再热器管内氧化皮问题，并已经成为影响到大机组安全稳定运行的典型性问题，曾经给生产管理造成比较大的困惑，到了必须深入研究、提高认识、统一采取措施的时候了。4氧化皮问题刚一出现，处理重点在于简单的事故统计分析，或者主要从化学和金属两个专业入手，局限于微观分析和机理的争论，但两三年来，认识提高很快。前两天，赵振宁检索发现，国内各种期刊上发表关于氧化皮问题的论文已达上千篇，浏览了其中的两百余篇，虽然层次、侧面不同，在具体点认识上会存在不同，但对机理的认识完全一致，

4、说明目前大家都知道氧化皮是怎末回事，认识普及的任务已基本完成。虽然国内在预防治理氧化皮问题方面各自采取了不同的措施和方式，但整体上远没有深入和系统化。随着各大发电公司机组逐步向着超临界及超超临界参数发展，此类问题肯定会更为突出。5我们接触氧化皮问题有3年了，也参与了一些电厂和公司相关问题的分析和措施制定，这中间其实并没有太多的创新点，一说都知道。但细想起来，氧化皮问题不论从产生的原因还是防治措施，都贯穿了设计、选型、制造、安装、调试、运行、维护、检修全过程，它不仅仅是认识问题，牵扯到技术进步和管理上台阶的问题，更从可靠性和经济性两个方面直接影响到投产机组的性能，所以，

5、氧化皮问题是大机组运行中不能回避的危害性极强的实际问题，是大容量、高参数机组的标志性问题，适合于从集团公司层面进行深入研讨交流，从电厂管理角度超前培训预控，以统一思想，达成共识，从而保证相关决策的正确性和措施制定执行的有效性。氧化皮问题涉及大型锅炉最核心问题，牵扯到壁温测量等难题，只有全面掌握和解决它，才能使我们的管理和技术完全适应超/超超临界时代的到来。6氧化皮的形状7氧化皮在管内的堵塞情形8超温及氧化皮问题危害92对有关几个特性的认识2.1高温水蒸气特性认识纯净的水蒸汽在低温下是稳定和惰性的，但在400℃以上具有强氧化特性，对于钢铁而言，水蒸汽在500～700℃是

6、最强的氧化剂。102.2对材料的高温强度性能和抗氧化性能的认识材料的高温强度性能通过许用应力和许用温度表示，在保证强度的情况下，可以耐受更高的温度；比如TP304、TP347的高温强度性能优于T91和12Cr1MoV。材料的高温抗氧化性能是材料抗烟气或者水蒸气腐蚀氧化的能力。不同材料的抗氧化性能不一样，比如奥氏体钢和铁素体型钢；同一材料的晶粒度和表面处理工艺不同，其抗氧化性能亦不同。细晶奥氏体不锈钢，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，但材料价格异常昂贵，增加工程造价。112.3对材料及其氧化皮热胀特性的认识碳钢和低合金钢与其管内氧化皮的膨胀系

7、数很接近，但奥氏体不锈钢的膨胀系数比其管内氧化皮（尤其是Fe3O4）的膨胀系数大得多，在温度大幅变化时会产生巨大的内应力，导致氧化皮龟裂和剥离。实践证明，TP304、TP347管内氧化皮的稳定性不如T91。12材料的高温热强度性能材料的高温抗氧化性能材料的氧化皮稳定性132.4国内超临界锅炉高温受热面管材及其管内氧化皮的认识锅炉汽温参数的提高、多种钢材并用和拼接、选择粗晶、不加表面处理的奥氏体不锈钢，是国内当前超临界锅炉设计和运行的基础。在500℃以上，该材料单和水蒸气反应，就开始生成氧化层，在570℃以上，氧化层中增加FeO相，材料氧化的速度逐渐加