锅炉四级过热器炉外出口管道的氧化诊断

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1、2016年6月Jun．2016Vo1．44No．3(Ser．No．244)第44卷第3期(总第244期)锅炉四级过热器炉外出口管道的氧化诊断DiagnosisforOutsideFurnaceOutletPipeOxidationofBoilerQuaternarySuperHeater谭袖，赵明亮，李状(1．华电电力科学研究院东北分院，沈阳110179；2．国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春130021)摘要：针对某厂四级过热器炉外出口部分管道存在较厚氧化皮、裂纹的现象，进行了金属及化学检验，采用金属氧化分析、材料的许用温度分析、水力偏差分析方法，得出四

2、级过热器炉外出口管道处氧化严重的主要原因为：该部位设计材质不能满足设计参数要求，管道长期在高温下运行导致长时间过热，提出降温运行、更换材质、增加测点等改进措施。关键词：管道；锅炉；四级过热器；氧化中图分类号：TK223．32文献标志码：B文章编号：1009—5306(2016)03—0045—03锅炉过热器管道布置在锅炉烟气温度较高的区器出口炉外管道进行外观检查，发现炉外管道外表域，将饱和蒸汽加热成具有额定温度的过热蒸汽，一面氧化比较严重，而四级过热器人口炉外管道外观旦失效将会造成停炉事故，影响机组的安全稳定运检查无异常。行。某厂11号锅炉型号为E一500—13．

3、8-560一KT，于查询11号锅炉分散控制系统(DCS)中四级过2003年1月投产运行，至2011年12月17日，累计热器壁温历史趋势，主蒸汽温度560lC，最高壁温运行6．77×10h，锅炉启停61次。该厂利用机组备575℃，其余点基本在565C左右，均在厂家给定报用时机对11号锅炉四级过热器进行检查，发现四级警温度583℃以下；检查化学汽水品质记录，未发现过热器炉外管道出口有一根管道弯头处出现纵向裂超标现象，汽水品质良好。纹，部分管道外部存在较厚氧化皮并且不规则剥落。该炉过热蒸汽温度为560℃，过热器管内部产生氧2金属及化学检验化皮、过热器管外部在高温烟气区产

4、生氧化皮均为正常现象，但是该炉四级过热器炉外管是在炉外，不根据现场检查情况，对四级过热器乙至甲数第接触高温烟气，因此，在管道外部产生较厚氧化皮则12排、上至下第4、5根炉外管道进行金属取样力学是一种异常现象，严重威胁锅炉安全运行。为了保证性能试验及金相检验；对第4根裂纹管内脱落氧化机组安全稳定运行，本文就该厂炉外管道存在较厚皮进行化学分析；对11号锅炉四级过热器出口管段氧化皮的异常现象进行分析，并提出改进措施。进行扩大范围的胀粗、管径及氧化皮厚度的测量。2．1金属检验1现场检查a．乙至甲数第12排、上至下第4根。抗拉强度：410N／ram；断后伸长率：32；金相组

5、织：铁素体+四级过热器出口管道材质为12Cr1MoV，规格珠光体，球化4级，见图1a。根据GB5310-2008{高为~38mm×7mm，受热面检查发现四级过热器乙压锅炉无缝钢管》标准，当抗拉强度达到至甲数第12排、上至下第4根炉外管距离联箱400470～640N／mm、断后伸长率达到21％以上时为mm处管道弯头处发生泄漏，出现纵向裂纹，裂纹长合格，此试样的抗拉强度不符合OB5310-2008度约35mm，裂纹最大宽度约1．5mm。对四级过热标准。收稿日期：2016-01—08作者简介：谭袖(1975)，男，高级工程师，从事电站锅炉能耗分析、故障诊断工作。·45·

6、2016年6月Jun．2016第44卷第3期(总第244期)Vo1．44No．3(Ser．No．244)b．乙至甲数第12排、上至下第5根。抗拉强度：问的物质传递，对金属表面有一定的保护作用。金属480N／mm。(在合格范围的下限)；断后伸长率：氧化膜的保护作用需要满足一定的条件，主要包括：27；金相组织：铁素体+珠光体，球化4级，见图氧化膜必须是致密、完整的，能把金属表面完全遮盖1b。根据GB53102008标准，当抗拉强度达到住；熔点高的氧化物稳定性强；氧化膜在介质中是稳47O～640N／mm、断后伸长率达到21以上时为定的；氧化膜与基体金属附着力良好，有一定

7、的塑性合格，此试样抗拉强度、断后伸长率均符合GB和强度；氧化膜与基体金属的膨胀系数相近。氧化膜531O一2OO8标准的保护作用关键在于阻滞金属表面与环境介质之问的物质传递，当氧化膜的保护条件不满足时，氧化膜将不断产生，对基体金属造成破坏，导致基体金属失去应有的强度。金属氧化通常遵循直线规律、抛物线规律和对数规律等。理论上金属和合金的氧化动力学规律取决于氧化温度与时间。同一种金属在不同温度下，氧化可能遵循不同的规律；而同一温度下，随着氧化时间的延长，氧化膜增厚的动力学规律可以从一种氧化类型规律转变为另一种类型规律。通常在过热器a．第4根管管内、外表面，氧化反应遵循对

8、数规律，氧