超临界锅炉高温管道氧化皮剥落失效原因分析及对策建议.pdf

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1、科技与创新┃ScienceandTechnology&Innovation2017年第1期文章编号：2095－6835（2017）01－0118－02超临界锅炉高温管道氧化皮剥落失效原因分析及对策建议苏波武（广西壮族自治区特种设备检验研究院，广西梧州543000）摘要：在超临界锅炉高温管道中，氧化皮的剥落失效会引起管道超温、堵塞等问题，对机组的安全运行构成了威胁。本文阐述了超临界锅炉高温管道氧化皮的危害及影响，对其剥落失效的原因进行了分析和探讨，并结合分析结果提出了相关对策和建议。关键词：超临界锅炉；氧化皮；温室气体；蒸汽中图分类号：X787文献标识码

2、：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.118随着我国电力建设的快速发展，超临界发电技术也取得了料反应生成铁的氧化物，大致步骤为水蒸气分子与管壁金属表巨大的进步，火力发电机组逐步向大容量、高参数的超临界和超面的撞击、水蒸气分子的表面吸附、金属氧化物形核及连续氧超临界燃煤机组发展。超临界机组大大提高了发电效率，降低了化膜的形成。气相水分子撞击金属以范德华力吸附在金属表面，燃煤消耗量，并减少了温室气体的排放。但是在超临界锅炉高温然后发生分解反应，其方程式为：管道表面易发生蒸汽侧氧化，形成氧化皮，而氧化皮的剥落失效1H2O⇋H

3、2+H2O.（1）会引起堵塞爆管，严重影响了火力发电机组的安全运行。21氧化皮的危害温度越高，水蒸气的分解速度越快，分解生成的氧与基体超临界锅炉受热面金属在高温高压环境中可以与蒸汽直接表面金属发生反应，方程式为：反应生成氧化皮，当氧化皮达到一定的厚度时会发生剥落，带H2O（吸附）+Fe→FeO+离子空穴+2电子空位+H2（吸附）.（2）来多方面的问题和不良影响。氧化皮的存在会改变管道受热面生成的氢一部分以吸附H的形式溶解于氧化物中，另一部的传热特性，使管道长期超温运行，最终导致管道的失效。受分以气态H2的形式向氧化物和基体内扩散，继续为氧气和水蒸热面超

4、温和氧化层的生成是互相促进的，超温会使氧化皮快速气的渗透扩散提供了通道。随着氧化物薄膜的生成，更多地水生成，而氧化皮的存在会使超温更加严重。分子被吸附、分解成氧原子和氧离子，初始生成的FeO将被氧2氧化皮成因探究化成更加稳定的Fe2O3和Fe3O4，但由于金属母材成分组织、环氧化皮的产生可以理解为是水蒸气在高温环境下与管壁材境温度及压力等的不同，不同材料在不同工况下生成的氧化膜表风和氮气。气阀、出口排气阀及各类元器件频繁的动作，延长了各类部件3运行模式优化后的效果的更换周期和空压机的使用寿命。在串联运行的过程中，仪表33.1新增氮气增压机的运行效果空气

5、用量保持在18m/h左右，下游氮气用量稳定在约33气增压机安装后，LNG接收站可以在9.4h内完成对50m100Nm/h，仪表空气系统和氮气系统运行正常。的氮气储罐的充装，与单台增压机所需时间28.3h相比，缩短3.3运行模式优化后的节能分析了18.9h，大幅度提高了氮气使用效率，且解决了1台增压机新的工艺流程中改用仪表空压机为PSA供应压缩空气，省出故障后无法进行增压的问题，提高了氮气系统供氮的稳定性。去了IRN45K-OFA/C型氮气空压机的使用。这不仅降低了氮气3.2仪表空气压缩机的运行情况空压机的使用频率，节约了氮气空压机的维修维护成本，也节图

6、3为更改流程前、后的仪表空压机加载、卸载压力趋势省了生产用电。与仪表空气系统、氮气系统独立运行的模式相图。比，仪表空压机带1套干燥装置和1套PSA制氮装置运行时每小时可节电26kW·h，全年可节省生产用电约210000kW·h。4结束语从仪表空气压缩机与制氮装置串联运行的运行效果和能耗的分析比较中可以看出，该项优化充分发挥了仪表空压机的产能优势，避免了其频繁的加载与卸载，有利于设备的稳定运行，延长了仪表空压机的使用寿命。运行模式优化后，降低了氮气系统中空气压缩机的运行频率，减少了运行能耗，每小时可节电26kW·h，有效降低了生产成本，起到了很好的节能效

7、果。参考文献图3仪表空压机出口压力变化趋势［1］万常忠，王菊花，金美玲.空分制氮设备的选择［J］.2008在图3中，10：20之前仪表空压机的加载值为6.3Barg。（07）.在卸载值为9.0Barg的情况下，周期约为5min，10：20打开跨［2］吴卫，石绍军.变压吸附分离技术在氮气生产中的应用接并将加载值改为7.3Barg，周期由之前的5min变为15min，［J］.2010（03）.空压机运行较为平稳。优化后避免了空压机较为频繁的加载和卸载，减少了仪表空压机和氮气空压机内排水电磁阀、入口进〔编辑：张思楠〕·118·2017年第1期Sciencea

8、ndTechnology&Innovation┃科技与创新的均匀程度、致密性都有所不同。此外，