超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落原因分析.pdf

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1、第十六卷第三期安徽电气工程职业技术学院学报2011年9月Vo1．16，No．3JOURNALOFANHUIELECTRICALENGINEERINGPROFESSIONALTECHNIQUECOLLEGESeptember2011超l界锅炉高温受热面氧化皮脱落原因分析李斌，陈学进(国投宣城发电有限责任公司，安徽宣城242052)摘要：简述了锅炉高温受热面氧化皮形成及剥落原因，结合国投宣城发电有限责任公司#1炉末级过热器管氧化皮检测实例，提出预防和控制锅炉高温受热面管氧化皮脱落并堵塞爆管的对策。关键词：超临界锅炉；高温受热面；氧化皮中图分类

2、号：TK223．3文献标识码：A文章编号：1672．9706(2011)03．0086．04auseAnalysisofOxidationVelamenontheHighTemperatureHeatingSurfaceTubeofSupercriticalBoilerLIBin，CHENXuejin(SDICXuanchengElectricPowerCo．，Ltd，Xuancheng242052，China)Abstract：Theformationandexfoliationcauseofoxidationvelamenontheh

3、ightemperatureheatingsur-facestubeareintroducedbriefly．Combiningwithfinalsuperheatertubeoxidedetectionexampleof#1．boilerofXuanchengSDICElectricPowerCo．，Ltd，thesolutionsaregavetopreventandcontrolofpipe—lburstingthatcausedbytheboilershotheatingsurfacepipesbeingblockedbythee

4、xfoliation．IKeywords：supercriticalboiler；hightemperatureheatingsurfaces；oxidationvelamen}一目前，在国内火力发电机组中，超(超)l临界锅炉高温受热面不锈钢管内壁蒸汽氧化所引发的氧化层剥落造成堵塞爆管的现象时有发生。不少学者针对锅炉高温受热面内壁氧化皮剥落问题开展了一系列的研究工作，寻找积极应对氧化皮剥落的有效措施，但对彻底解决氧化皮的形成和剥落尚无定论。1氯化皮产生的危害超临界锅炉在运行过程中，由于蒸汽侧氧化皮的形成、剥落造成的危害主要有以下方面：(1

5、)阻碍管内蒸汽流动，使壁温大幅升高，金属蠕变损伤，导致炉管泄漏；(2)氧化皮的绝热作用弓l起受热面管金属壁温上升，影响管材寿命；(3)剥落的氧化皮若带入汽机，会损伤叶片、喷嘴和调门；(4)造成汽水污染，影响汽水品质。2氧化皮的形成与剥落原因分析2．I氧化皮的形成炉管表面氧化皮的生成是金属在高温水汽中发生氧化的结果。钢在570~C以下，生成的氧化膜是由Fe：O，和Fe，O组成，Fe：O。和Fe，O都比较致密(尤其是Fe，O)，因而可以保护钢材以免其进一步氧化。当超过570~C时，氧化膜由FeO，，Fe，O，FeO三层组成(FeO在最内层)，

6、主要是由FeO组成，因FeO致密性差，破坏了整个氧化膜的稳定性。事实上，当温度超过450℃时，由于热应力等因素的作用，生成的Fe，O不能形成致密的保护膜，使水蒸气和铁不断发生反应。当管壁温度达到570％以上，反应收稿日期：2011—08—25作者简介：李斌(1969．)，男。工程师，设备维护部主任，从事火力发电厂运行、检修和安全专业管理工作。陈学进(1971．)，男，设备维护部金属监督专工，高级工程师。·86·李斌，陈学进：超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落原因分析生成物为FeO，且反应速度更快，此时，钢的抗氧化能力大大降低。2．2影响氧化皮

7、生成的因素氧化皮形成与温度、时间、氧含量、蒸汽压力和流速、钢材成分、氧化皮成分等有关。通常认为：温度愈高，时间愈长，介质中氧的分压愈高，流速愈快，氧化皮生成速度愈快；钢中加入cr、Al、si等元素，生成的氧化膜致密而牢固，可以使钢材的抗氧化性提高。多项研究表明：炉管表面的氧化膜并非由水汽中的溶解氧和铁反应形成的，而是由水汽本身的氧分子氧化表面的铁所形成的。在570℃以上，水分子会分解为氢氧原子结构，大量的氧原子充分满足了氧化反应的需要。而570℃也正是形成不致密的FeO的关键温度值，所以570cI=应该成为制定运行参数的重要参考。2．3氧

8、化皮的剥落氧化皮的剥落有2个主要条件：(1)氧化层达到一定厚度，通常不锈钢为0．10mm，铬钼钢为(0．2—0．5)ram；(2)温度变化幅度大，速度快，频度高。SA一213TP347H钢材的