1、超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防措施分析 摘 要：随着电力技术的不断发展，越来越多大容量、高参数的发电机组应用到电力系统中，超临界直流锅炉是主要的机型。在超临界锅炉运行过程中，高温受热面氧化皮的生成和脱落问题，会对锅炉设备本身产生严重的影响，如果处理不当，会引起锅炉传热恶化、汽轮机运行下降等问题，严重影响超临界直流锅炉的性能。文章就主要针对超临界直流锅炉氧化皮脱落原因以及预防措施进行简单的分析。 关键词：超临界锅炉；氧化皮；脱落；预防措施 超临界直流锅炉高温受热面氧化皮的生成和脱落是普遍存在的现象，如果没有对其给予足够的认识和重视，采取有效的预防措施，就会使锅炉炉管的母材在长期高温运行条件下
2、发生裂缝，导致管材内部金属暴露下氧化环境下，容易使炉管发生爆裂，不仅影响锅炉设备的正常运行，而且也会造成一定的经济损失，甚至是人员伤亡，所以对超临界直流锅炉氧化皮脱落的问题进行研究是十分必要的。 1 锅炉氧化皮的脱落原因 超临界直流锅炉运行过程中，过热器和再热器受到持续高温环境的影响会在管壁表面形成氧化皮，并且附着在管壁上，当氧化皮达到一定厚度，加之炉管的温度频繁发生变化，氧化皮就会由于膨胀系数的变化而发生表面剥落，随着高温运行环境的持续，金属管的氧化作用会不断的持续，加之水蒸气等温度因素的影响，管内的部分金属也会由于氧化作用而大面积脱落，严重时会堵塞炉管，造成炉管爆炸。具体的说，锅炉氧化皮脱
3、落的原因，主要与以下几个因素有关： 1.1 炉管材质 超临界直流锅炉炉管大多以合金为主，其中Cr的含量不同决定了不同炉管的耐热性和抗氧化性也存在较大的差异，如果在使用炉管时，需要根据不同的Cr含量要求安排不同的使用环境。如果没有根据炉管的使用环境进行合理的设计，就会使炉管在运行过程中发生温度过高、氧化过快等问题，加速氧化皮的生成，进而造成氧化皮脱落。 1.2 管壁温度 很多已经生成氧化皮或者氧化皮脱落的炉管仍然被应用，可能会导致炉管局部温度过高，加速氧化反应的发生，当炉内温度过高时，炉管的温度也会在短时间内持续升高，氧化皮的厚度也会随之增加，当达到一定厚度时便会脱落。 1.3 锅炉机组启停时形
4、成的热应力 在锅炉启动和停止的过程中都需要较大的热负荷，才能使水循环达到锅炉启停所需要的流量标准，在热负荷的作用下炉管会有一短时间处在高温、干烧的状态，这种情况下就容易导致炉管温度在瞬间升高，所以一般在锅炉启停时会配合相应的降温方法，使炉管的温度保持在稳定的状态，与此同时也会产生较大的热应力，加速氧化皮的生成和脱落。从目前超临界直流锅炉氧化皮的生成和脱落情况来看，大部分的氧化皮脱落都是由于热应力作用引起的。锅炉机组停止运行时，炉壁内部的温度降低，各项参数随即降低，使得热负荷瞬间降低，与机组运行的热负荷之间形成较大的落差，由此而产生的热应力就会加速氧化皮的生成和脱落。 2 超临界直流锅炉氧化皮脱
5、落的预防 2.1 设计方面 锅炉氧化皮的生成与脱落与锅炉材质有密切的关系，所以在锅炉设计时应当考虑到材质的问题，应当采用晶粒度等级相对较高的钢材。我国国内的超临界直流锅炉受热面的材质一般使用的奥氏体不锈钢，这些钢材大多是国内企业生产，但是从钢材的材质方面来看，与进口钢材还存在着一些差距，因为我国国内生产的刚材在晶粒度等级方面始终没有达到国际水平，这使得锅炉的受热面更容易发生氧化皮脱落的问题。除了晶粒度等级，在锅炉的抗氧化性能和抗腐蚀性能方面也应当采用具有高标准的钢材。锅炉制造企业在钢材的选择方面，应当积极做好相应的试验和研究工作，并且积极引入国外先进技术，提高我国钢材质量，使其更加符合超临界锅
6、炉的运行需要。另外，在锅炉制造过程中要加强对其质量的控制，对于锅炉制造工艺中的缺陷要严格控制，尤其是管壁厚度不均匀、焊接缝等问题必须在制造过程中有效控制，如果锅炉的制造工艺不高，在运行的过程中很容易产生偏差过大、局部温度过高、受热面受热不均匀等问题，而这些问题都是导致锅炉氧化皮快速生成和脱落的主要原因。总之，必须要从设计方面加强锅炉选材和制造质量控制，才能为锅炉的安全运行提供基础。 2.2 安装方面 首先，在锅炉安装之前，要保证安装人员熟悉锅炉安装工艺，尤其是容易出现偏差的过热器、再热器，如果锅炉安装出现偏差，则会导致其在运行过程中受热不均，加速氧化皮生成。同时，在安装之前要对锅炉炉体的质量、
7、炉管内是否有杂物、锅炉安装环境进行严格检查，安装完成后要对炉管、疏水管等设备进行检验，确保其稳定性。其次，严格控制焊接质量。在锅炉安装时不可避免要应用到钢材的焊接工艺，需要注意的是，避免将异种钢材进行对接，受到焊接条件、设备以及工艺的影响，异种钢对接的质量很难得到保证，而且异种钢技能对接之后容易产生受热不均、应力不均等状况，尤其是在焊接位置容易生成更大的附加应力，造成氧化皮的脱落。最后，对于炉管要进行定期检查。每次停炉时对炉管的受热情况、弯曲情况进行检查，尤其注意对高温段的炉管进行检查和化验，检查管壁表面的氧化皮厚度，对脱落的氧化皮进行清理，并且做好详细的记录。 2.3 运行方面 超临界锅炉运
8、行控制的过程中，需要注意以下几点问题：第一，要重视运行管理工作的开展。氧化皮的生成和脱落对锅炉运行会产生很大的危害，但并不是氧化皮生成之后马上就会影响锅炉运转，其具有一定的潜伏期，所以要通过日常的管理活动，掌握氧化皮的生成和脱落情况，并且对其脱落原因进行分析，采取有效的预防和控制策略，可以降低氧化皮脱落为锅炉运行带来的危害。第二，加强对锅炉汽水品质的监督。根据锅炉运行的要求，在启动之前需要使用除盐水，并且保证水质合格才能开启锅炉。所以，要对锅炉汽水品质进行严格监督，不合格的汽水应当禁止加入到机组内，只有合格的除盐水，才能达到减少锅炉内部熔盐沉积的目的，减少氧化皮的堆积。第三，优化锅炉运行方式。
9、为了保证锅炉的健康运行，要定期开展吹灰工作，确保锅炉机组的清洁，可以减少由于局部烟温值过高而导致的氧化皮脱落问题。同时，要调整锅炉的煤质和氧量，保证燃煤的充分燃烧，可以保证受热面的均匀受热，不会由于局部温度过高而加速氧化皮的生成和脱落。另外，在锅炉运行中要对二次风门开度进行合理的控制，确保两侧的烟温偏差处在合理的范围内；对锅炉运行中的煤水比也要进行合理控制，尽可能不用减温水，只有合理的煤水比才能保证锅炉运行的稳定性；机组自动装置投入率、高加投入率要达到100%，电网进行调峰时，厂内机组间采用经济负荷调度，尽可能做到锅炉负荷、燃烧、蒸汽参数相对稳定。 3 结束语 综上所述，超临界直流锅炉运行机组
10、经常处在高温运行环境下，额定负荷的频繁变化容易导致锅炉氧化皮的生成和脱落，对锅炉机组运行的安全性和稳定性产生严重影响，因而需要从设计、安装以及运行控制等几个方面采取有效的预防措施，对氧化皮的生成和脱落进行有效的控制，提高超临界直流锅炉运行的效率，促进其作用得充分发挥。 参考文献 1朱全利.锅炉设备及系统M.中国电力出版社，2006. 2章德龙.华东六省一市电机工程（电力）学会，锅炉设备及其系统M.中国电力出版社，2005. 3万朝晖，陈俊.火电厂锅炉氧化皮脱落的原因分析与预防措施J.科技资讯，2013. 4谢建文，孙平，李涛，等.基于氧化膜生成速度和剥落厚度的600MW超临界锅炉高温过热器安全性分析J.中国电机工程学报，2011（26）. 5梁百华，刘玉柱.600MW超临界直流锅炉氧化皮脱落原因分析及预防J.中国电力教育，2011. 6陈良峰.600MW超临界锅炉末过氧化皮脱落爆管原因分析及对策J.电力技术，2010.第 6 页 共 6 页
