mw超临界锅炉氧化皮

1、600MW,超临界锅炉氧化皮生,成及危害分析,2014,年,02,月,12,日,1,氧化皮生成机理,1929,年，德国科学家,Schikorr,研究发现，金属可以在,高温水蒸汽中发生氧化，氧化所消耗的氧来源于水蒸汽,本身的结合氧。后来通过电子显微镜观察，进一步确定,了铁和水蒸汽直接反应产生金属氧化物的事实，主要反,应化学方程式为,3Fe+4H,2,O,Fe,3,O,4,4H,2,2H,2,O=2H,2,O,2,铁素体钢和奥氏体不锈钢的蒸汽侧氧化皮微观结构,形貌均为双层结构，外层为,Fe,3,O,4,和少量,Fe,2,O,3,内层为,Fe,Cr,3,O,4,2,影响氧化皮生成的主要影响因素,金属

2、管壁温度和抗氧化性能,管壁温度越高，氧化速度越快；抗氧化性能越好，氧化速度越慢,影响氧化皮脱落的主要因素,1,线膨胀系数,TP347H,管为奥氏体不锈钢管，是粗精钢。其线,膨胀系数为,1,7,1,9,10,5,1,而氧,化物的线膨胀系数为,9,1,10,5,1,金属与氧化皮之间的线膨胀系数相差越大，越易脱落,2,氧化皮厚度,氧化皮越厚，导致其脱落的所需应力越小。管壁金属与氧化皮温,差越大，应力越大,3,温度水平和变化率,氧化皮在高温下生成,在稳态过程中，当温度,偏离氧化皮生成温度时,氧化皮内就会产生热应,力。在非稳态过程中,温度大幅波动还会使氧,化膜产生较大的附加热,应力,0.0,0.2,0.

3、4,0.6,0.8,1.0,1.2,0,100,200,300,400,500,600,700,氧化膜温度(C,相,对,热,应,力,1.3m处第6根-0.174mm,5m处第6根-0.214mm,5m处第10根-0.214mm,4,铁素体钢与奥氏体不锈钢的差异性分析,奥氏体不锈钢的氧化皮生成速度较慢,奥氏体不锈钢的氧化皮更易于剥落,铁素体钢氧化皮厚度超过,0.2mm,不锈,钢氧化皮厚度超过,0.1mm,即易于剥落,铁素体钢氧化皮剥落时内外层氧化物一起剥落,裸露出的金属基体在后继运行中还会快速氧化,导致氧化皮的周期性生长和剥落,奥氏体不锈钢蒸汽侧氧化皮剥落时主要是原生外层氧化物剥落，内层氧化,物

4、状态良好，能够起到阻止氧化皮进一步发展的作用。因此，在后继运行,过程中剥落部位的氧化皮继续生长的速度缓慢剥落部位在后续运行中长,时间内不会再次发生剥落问题,TP347H,奥氏体不锈钢的氧化皮剥落特点,首次剥落时内层和外层厚度几乎相同，外层厚度达到,0.04,0.05mm,即趋于剥落,内层结构在,10,万,h,内几乎不会剥落,温度越高，发生集中剥落次数越多，首次出现时间越早,每次发生集中剥落后的安全运行时间逐渐延长,温度低于621，在,2,万,h,内发生第,1,次外层氧化皮集中剥落,6,万,h,左右发生第,2,次，此后氧化皮集中剥落进入低发阶段,氧化皮生成剥落的危害,蒸汽侧或烟气侧的强制冷却产生

5、大量脱落,堆积，造成短期超温爆管,氧化皮的热阻效应，导致金属壁温和氧化,皮厚度不断提高，最终造成超温运行、组,织老化和氧化皮脱落风险加剧,热负荷和蒸汽温度越高,导致金属超温运行的临界,氧化皮厚度越小,2014,年,1,月,7,日我厂末级过热器爆管,2014,年,1,月,21,日我厂末级过热器爆管,排汽装置磁性过滤器,汽轮机固体颗粒侵蚀,制,造,厂,蒸汽,参数,材料,入口,烟温,出口,烟温,平均,烟温,入口,气温,平均温,升,位置,国华,太仓,上,锅,571,569,TP347,T91 T23,963,822,893,508,63,高再,后,华能,太仓,东,锅,571,569,TP347,111

6、5,990,1053,503,68,屏过,后,宝日,希勒,哈,锅,571,569,入口,T91,出口,TP347,1007,958,1007,513,58,屏过,后,扬州,二厂,哈,锅,543,569,T91,1114,1020,1067,497,46,屏过,后,其他电厂氧化皮情况简介,三大锅炉厂均根据高温过热器不同的工作烟温和蒸汽参数选用了不同抗蒸,汽氧化等级的金属材料。但在主蒸汽温度为,571,的超临界锅炉上均发生了高温,过热器氧化皮爆管。华能太仓电厂已发生,2,次,TP347,爆管，乌沙山电厂近期也已,发生,TP347,爆管,防治锅炉氧化皮爆管的技术措施,在现有材料水平下，超（超）临界锅

7、炉的氧化皮生成与剥落不可避免,因此现实可行的治理技术路线为,减缓生成控制剥落加强检查及时清理及时换管与改造,减缓生成,金属管壁温度控制、合理选材,控制剥落,温度、温度变化率、氧化皮与金属基体之间的温差,加强检查、及时清理、及时换管,拍片检查堆积情况、氧化皮测厚,内窥镜检查脱落情况、割管清理，更换氧化皮厚度超标管段,及时改造,根据在太仓公司超临界锅炉氧化皮问题治理工作中形成的,高温受热面选材原则，制定和实施改造方案，确保一个大修期内锅炉,安全运行,防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施,完善壁温测点,基本原则,高温过热器、高温再热器按布置方式考虑，对于半辐射,式高温受热面（位于折焰角之上）沿宽度方向每

8、隔,2,3,片屏至少装设一个壁温测点；对于对流式高温受热面,位于水平烟道）沿宽度方向每隔,1m,装设一个壁温测点,均装设在每屏壁温分布计算值最高的管子上,对于切圆燃烧方式锅炉，沿宽度方向靠近两侧墙约,1/4,处装设全屏壁温测点；对于对冲燃烧方式锅炉，在宽度,方向的中部应装设,2,3,片全屏壁温测点,管屏最内圈管子如采用弯曲半径小于,1,倍管径的弯管,则应装设壁温测点,防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施,控制启动期间的升温升压,率,值长联系储运部要求,B,C,原煤仓上,3300cal/g,以上的煤种；凝结水、除氧器,水质合格,除氧器加热至,150,加强水质监督,1,机组启动,A,电动给水泵,2,机

9、组启动,C,电动给水泵），锅炉上水时间,4,小时，打,开主再蒸汽启动外排疏水,锅炉冷态冲洗水质合格后，尽可能将水冷,壁温提高至,100,锅炉点火,启动,B,磨煤机，投入等离子小油枪,投入空预器连续吹灰，投入烟温探针,在升压开始阶段到汽机冲转前，控制炉水温升率,1.0,min,在增加燃料量的过程中要注意监视贮水箱水位，在锅炉水冷壁,汽水膨胀时要停止增加燃料量，待汽水膨胀结束，汽水分离器,水位恢复正常后再增加燃料量，省煤器入口流量,650t/h,控制各受热面温升率,1.0,min,分离器压力,0.2MPa,时，关闭启动分离器排空气门，关闭过热器,排空气门,再热器压力,0.1 MPa,时，关闭再热器

10、放空气门,过热汽压力,1.0MPa,时，关闭尾部烟道环形集箱疏水电动一、二,次门，关闭中间隔墙下集箱疏水电动一、二次门，关闭低温再,热器入口集箱疏水电动一、二次门,分离器出口压力,0.8MPa,炉水温度,170,时，进行热态冲洗,控制分离器出口压力和温度稳定，总燃料量保持稳定，给水流,量,350,400t/h,控制炉水循环泵流量在,600,650t/h,使省煤,器入口流量达到,1000t/h,锅炉热态冲洗，水质合格后方可继,续升温升压,B,磨煤机煤量,40t/h,时，启动,A,磨煤机带初始煤量,10t/h,同时将,B,磨煤机的煤量减少,10t/h,保持总煤量不变,主汽压力,3,4MPa,时，投

11、入高低旁运行,主汽压力达到,6.0MPa,时，保持各参数稳定，进行锅炉,启动吹扫操作,锅炉吹扫结束后，汽轮机冲转。汽轮机冲转至,2000rpm,过程中保持各参数稳定，汽轮机中速暖机至,并网期间，控制主汽温温升,0.6,min,启动过程中机组负荷低于,60MW,禁止使用二级减温水,启动初期不要投用再热减温水。各减温水使用操作要,平稳，温度控制要超前，避免突开突关减温水门使管,壁急速降温和升温导致氧化皮集中脱落,机组并网后，启动,C,磨煤机，升负荷速率,3MW/min,主汽温温升,1.0,min,A,侧热一次风温升高至,260,时，进行,B,磨煤机倒风操,作,机组负荷,300MW,及以上正常运行时

12、，尽量保,持下层磨煤机运行，降低火焰中心,控制末级过热壁温,575,尽量提高机侧主,汽温度，确保机侧主汽温度,530,降壁温时，严格控制主、再热汽温,10min,内,30,正常运行中升降负荷率,3MW/min,合理调整,煤水比例，控制汽水分离器出口过热度，避免,煤水比失调引起过热器、再热器短期超温。同,时减温水使用要平稳，避免大幅开启或关小减,温水导致主再热汽温大幅波动及过热器、再热,器管壁温度剧变引起氧化皮脱落,防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施,正常运行中的控制措施,吹灰前必须充分疏水，避免蒸汽吹灰过程中蒸,汽带水导致受热面急剧降温,正常运行中加强汽水品质监督,锅炉启动氧化皮冲洗技术措施,严

13、格按照锅炉启动曲线升温升压；冲洗过程中对汽温,造成的影响，不可用减温水进行控制，对温度变化速,率的限制可适当放宽,3,min,吹扫前参数：主汽压力,6.5MPa,主汽温度,380,高,旁开度,30,再热汽压力控制在,0.3,0.5MPa,再热,汽温度,360,背压控制,17,23KPa,吹扫参数,1,过热器吹扫主汽压力,6.5MPa,主汽温,度,380,2,再热器吹扫再热汽压力,2.0MPa,再热汽,温,360,3,背压控制,20,28KPa,3,冲洗方法,1,第一步：锅炉点火后，开启主汽管道、再热汽管道启动外排疏水，开启高,旁入口电动门进行高旁管道预暖，开启高旁调节门,1,3,观察高旁后温度

14、,缓慢升高，在管道预暖期间严禁投入高旁减温水，高旁后温度升高至,350,投,入高旁减温水，控制高旁后温度,320,350,机组启动过程中注意监视高排,逆止门前、后疏水罐水位高报警，若发现有水位高报警及时开启该疏水门,待水位高报警消失后，及时关闭该疏水门,2,第二步,冬季,待主汽压力至,3,4MPa,后，锅炉燃烧稳定，开启高、低旁空冷岛进汽，就地,安排专人负责监视旁路振动情况，严格控制高压旁路减压阀后温度不大于,350,严密监视高、低旁振动情况，若管道无振动，逐渐开启高压旁路至,30,开度，保证再热器压力在,0.5MPa,以内，开启的过程中注意监视就地管道,振动，以及空冷岛翅片回暖正常。发现管道

15、振动过大及时关小高、低旁对管,道进行充分预暖，翅片回暖缓慢，立即开启高旁增加进汽量，保证翅片回暖,后不发生再次过冷现象,夏季,随着锅炉升温升压，逐渐开启高、低旁，直至参数满足锅炉吹扫条件,第三步：锅炉升温升压，最终达到各参数稳定：主汽压力,6.5MPa,主汽温度,380,高旁开度,30,再热汽压力控制在,0.3,0.5MPa,再热汽温度,360,背压控制,20,28KPa,第四步：锅炉燃烧稳定，各参数达到要求后，溢流阀投入自动，将高旁开度,从,30,开度以,5,s,速率开至,60,稳定后以同样的速率开至,90,待贮水,箱水位稳定后，将高旁由,90,关至,20,可分,2,3,次），待贮水箱水位稳

16、定,后，将高旁开度由,20,迅速开启至,90,计时,5min,后，保持低压旁路在,90,开度，将高压旁路从,90,关至,20,可分,2,3,次），严密监视旁路系统,及相关设备运行情况，计时,5min,注意贮水箱水位情况），重新开始下次吹,扫操作，反复操作,4,5,次,注,高、低旁快速开启的过程中，注意高旁、低管道振动情况，若发现管道,停止旁路操作，待管道无振动后，在进行操作，注意监视高旁后温度，不得,过高、过低，控制高旁后温度,320,350,若高旁减温水自动跟踪不及时,解除自动，进行手动操作，控制高旁后温度,第五步：维持高压旁路,80,开度，逐渐关小低压旁路（低压旁路开度不得小,于,30,以

17、维持空冷岛最小防冻流量）至再热汽压力,2.0 MPa,然后迅速开,启,A/B,低旁至,90,以上，保持,2min,反复操作,4,5,次，进行冲洗，直至凝结,水水质化验合格,注,吹管期间值长通知化验人员进行取样，具体要求,1,吹管前,3,小时,1,小时，分别通知化验人员采取凝水、给水、主蒸汽,水样，化验,Fe,2,每次吹管操作结束后,10min,化验人员采取凝水水样，化验,Fe,含量,3,最后一次吹管结束后，化验人员采取给水、主蒸汽水样，化验,Fe,4,吹管结束后,1,小时,3,小时，分别采取凝水、给水、主蒸汽水样，化验,Fe,6,第六步：过热器再热器吹扫结束后，维持主汽压力,6.5MPa,开启

18、左侧,PCV,阀,2min,进行吹扫，吹扫,2,次,4,注意事项,1,冲洗过程中分离器水位将有较大波动，当开,启高旁门时，贮水箱水位将上升，此时通过溢流,阀自动控制水位；当水位开始回落时，要立即加,水，避免高旁开启后因蒸发量增大及关门时压力,上升造成水位降低，高旁关闭后视水位情况要及,时降低给水流量,2,锅炉煤量以保持压力稳定为准，可适当增减,3,冲洗过程中保持给水泵出口压力必须大于分,离器压力，避免高压旁路关闭过程中，因压力上,升而导致上不去水,4,冲洗过程中要控制主再汽温度不发生大幅度,波动,3,min,5,开启旁路冲洗时，保持旁路及主再热蒸汽管道疏水,充分开启，暖管充分,6,冲洗过程中注

19、意保持高压旁路减压阀后温度,320,350,低旁后温度,160,防止低压旁路闭锁,7,控制排汽装置水位在,1400-1700mm,之间（可将排汽,装置水位高于,1700mm,闭锁低旁条件解除,8,，开启低压缸喷水、低旁减温水及低旁三级减温水,控制低旁后温度,120,9,排汽装置及系统管道无振动，否则及时停止操作旁,路操作或关小旁路,10,冲洗过程中及时调整给水流量稳定，注意保持汽温,稳定,11,给水泵在增减勺管时，不要以,5,的速率增减勺管,可通过,1,的速率快速增减勺管,12,保证锅炉主给水压差,4,5MPa,13,严密监视空冷岛凝结水、抽真空温度，发现温度低,至,35,以下或下降速率过快，

20、及时通过开启旁路增加进,汽量,14,在冲洗过程中注意监视贮水箱水位，防止贮水箱,水位低炉循泵跳闸，可通过缓慢关闭高旁对此进行规避,15,机组启动前，保证废水池液位处于低液位,16,吹扫期间注意监视主再热启动外排注意风向无蒸汽,吹至主变区域,17,启动初期，加强对贮水箱的溢流,18,在锅炉带压放水时，对放水电动门进行间隔半小时,开关放水，加强炉水扰动,19,在汽机冲转后，转速至,600rpm,稳定半小时，将,主汽门前杂质吹出,锅炉启动冲洗的安全措施,1,在冲洗过程中，给水量变化较大，应加强电动给水,泵各运行参数的监视，特别是振动及轴承温度；同时,加强排汽装置和除氧器水位变化的监视,2,开启高低压

21、旁路时，注意监视排汽装置背压变化,投入两台真空泵运行，控制背压不超过,30KPa,以高速,混床不退出运行为原则,3,大流量冲洗过程中，加强监视末级过热器和末级,再热器金属管壁温度的变化,发现温度波动大时停止大,流量冲洗,4,在冲洗过程中注意监视汽机本体各参数，防止再热,器压力高，盘车脱扣，转子被冲起，若发现转子被冲,启后，再热汽压力,0.5MPa,背压控制,25,28KPa,转子停止运行后，盘车及时投入,防治锅炉氧化皮爆管的运行技术措施,停炉的控制措施,锅炉停炉降负荷速率,3MW/min,主再热汽温下,降速率,1,min,注意主、再热汽温及锅炉金,属壁温的监视和调整，避免降负荷速率过快引,起汽温突变导致氧化皮集中脱落,停炉前,2,小时，将给水,pH,值调整至,9.6,10.0,停炉过程中煤水比要适中，控制分离器出口过,热度，逐步降低过热度，避免汽温突降或突升,导致管壁金属温度变化引发氧化皮脱落,停炉过程中主要是以降低燃料为主要手段，减,温水的使