摘 要：在火電廠的鍋爐中，爐管常會(huì)出現(xiàn)氧化皮脫落的現(xiàn)象，而且這種現(xiàn)象極容易造成爐管的堵塞，從而造成火電廠安全事故的發(fā)生。此類安全事故在所有安全事故當(dāng)中占有很大的比重，所以為了能夠降低安全事故發(fā)生的概率，盡量使企業(yè)和工作人員受到損失，應(yīng)嚴(yán)格控制并處理此類事故的發(fā)生。文章就火電廠鍋爐受熱面管氧化皮脫落事故原因進(jìn)行具體分析，并根據(jù)所分析出的結(jié)果提出有效的解決措施，希望能夠促進(jìn)我國火電廠的發(fā)展，給人們的生活帶來最大的便利。

關(guān)鍵詞：火電廠；鍋爐受熱面管；氧化皮脫落；事故原因；對策

前言

隨著我國人們生活水平的提高，人們對于電力需求變得越來越高，并對其產(chǎn)生了依賴?；谏鲜霰尘?，我國發(fā)電廠為了滿足人們的需求，開始更新現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備，擴(kuò)大電力的生產(chǎn)能力。目前，超（超超）臨界機(jī)組是目前發(fā)電廠所引進(jìn)的最新的設(shè)備，其所具有的各項(xiàng)性能也是相對較好的，但是在其使用過程中卻存在氧化皮脫落的問題，這在一定程度上降低了設(shè)備使用的安全性，增加了發(fā)生事故的概率。下面作者就針對氧化皮脫落的特征、形成原因以及解決措施進(jìn)行闡述。

1 氧化皮脫落的主要特征

通過對發(fā)生氧化皮脫落的爐管進(jìn)行觀察和研究能夠發(fā)現(xiàn)，由于爐管的材質(zhì)不同也會(huì)出現(xiàn)不同的差異。當(dāng)爐管材料為鐵素體鋼時(shí)，所產(chǎn)生的氧化皮是相對較厚的，一般都能夠達(dá)到1mm左右，其在脫落時(shí)一般都是大面積脫落。當(dāng)爐管材料為奧氏體不銹鋼時(shí)，其所形成的氧化皮是較薄的，一般都在30到50μm之間，其所發(fā)生的脫落都是小片脫落[1]。氧化皮在發(fā)生脫落以后，主要堆積在U型管彎曲的部分、節(jié)流孔等部位，從而造成局部溫度過高，發(fā)生爆管事故。

2 氧化皮脫落的原因分析

在臨界機(jī)組運(yùn)行的過程當(dāng)中，內(nèi)部蒸汽的溫度能夠達(dá)到大約600度左右，在其氧化的范圍之內(nèi)（蒸汽發(fā)生氧化的溫度范圍在450度到700之間），能夠?qū)⑺魵夥纸獬蒓H-和H+兩種離子，這兩種離子極容易與設(shè)備當(dāng)中金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而發(fā)生反應(yīng)后所形成的產(chǎn)物被人們稱之為氧化皮[2]。由于設(shè)備在運(yùn)行過程中一直處于高溫狀態(tài)，持續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量的氧化皮。當(dāng)形成的氧化皮積累到一定厚度時(shí)，其將會(huì)與原材料發(fā)生脫離，并集中沉落在爐管中的某些位置，造成爐管的堵塞，進(jìn)而引發(fā)安全事故。那么其具體發(fā)生的原因和因素大致有以下幾點(diǎn)。

2.1 爐管材質(zhì)的原因

由于爐管中各種成分和比例的不同，使不同的管材所具有的抗氧化性存在很大的差距。在設(shè)計(jì)和制造爐管的過程中，如果相關(guān)研究人員沒有考慮到管材所能夠承受的溫度，那么在其運(yùn)行過程中由于長期的高溫，導(dǎo)致管材的表面發(fā)生大面的氧化，并在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)氧化皮的脫落。在所有使用的爐管材料中，T23發(fā)生氧化皮脫落現(xiàn)象最為嚴(yán)重。所以，在選擇爐管材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇具有更高耐熱性和抗氧化性的材料（如T91）。在提高爐管材料的抗氧化性上，還可以改變其內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)，例如材料表面的處理、晶粒度。

2.2 運(yùn)行溫度的原因

通過對已經(jīng)發(fā)生爐管事故設(shè)備的相關(guān)記錄進(jìn)行查閱，能夠發(fā)現(xiàn)爐管事故的發(fā)生一般都是因?yàn)槌瑴剡\(yùn)行。設(shè)備的超溫運(yùn)行通常是指其超過設(shè)備最初的設(shè)計(jì)溫度和材料的抗氧化度。當(dāng)設(shè)備一直處于高溫運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，將會(huì)大大加快氧化管的氧化速度，使所產(chǎn)生的氧化皮厚度不斷增加，當(dāng)厚度達(dá)到一定值時(shí)，便會(huì)發(fā)生脫落。用于制作爐管的每一種材料都擁有一個(gè)最高的抗氧化溫度，在這個(gè)溫度之下，管材發(fā)生的氧化反應(yīng)將會(huì)十分緩慢，不會(huì)出現(xiàn)氧化皮嚴(yán)重脫落的現(xiàn)象；而當(dāng)設(shè)備的運(yùn)行溫度高于這個(gè)溫度時(shí)，將會(huì)加快爐管的氧化反應(yīng)，如果長期處在高溫運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，將會(huì)很快出現(xiàn)氧化皮脫落的現(xiàn)象。

2.3 設(shè)備開啟的原因

當(dāng)設(shè)備開啟時(shí)，設(shè)備中水蒸汽還不能夠保持正常的流動(dòng)，使有些爐管出現(xiàn)干燒的狀態(tài)，造成爐管氧化速度的加快。由于爐管中出現(xiàn)了超高溫的現(xiàn)象，為了能夠降低溫度，使其保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，將會(huì)往出現(xiàn)超高溫的部位輸入一些減溫水[3]。減溫水在輸入的過程中，將會(huì)使?fàn)t管的溫度發(fā)生大幅度的下降，導(dǎo)致爐管出現(xiàn)較大的熱應(yīng)力，從而使氧化皮發(fā)生脫落。很多設(shè)備在啟動(dòng)之后發(fā)生氧化皮的脫落，便是因?yàn)檫@種原因。

3 氧化皮脫落的預(yù)防措施

通過對氧化皮脫落的原因進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)爐管發(fā)生氧化反應(yīng)是不可避免的，所以只能夠通過采取有效的措施防止其發(fā)生脫落，以降低爐管發(fā)生事故的概率。

3.1 提高爐管材料所具有的抗氧化性

在所有材質(zhì)的爐管當(dāng)中，T23材質(zhì)的爐管所發(fā)生氧化反應(yīng)是最明顯的，其所出現(xiàn)的氧化皮脫落現(xiàn)象也是最為嚴(yán)重的。當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過程中是因?yàn)檫@類材質(zhì)的鋼管而出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化皮脫落，那么便可以通過更換不同材質(zhì)的爐管以解決這個(gè)問題（如將爐管的材質(zhì)更換成T91）[4]。此外，爐管材料所具有的氧化性還與材料結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，能夠通過對材料所具有的晶粒度進(jìn)行處理以及對材料的便面進(jìn)行噴丸處理以增加爐管的抗氧化性，盡量避免出現(xiàn)氧化皮的脫落。

3.2 控制爐管中的運(yùn)行溫度

設(shè)備在正常運(yùn)行的過程中，需要對其運(yùn)行溫度進(jìn)行控制，以確保設(shè)備中各部分的溫度一直保持在設(shè)計(jì)溫度之下。與此同時(shí)，還要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備受熱面上溫度出現(xiàn)的偏差，以做好燃燒的調(diào)整，并將設(shè)備當(dāng)中溫度的偏差控制在10度以內(nèi)，從而避免設(shè)備部分地方由于溫度過高，而加快氧化反應(yīng)。當(dāng)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)了設(shè)備當(dāng)中某部分的溫度已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)溫度，工作人員就對其出現(xiàn)的原因進(jìn)行具體的分析，并制定和實(shí)施有效的措施，以降低溫度。

3.3 控制設(shè)備在開啟過程中的溫度變化

在控制設(shè)備啟動(dòng)溫度上，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的不同類型選取不同的方法去控制設(shè)備的運(yùn)行溫度。當(dāng)設(shè)備冷態(tài)開啟，并且設(shè)備中的蒸汽壓力和流量都能夠滿足設(shè)備的運(yùn)行需求時(shí)，便可以對相關(guān)系統(tǒng)和元件進(jìn)行吹掃，將所有沉淀的氧化皮清除干凈。而設(shè)備的熱態(tài)開啟時(shí)，便需要對設(shè)備當(dāng)中金屬材料的溫度進(jìn)行全面的控制，避免其出現(xiàn)大幅度的溫度變化，使其能夠達(dá)到設(shè)備停止前的溫度狀態(tài)。同時(shí)，在設(shè)備處于低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，應(yīng)盡量不要使用減溫水，從而減少設(shè)備進(jìn)行干濕轉(zhuǎn)化的時(shí)間，進(jìn)而降低由于金屬溫度發(fā)生變化而影響到設(shè)備的運(yùn)行[5]。

4 結(jié)束語

總之，我國火力發(fā)電不管是在設(shè)備上，還是技術(shù)上都在進(jìn)行不斷的創(chuàng)新、改革與完善。然而，其還依然受制于爐管材料、溫度等因素的影響，出現(xiàn)氧化皮脫落的現(xiàn)象，給設(shè)備的安全運(yùn)行埋下了隱患。文章通過對爐管氧化皮脫落的原因進(jìn)行分析，并提出一些能夠有效避免氧化皮產(chǎn)生和脫落的措施，希望能夠促進(jìn)我國電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]孫璽，杜保華，王大鵬，等.火電廠鍋爐管內(nèi)壁氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2013，04（08）：90-93.

[2]萬朝暉，陳俊.火電廠鍋爐氧化皮脫落的原因分析與預(yù)防措施[J].科技資訊，2013，09（17）：114.

[3]王殿仲，徐憲龍.630MW超臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮形成及脫落原因分析[J].發(fā)電設(shè)備，2008，03（04）：310-312，357.

[4]李斌，陳學(xué)進(jìn).超臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮脫落原因分析[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，02（03）：86-89.

[5]梁百華，劉玉柱.600MW超臨界直流鍋爐氧化皮脫落原因分析及預(yù)防[J].中國電力教育，2011，11（33）：177-179.