安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院培訓(xùn)中心 蘇寧

國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司 曹雷 汪杰斌 鮑志永 浦仕化

超臨界鍋爐高溫受熱面蒸汽側(cè)氧化皮剝落原因分析研究

安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院培訓(xùn)中心 蘇寧

國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司 曹雷 汪杰斌 鮑志永 浦仕化

本文詳細(xì)闡述了鍋爐高溫受熱面蒸汽側(cè)氧化皮形成的特征、剝落、堵塞的機(jī)理及其危害；從鍋爐檢修、運(yùn)行、化學(xué)和金屬監(jiān)督檢測(cè)等方面進(jìn)行全面分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了預(yù)防和控制氧化皮剝落堆積堵塞鍋爐高溫受熱面的技術(shù)措施。運(yùn)行實(shí)踐表明，取得了良好的效果，提高了鍋爐機(jī)組運(yùn)行的安全性。

高溫受熱面；氧化皮剝落；金屬監(jiān)督；控制；技術(shù)措施

某發(fā)電公司超臨界630MW機(jī)組，其鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的HG-1970/25.4-YM7型鍋爐，為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的本生（Benson）直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置。2008年8月22日投產(chǎn)發(fā)電；至2012年11月小修累計(jì)運(yùn)行約25000小時(shí)。

鍋爐高溫受熱面產(chǎn)生氧化皮主要原因：高溫氧化，從熱力學(xué)角度來講，鍋爐管內(nèi)壁產(chǎn)生蒸汽氧化現(xiàn)象是必然的，因?yàn)殍F與水反應(yīng)，在一定溫度范圍轉(zhuǎn)化為Fe3O4，且溫度越高，高溫氧化越快，目前是超臨界鍋爐普遍存在的問題，對(duì)于不銹鋼管和其產(chǎn)生的氧化皮來說，由于熱膨脹系數(shù)的差異，當(dāng)氧化層達(dá)到一定厚度后,在溫度發(fā)生變化時(shí)，氧化皮即很容易從金屬本體剝離，無法避免。尤其是溫度發(fā)生反復(fù)的或劇烈的變化時(shí)，如鍋爐啟停、停爐時(shí)強(qiáng)制通風(fēng)快速冷卻，都會(huì)加速氧化皮的剝落。鍋爐正常運(yùn)行中壓差較小，故蒸汽流帶不走尺寸較大的氧化皮，所以造成了停爐時(shí)氧化皮的堵塞。

超臨界鍋爐在運(yùn)行過程中，由于蒸汽側(cè)氧化皮的形成、剝落造成的危害主要有以下方面：

（1）蒸汽側(cè)或煙氣側(cè)的強(qiáng)制冷卻產(chǎn)生大量氧化皮脫落堆積，造成高溫受熱面短期超溫爆管。

（2）氧化皮的熱阻效應(yīng)導(dǎo)致金屬壁溫和氧化皮厚度不斷提高，最終造成超溫運(yùn)行、組織老化和氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)加劇。根據(jù)EPRI研究結(jié)果，致密氧化皮厚度每增加0.025mm，管壁溫度增加約2℃。

（3）汽輪機(jī)固體顆粒侵蝕。會(huì)損傷葉片、噴嘴和調(diào)門。

鍋爐氧化皮的形成與剝落嚴(yán)重影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,所以研究鍋爐高溫受熱面蒸汽側(cè)氧化皮形成與剝落具有重要和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 汽溫和管壁溫度超溫頻繁

結(jié)論一：從表1可知，超溫次數(shù)大大超標(biāo)。

1.2 鍋爐氧化皮脫落堆積嚴(yán)重

#1爐末級(jí)過熱器全面檢測(cè)：發(fā)現(xiàn)全部彎頭產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化皮脫落堆積堵塞：有447只彎頭堆積脫落的氧化皮占據(jù)管截面50%以上（其中堵滿358只），需割管清理；#1爐末級(jí)再熱器檢測(cè)：發(fā)現(xiàn)有131只彎頭存在氧化皮脫落堆積：經(jīng)檢測(cè)分析占據(jù)管截面50%以上的有5只，需割管清理。

表1 2012年#1爐高溫超溫考核次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

#1鍋爐本次檢測(cè)與2012年4月檢測(cè)結(jié)果對(duì)比，可以看出同臺(tái)鍋爐相距半年時(shí)間，產(chǎn)生的氧化皮脫落堆積變化非常嚴(yán)重；2012年4月#1鍋爐檢測(cè)結(jié)果：末級(jí)過熱器割管清理1只彎頭。2012年11月（本次）#1鍋爐檢測(cè)結(jié)果：末級(jí)過熱器割管清理447只彎頭、末級(jí)再熱器割管清理5只彎頭，總割管452只。

結(jié)論二：與同類型鍋爐相比，#1爐運(yùn)行二萬多小時(shí)后氧化皮剝落嚴(yán)重。

表2 2012年11月份#1爐割管檢查統(tǒng)計(jì)表

2 超（超）臨界鍋爐氧化皮生成及剝落原因分析

2.1 氧化皮的生成機(jī)理

1929年，德國(guó)科學(xué)家Schikorr研究發(fā)現(xiàn)，金屬可以在高溫水蒸汽中發(fā)生氧化，氧化所消耗的氧來源于水蒸汽本身的結(jié)合氧。后來通過電子顯微鏡觀察，進(jìn)一步確定了鐵和水蒸汽直接反應(yīng)產(chǎn)生金屬氧化物的事實(shí)，主要反應(yīng)化學(xué)方程式為：

3Fe+4H2OFe3O4+4H2

2H2O=2H2+O2

西安熱工院對(duì)鍋爐管樣的金相分析結(jié)果為，鐵素體鋼（T23/T91)蒸汽側(cè)氧化皮微觀結(jié)構(gòu)形貌為雙層結(jié)構(gòu)，外層為Fe3O4和少量Fe2O3，內(nèi)層為（Fe,Cr)3O4。

2.1.1 影響氧化皮生成的主要影響因素

2.1.1.1 金屬管壁溫度和抗氧化性能

管壁溫度越高，氧化速度越快；抗氧化性能越好，氧化速度越慢。

2.1.1.2 線膨脹系數(shù)

金屬與氧化皮之間的線膨脹系數(shù)相差越大，越易脫落。

2.1.1.3 氧化皮厚度

氧化皮越厚，導(dǎo)致其脫落的所需應(yīng)力越小。管壁金屬與氧化皮溫差越大，應(yīng)力越大。熱負(fù)荷和蒸汽溫度越高，導(dǎo)致金屬超溫運(yùn)行的臨界氧化皮厚度越小(T92/620℃)。鐵素體鋼氧化皮厚度超過0.2mm、不銹鋼氧化皮厚度超過0.1mm，即易于脫落。

2.2 超（超）臨界鍋爐氧化皮剝落的影響因素

2.2.1 蒸汽側(cè)氧化膜的剝落特點(diǎn)——?jiǎng)兟鋺?yīng)力

圖1 末級(jí)過熱器割管清理取出的氧化皮照片

蒸汽氧化的速度取決于時(shí)間、溫度和合金的成分，氧化膜失效的形式包括分層和開裂等，失效的主要原因是由于合金和氧化膜的熱膨脹系數(shù)差異、蠕脹、生長(zhǎng)應(yīng)力和管子幾何形狀等因素使氧化膜受到的熱應(yīng)力。

2.2.2 蒸汽側(cè)氧化膜的剝落特點(diǎn)——溫度區(qū)間

電站鍋爐高溫受熱面管材的氧化膜主要在高溫下生成，當(dāng)氧化膜溫度偏離其生成溫度時(shí)，由于金屬基體和氧化膜熱膨脹系數(shù)的不同，氧化膜就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。但鍋爐不可避免地存在著負(fù)荷變化、啟動(dòng)、和停運(yùn)過程，此時(shí)氧化膜的溫度必然會(huì)偏離其生成溫度，從而導(dǎo)致氧化膜熱應(yīng)力的產(chǎn)生，通常溫度的偏離程度越大，產(chǎn)生的熱應(yīng)力也越大。

2.2.3 蒸汽參數(shù)的影響

溫度是主要影響因素，壓力是次要影響因素。溫度越高，羥基氧化鉻分壓就越大，即氧化皮內(nèi)部產(chǎn)生空穴的速率越大。

2.2.4 材質(zhì)的影響

表3給出了超（超）臨界鍋爐常用的幾種材質(zhì)鋼管的實(shí)際許用蒸汽溫度上限值。如果在超（超）臨界鍋爐設(shè)計(jì)、制造時(shí)嚴(yán)格按照表2的數(shù)值選用鋼材，而且在鍋爐運(yùn)行中嚴(yán)格監(jiān)控超溫現(xiàn)象，那么蒸汽通道氧化皮的生成和剝落就不再是一個(gè)嚴(yán)重的問題。

2.2.5 蒸汽含氧量的影響

蒸汽含氧量不但對(duì)氧化皮內(nèi)部空穴的生成具有促進(jìn)作用，對(duì)氧化皮的生成同樣也具有促進(jìn)作用。

2.2.6 時(shí)間的影響

不同機(jī)組蒸汽通道發(fā)生氧化皮大面積剝落和爆管的時(shí)間不盡相同，與鍋爐蒸汽參數(shù)、運(yùn)行時(shí)間以及OT運(yùn)行指標(biāo)等因素有關(guān)。

2.2.7 應(yīng)力對(duì)氧化皮剝落的影響

金屬表面氧化皮所承受的應(yīng)力一般包括：（1）氧化皮的生長(zhǎng)應(yīng)力（與厚度有關(guān)）；（2）熱應(yīng)力（與溫度有關(guān)）；

（3）氧化皮膨脹或收縮應(yīng)力（與線性 膨脹系數(shù)有關(guān)）；

（4）氧化皮（物態(tài)或結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)變應(yīng)力（與Fe2O3所占份額等有關(guān)）；

（5）機(jī)械應(yīng)力（與外力有關(guān)）。

3 鍋爐氧化皮防范對(duì)策

表3 幾種材質(zhì)的鋼管許用蒸汽溫度

在現(xiàn)有材料水平下，超（超）臨界鍋爐的氧化皮生成與剝落不可避免，因此現(xiàn)實(shí)可行的氧化皮治理技術(shù)路線為：減緩生成→控制剝落→加強(qiáng)檢查→及時(shí)清理。

減緩生成：金屬管壁溫度控制是治理氧化皮問題的關(guān)鍵，開展燃燒優(yōu)化調(diào)整降低高溫受熱面屏間熱偏差成為基礎(chǔ)工作。氧化皮的生成速度取決于金屬管壁溫度，氧化皮的剝落主要取決于氧化皮與金屬基體的溫差及溫度變化速率。

控制剝落：溫度變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力是導(dǎo)致氧化皮剝落的主要原因，蒸汽溫度450℃以上停爐、避免停爐后24h內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng)冷卻、降低鍋爐啟動(dòng)速率可以做到150MW負(fù)荷以內(nèi)不投減溫水。對(duì)于超（超）臨界鍋爐，減溫水投用提前會(huì)使得蒸汽溫度出現(xiàn)大幅波動(dòng)，從而導(dǎo)致氧化皮的脫落，引發(fā)爆管事故的發(fā)生。

加強(qiáng)檢查、及時(shí)清理：拍片檢查管內(nèi)堆積情況、氧化皮測(cè)厚、內(nèi)窺鏡檢查管壁脫落情況、割管清理。

3.1 減小高溫受熱面各管屏熱偏差

依據(jù)來煤預(yù)報(bào)和省調(diào)負(fù)荷曲線制定最佳配煤加倉方式。機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行人員提前預(yù)控，優(yōu)化制粉系統(tǒng)運(yùn)行和配風(fēng)方式以避免產(chǎn)生管屏產(chǎn)生熱偏差，使管屏平均熱偏差小于5℃，防止受熱面局部長(zhǎng)期超溫運(yùn)行。

3.2 減少高溫受熱面及汽溫超溫運(yùn)行

3.2.1 做好鍋爐受熱面蒸汽和金屬溫度的監(jiān)視，嚴(yán)禁鍋爐超溫運(yùn)行仍是首要措施。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)金屬溫度超過允許值，通過降低蒸汽溫度和運(yùn)行方式調(diào)整，任何時(shí)候不允許蒸汽參數(shù)和受熱面金屬溫度超過允許值運(yùn)行。定期對(duì)鍋爐的蒸汽參數(shù)和金屬溫度進(jìn)行分析。

3.2.2 完善受熱面金屬溫度測(cè)點(diǎn)并加強(qiáng)受熱面金屬溫度測(cè)點(diǎn)的維護(hù)，運(yùn)行中加強(qiáng)受熱面金屬溫度的趨勢(shì)監(jiān)測(cè)。

管壁溫度及汽溫超溫次數(shù)與去年同期相比下降了50%。

3.3 優(yōu)化機(jī)組啟停方式

控制鍋爐機(jī)組啟停過程中氧化皮的生成與剝落，必須遵循以下基本原則：

（1）機(jī)組停運(yùn)嚴(yán)格遵守規(guī)程規(guī)定，嚴(yán)禁鍋爐通風(fēng)強(qiáng)冷。機(jī)組滑停嚴(yán)格按照滑停曲線進(jìn)行。溫度和壓力變化速率均小于規(guī)程規(guī)定。

（2）機(jī)組啟停階段鍋爐盡量減少使用減溫水。

（3）盡量抑制受熱面溫度周期性波動(dòng)和溫度變化速率，減緩氧化皮剝落。盡可能減少啟停次數(shù)、頻度，減緩升溫和降溫速率。機(jī)組若停運(yùn)時(shí)，應(yīng)控制溫度變化率。

（4）機(jī)組啟、停動(dòng)期間應(yīng)進(jìn)行受熱面吹掃，停爐過程中利用旁路抽吸，這樣一方面帶走已脫落的氧化皮,另一方面是有意讓氧化皮在計(jì)劃?rùn)z修中多脫落一些，利用停爐機(jī)會(huì)檢測(cè)消除，避免運(yùn)行過程堵塞爆管。

（5）在機(jī)組起、停過程中速度應(yīng)盡量平緩,并嚴(yán)格將主汽溫變化速率控制在規(guī)程允許范圍內(nèi),避免蒸汽溫度變化過快導(dǎo)致氧化膜的剝落；運(yùn)行期間也應(yīng)注意主汽溫及鍋爐金屬壁溫的監(jiān)測(cè)和調(diào)整,加強(qiáng)超溫情況的監(jiān)督分析,盡量降低氧化膜的生成速率。

（6）鍋爐停爐時(shí)應(yīng)做好鍋爐停爐保養(yǎng)，將鍋爐內(nèi)表面蒸干，防止受熱面內(nèi)部腐蝕。

3.3.1 機(jī)組啟動(dòng)過程中技術(shù)措施

（1）冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，鍋爐進(jìn)水水溫控制在20—70℃，嚴(yán)格控制進(jìn)水速度，夏季進(jìn)水時(shí)間不小于2小時(shí)，冬季進(jìn)水不小于3-4小時(shí)。冬季進(jìn)水流量控制在100t/h及以下，夏季控制在200t/h及以下。

（2）熱態(tài)啟動(dòng)，控制鍋爐進(jìn)水溫度與儲(chǔ)水箱內(nèi)壁溫的溫差不大于50℃，否則應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)進(jìn)水時(shí)間，進(jìn)水流量控制在100t/h及以下。

（4）在升壓開始階段，飽和溫度在100℃以下時(shí)，升溫率不得超過1.1℃/min。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前（300℃），飽和溫度升高速率不得超過1.5℃/min。

（5）機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中嚴(yán)格按照機(jī)組升溫曲線控制主再熱蒸汽溫度。在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中，機(jī)組并列前的溫升速率控制不高于1.85℃/min，機(jī)組并列后的溫升速率控制不高于1.5℃/min。

圖2 #1爐高溫過熱器氧化皮

（6）并網(wǎng)前盡量不投入過再熱器減溫水?？梢圆扇】刂迫妓龋ㄕ{(diào)節(jié)儲(chǔ)水箱溢流量），保持較小的總風(fēng)量（800-900t/h），改變二次風(fēng)配置（塔型配風(fēng)，燃燼風(fēng)和上層二次風(fēng)全關(guān)），投入高旁減溫水降低冷再溫度等措施。為降低減溫水投入，可以提高沖轉(zhuǎn)前主再熱蒸汽溫度至400℃，并網(wǎng)前主再熱蒸汽溫度不超過455℃。300MW負(fù)荷以下，禁止投入再熱汽減溫水。以減少高溫過熱器和高溫再熱器管壁溫度的變化率。

（7）制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)要緩慢，給煤量要逐步增加，減溫水的投入要謹(jǐn)慎，防止汽溫大起大落。

（8）啟動(dòng)過程中加強(qiáng)受熱面金屬管壁溫度的監(jiān)視，控制金屬壁溫均勻上升；發(fā)現(xiàn)管壁溫度異常升高時(shí)，穩(wěn)定燃燒工況運(yùn)行，停止升溫升壓。

（9）受熱面金屬管壁溫度出現(xiàn)報(bào)警，穩(wěn)定燃燒工況運(yùn)行無法消除異常時(shí)，通過降低蒸汽溫度調(diào)整，加強(qiáng)蒸汽吹灰，無效時(shí)考慮降低機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行；任何時(shí)候不允許蒸汽參數(shù)和受熱面金屬溫度長(zhǎng)時(shí)間超過允許值運(yùn)行。

（10）機(jī)組啟動(dòng)結(jié)束，在24小時(shí)內(nèi)盡量維持機(jī)組較高負(fù)荷運(yùn)行，以提高管內(nèi)的蒸汽流速，將管內(nèi)殘存的氧化皮盡快清除；并盡量避免機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)和與爐膛熱工況大幅度擾動(dòng)的有關(guān)操作，防止在管內(nèi)殘存的氧化皮未清除的情況下新的氧化皮脫落。

3.3.2 機(jī)組停運(yùn)過程中技術(shù)措施

（1）機(jī)組正常停機(jī)盡量避免采用大量投入減溫水的滑停方式，一般在鍋爐轉(zhuǎn)濕態(tài)前，通過汽機(jī)旁路降低負(fù)荷，在主再熱汽溫度480℃-500℃，過再熱減溫水全關(guān)后，磨煤機(jī)抽完粉直接打閘停爐；

（2）如采用滑參數(shù)停機(jī)，滑停過程中屏過、高過和高再出口蒸汽溫度的溫度變化率不高于1.5℃/min；

（3）為預(yù)防停爐后受熱面管內(nèi)積水造成停運(yùn)腐蝕，分離器壓力1.2MPa時(shí)鍋爐帶壓放水；

（4）停爐后應(yīng)悶爐24小時(shí)，不得進(jìn)行通風(fēng)冷卻、換水冷卻、打開人孔門等工作，并維持爐底水封正常，以防止氧化皮脫落。悶爐結(jié)束后采取自然通風(fēng)方式，冷空氣通過空預(yù)器加熱后進(jìn)入爐膛，省煤器前煙氣溫度低于200℃后可停止?fàn)t底水封，并關(guān)閉液壓關(guān)斷門；

（5）機(jī)組由于故障緊急停機(jī)，爐膛通風(fēng)10分鐘后立即停止送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行并關(guān)閉送風(fēng)機(jī)出口和引風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口擋板進(jìn)行悶爐，防止受熱面快冷。

3.3.3 進(jìn)行鍋爐氧化皮吹掃

（1）冷態(tài)啟動(dòng)，當(dāng)啟動(dòng)分離器壓力至6MPa且高旁開度到60%左右（給煤量不大于25t/h），利用高低壓旁路對(duì)過熱器和再熱器分別進(jìn)行蒸汽大流量沖洗3次。

（2）過熱器沖洗：將低壓旁路開度放置在100%位置，將高壓旁路關(guān)小至10%，再迅速將高壓旁路開啟至100%位置，5分鐘后或分離器壓力降至3MPa時(shí)恢復(fù)高旁開度；若沖洗過程中，末級(jí)過熱器管壁溫度下降幅度超過10℃，則適當(dāng)關(guān)小高壓旁路。

（3）再熱器沖洗：維持高壓旁路80%開度，關(guān)小低壓旁路至再熱汽壓力1MPa，再迅速將低壓旁路開至100%，每次沖洗5分鐘。若沖洗過程中，末級(jí)過熱器、末級(jí)再熱器管壁溫度下降幅度超過10℃，則適當(dāng)關(guān)小高壓旁路。

（4）吹掃工作結(jié)束后，逐一開啟過再熱器出、入口聯(lián)箱疏水門進(jìn)行排污，分別排污5分鐘后關(guān)閉。

（5）過熱器、再熱器吹掃階段，每30min化驗(yàn)一次熱井、凝水鐵含量，每小時(shí)化驗(yàn)一次給、爐水鐵含量，密切關(guān)注熱井及凝水鐵的變化情況，并通過儲(chǔ)水箱溢流和除氧器排污方式，控制給水Fe≤50ug/l、爐水Fe≤50ug/l。

3.4 機(jī)組正常運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整

（1）機(jī)組運(yùn)行中正常升、降負(fù)荷速率不超過6MW/ min，在300MW-600MW負(fù)荷區(qū)間內(nèi)升、降負(fù)荷要維持屏式過熱器、高溫過熱器、再熱器出口蒸汽溫度穩(wěn)定，如由于升降負(fù)荷的擾動(dòng)造成上述溫度的波動(dòng)大，要適當(dāng)降低機(jī)組的升、降負(fù)荷速率或暫停升降負(fù)荷，待汽溫穩(wěn)定后繼續(xù)進(jìn)行負(fù)荷變動(dòng)操作。

（2）機(jī)組升降負(fù)荷時(shí)盡量控制主蒸汽和再熱蒸汽溫度變化率小于1.5℃/min。

（3）加強(qiáng)汽溫監(jiān)督，嚴(yán)格按照規(guī)程要求的溫度范圍控制過再熱器出口汽溫不超限。

（4）加強(qiáng)受熱面金屬管壁溫度的監(jiān)視，出現(xiàn)金屬管壁溫度報(bào)警應(yīng)立即降低蒸汽溫度運(yùn)行，若降低溫度運(yùn)行后金屬溫度還是超限，應(yīng)降低機(jī)組負(fù)荷直至報(bào)警消除。

（5）控制過熱器出口蒸汽溫度兩側(cè)偏差不超過10℃，屏式過熱器出口蒸汽溫度兩側(cè)偏差不超過15℃，再熱器出口蒸汽溫度兩側(cè)偏差不超過15℃，并且運(yùn)行中按照溫度最高點(diǎn)控制蒸汽溫度。

（6）為防止?fàn)t膛熱工況擾動(dòng)造成受熱面超溫，正常運(yùn)行中一、二級(jí)減溫水應(yīng)處于可調(diào)整的中間位置，嚴(yán)禁大幅調(diào)節(jié)過再熱汽溫度。

3.5 加強(qiáng)運(yùn)行人員專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)

根據(jù)最新國(guó)家特種設(shè)備安全法，所有鍋爐安全管理人員和操作人員均應(yīng)參加國(guó)家質(zhì)檢局特種設(shè)備檢測(cè)院的三級(jí)鍋爐司爐工培訓(xùn)，考核合格持證上崗，提高鍋爐運(yùn)行人員對(duì)鍋爐高溫受熱面氧化皮的剝落問題危害的認(rèn)知，讓運(yùn)行人員對(duì)所操作超（超）臨鍋爐所用金屬材料機(jī)械性能及其標(biāo)準(zhǔn)、組織結(jié)構(gòu)、金屬監(jiān)督、影響汽水系統(tǒng)金屬腐蝕的因素進(jìn)一步的了解和掌握，提高運(yùn)行人員的鍋爐操作和事故應(yīng)急處理操作技術(shù)水平。

3.6 加強(qiáng)氧化皮檢測(cè)，做到“逢停必查”，建立氧化皮臺(tái)賬

表4 #1爐割管統(tǒng)計(jì)對(duì)比表

鍋爐高溫受熱面氧化皮脫落堆積情況檢測(cè)十分必要，及時(shí)掌握高溫受熱面氧化皮的生成脫落狀況，做到“逢停必查”，能夠及時(shí)消除氧化皮剝落堆積堵塞管道爆管的重大隱患，保障鍋爐安全運(yùn)行。

（1）2012年11月份小修，#1爐末級(jí)過熱器全面檢測(cè)：發(fā)現(xiàn)全部彎頭產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化皮脫落堆積堵塞：447只彎頭堆積脫落的氧化皮占據(jù)管截面50%以上（其中堵滿358只），會(huì)堵塞管道引起爆管，需割管清理。#1鍋爐末級(jí)再熱器：發(fā)現(xiàn)有131只彎頭存在氧化皮脫落堆積：經(jīng)檢測(cè)分析占據(jù)管截面50%以上的有5只，需割管清理。

（2）做到鍋爐“逢停必查”，及時(shí)掌握高溫受熱面氧化皮的生成脫落狀況并割管清除氧化皮。機(jī)組大修期間必須對(duì)過熱器管和再熱器管進(jìn)行全面檢查。對(duì)于氧化皮堆積高度超過通徑1/2的管子，應(yīng)該進(jìn)行割管處理。

4 結(jié)果

4.1 鍋爐大修割管檢查情況

2013年4月#1爐大修高溫受熱面氧化皮檢測(cè)報(bào)告如下：

（1）檢測(cè)情況∶ #1爐末過熱器不銹鋼彎頭全面檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)#1爐高溫過熱器有4只不銹鋼彎頭存在氧化皮脫落堆積：占據(jù)管截面80%以上的有1只，需割管清理。對(duì)#1爐末級(jí)過熱器彎頭全面檢測(cè)的同時(shí)對(duì)直管附著的氧化皮及之前割管的焊縫也進(jìn)行檢測(cè)：發(fā)現(xiàn)有367只彎頭存在氧化皮脫落堆積，根據(jù)占據(jù)管截面的情況并結(jié)合直管附著的氧化皮狀況，需割管清理總計(jì)31只。#1爐末級(jí)再熱器檢測(cè)：發(fā)現(xiàn)有79只彎頭存在氧化皮脫落堆積：經(jīng)檢測(cè)分析占據(jù)管截面皆在50%以下，其彎頭堆積脫落的氧化皮不會(huì)阻礙蒸汽介質(zhì)的通流而影響熱交換，無需割管清理，只做記錄以備下次檢修監(jiān)督檢查。

（2）檢測(cè)結(jié)論：通過對(duì)#1爐高溫受熱面不銹鋼管進(jìn)行氧化皮脫落堆積檢測(cè),可見本次該爐產(chǎn)生氧化皮脫落堆積堵塞狀況較輕，說明該爐運(yùn)行、停爐時(shí)溫度控制及化水處理較好，停爐保養(yǎng)較好，管壁雖然產(chǎn)生氧化皮，但沒有產(chǎn)生大量的脫落堆積堵塞。

4.2 氧化皮治理前后割管數(shù)對(duì)比（見表4）

4.3 效益分析

（1）鍋爐再熱器壓損每升高1%發(fā)電煤耗增加0.2305g/kWh；600MW機(jī)組非停一次直接經(jīng)濟(jì)損失約100萬元。

（2）減少了管材更換及檢修費(fèi)用，并且避免了高溫受熱面爆管泄露而造成的機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

本文詳細(xì)闡述了鍋爐高溫受熱面蒸汽側(cè)氧化皮形成、剝落、堵塞的機(jī)理及其危害，從鍋爐檢修、運(yùn)行、化學(xué)和金屬監(jiān)督檢測(cè)等幾個(gè)方面進(jìn)行全面分析，總結(jié)運(yùn)行檢修經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了預(yù)防和控制氧化皮剝落堆積堵塞鍋爐高溫受熱面的運(yùn)行技術(shù)措施并加強(qiáng)鍋爐氧化皮檢測(cè)，做到“逢停必查”，建立鍋爐氧化皮檢測(cè)臺(tái)賬。運(yùn)行實(shí)踐表明，取得了良好的效果，提高了鍋爐機(jī)組運(yùn)行的安全性。

[1]姜求志，王金瑞.火力發(fā)電廠金屬材料手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.

[2]芩可法，周昊，池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[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,2008，22(4):310-312.

[4]中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化中心.DL/T 438-2009火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[5]肖芝林，陳輝.1030MW超超臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮大量生成及脫落的原因分析[J].鍋爐制造,2014(2):37-39.

[6]高清林，陳敦炳.600MW超臨界鍋爐高溫受熱面蒸汽氧化初探[J].鍋爐技術(shù),2016,47(2):76-80.

[7]于沛東，關(guān)鑫源，石寶云，丁建兵.超臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮分析及防治[J].中國(guó)特種設(shè)備安全,2013(4):45-47.

[8]曾令大，張開利，陳啟卷，賈建民.超臨界鍋爐蒸汽側(cè)氧化皮生成原因與對(duì)策[J].中國(guó)電力,2010,43(12):46-50.