劉 煒，王曉峰，張 博，賈文飛，李俊林，郭志江

(內(nèi)蒙古京能康巴什熱電有限公司，鄂爾多斯 017010)

0 引 言

超臨界鍋爐隨著運(yùn)行時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，高溫受熱面管壁內(nèi)形成的氧化皮也逐步增厚，機(jī)組在任何時(shí)候停機(jī)一般不建議采用滑停方式。為了加快汽輪機(jī)的檢修進(jìn)度，被迫進(jìn)行滑停時(shí)，通過(guò)嚴(yán)格控制降負(fù)荷、降溫、降壓速率，可以有效的控制高溫受熱面管壁內(nèi)氧化皮的脫落量。

1 鍋爐氧化皮檢測(cè)狀況

根據(jù)奧氏體不銹鋼在超臨界以上參數(shù)鍋爐中的使用特性，其抗氧化性較弱，溫度越高，高溫氧化的速度就會(huì)越快，氧化高峰期到來(lái)得越早，在實(shí)際運(yùn)行中越容易造成受熱面氧化皮的大面積脫落堵塞爆管的事故。有的廠(chǎng)由于受熱面運(yùn)行超溫，以及鍋爐啟停時(shí)溫度升降幅度過(guò)大，鍋爐保養(yǎng)不好，不足10 000 h就會(huì)發(fā)生氧化皮大面積快速脫落并堵塞爆管的事故(國(guó)內(nèi)機(jī)組高峰期最早的在2 400 h左右)。2017年12月份，我公司2號(hào)鍋爐連續(xù)運(yùn)行24 000 h以上時(shí)，發(fā)生了兩次氧化皮脫落堵管導(dǎo)致末級(jí)過(guò)熱器爆管事故，當(dāng)時(shí)測(cè)試T91管段內(nèi)氧化皮厚度為33 mmμm，TP347HFG管段內(nèi)氧化皮厚度為21 μm。2019年4月份機(jī)組大修采用滑停方式，2號(hào)鍋爐連續(xù)運(yùn)行35 500 h，檢修期間測(cè)試高溫受熱面氧化皮厚度，其中末級(jí)過(guò)熱器T91管段內(nèi)氧化皮厚度為163 mm，末級(jí)過(guò)熱器TP347HFG管段內(nèi)氧化皮厚度為81 μm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)可知，高溫受熱面管段內(nèi)氧化皮厚度達(dá)到50 μm時(shí)，最容易脫落。目前末級(jí)過(guò)熱器管段內(nèi)氧化皮厚度已超過(guò)此厚度，給鍋爐安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重隱患，對(duì)鍋爐運(yùn)行調(diào)整、電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則考核、劣質(zhì)煤摻燒等造成了很大影響。

2 機(jī)組滑停過(guò)程中操作要點(diǎn)

鍋爐在滑停過(guò)程中，控制主、再熱汽溫降溫速率≤1 ℃/min，主、再熱汽壓降壓速率<0.1 MPa/min，負(fù)荷下降速率<3 MW/min。滑停時(shí)，要保證各煤倉(cāng)煤質(zhì)穩(wěn)定，汽溫調(diào)整盡量通過(guò)上層磨煤機(jī)煤量及二次風(fēng)門(mén)和氧量控制，減少減溫水投運(yùn)量，防止減溫水?dāng)[動(dòng)大，造成汽溫反復(fù)波動(dòng)，加重鍋爐氧化皮脫落的幾率。主、再熱汽溫每次降低30 ℃后，穩(wěn)定20～30 min，待機(jī)組各參數(shù)穩(wěn)定后，再繼續(xù)降負(fù)荷和汽溫。在此期間，各煤倉(cāng)煤量從上至下逐步遞增，依次從上至下燒空各原煤倉(cāng)，并安排專(zhuān)人監(jiān)視煤倉(cāng)煤位，防止下層磨煤機(jī)燒空或兩磨煤機(jī)同時(shí)燒空，影響滑?；蛟斐善麥卮蠓炔▌?dòng)。鍋爐由干態(tài)轉(zhuǎn)入濕態(tài)后，嚴(yán)格控制給水流量在對(duì)應(yīng)機(jī)組負(fù)荷下多100 t/h以?xún)?nèi)，通過(guò)361閥外排流量在100 t/h左右進(jìn)行調(diào)整。如果給水流量增大，通過(guò)361閥外排流量就會(huì)增大，會(huì)造成蒸汽減少，造成屏過(guò)壁溫和汽溫升高或超溫。鍋爐停運(yùn)后，吹掃5 min后，立即停運(yùn)送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，關(guān)閉煙風(fēng)擋板、二次風(fēng)門(mén)、干渣機(jī)關(guān)斷門(mén)進(jìn)行悶爐72小時(shí)。

2號(hào)鍋爐滑停參數(shù)控制曲線(xiàn)

3 滑停對(duì)氧化皮脫落的影響

2019年4月16日，2號(hào)機(jī)組滑停用時(shí)11時(shí)30分鐘完成，主、再熱汽溫從565 ℃和554 ℃降低至439 ℃和452 ℃，主蒸汽溫度變化率最大為-2.7 ℃/min。通過(guò)對(duì)末級(jí)過(guò)熱器射線(xiàn)檢測(cè)，此次發(fā)現(xiàn)有15根管的彎頭，氧化皮堆積達(dá)到1/3，進(jìn)行割管清理，并進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，管壁內(nèi)部有大量氧化皮翹起的情況。2018年1號(hào)機(jī)組正常停機(jī)檢修，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間為33 500 h，1號(hào)機(jī)組在末級(jí)過(guò)熱器射線(xiàn)檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)有3根管的彎頭氧化皮堆積達(dá)到1/3，進(jìn)行割管清理。當(dāng)時(shí)未進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，待下次檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)以上兩種停機(jī)方式對(duì)比可以看出，滑停對(duì)鍋爐高溫受熱面氧化皮脫落影響較大，如果汽輪機(jī)無(wú)檢修的情況下，盡量不采取滑停方式。

氧化皮翹起圖片

4 如何防止氧化皮在啟動(dòng)過(guò)程中脫落堆積

4.1 鍋爐啟動(dòng)控制要點(diǎn)

鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，主、再熱汽溫和壁溫在≤300 ℃時(shí)，升溫速度<3 ℃/min。主、再熱汽溫和壁溫在>300 ℃時(shí)，升溫速度<2 ℃/min?？刂粕龎郝省?.12 MPa/min。 控制方法：(1)1號(hào)磨煤機(jī)改為變頻，在磨煤機(jī)最低出力以下進(jìn)行調(diào)整，來(lái)控制鍋爐制點(diǎn)火初期升溫升壓速率。(2)嚴(yán)格控制給水流量在最低安全線(xiàn)運(yùn)行，保證點(diǎn)火初期有足夠、穩(wěn)定的蒸發(fā)量，防止壁溫變化幅度過(guò)大。(3)嚴(yán)格把控高低旁路操作，禁止連續(xù)操作，防止操作幅度過(guò)大導(dǎo)致壓力、溫度大幅變化。

4.2 并網(wǎng)前重點(diǎn)

機(jī)組并網(wǎng)前，要對(duì)受熱面進(jìn)行吹掃，保證脫落氧化皮吹掃干凈。吹掃流程為汽輪機(jī)沖車(chē)至3 000 r/min后，逐步增加鍋爐熱負(fù)荷至26%蒸發(fā)量，兩臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，高低旁路調(diào)整門(mén)全開(kāi)，維持主汽壓力在5.0 MPa以上，主、再熱汽溫在500 ℃左右，控制壓力變化率≯0.15 MPa/min，汽溫變化率≯2 ℃/min。吹掃2～3小時(shí)后，通過(guò)凝結(jié)水含鐵量是否小于100 μg/L判斷氧化皮吹掃情況，并且根據(jù)高溫受熱面壁溫情況，再確定是否繼續(xù)進(jìn)行吹掃。

5 氧化皮對(duì)機(jī)組的影響

5.1 電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則影響

我公司鍋爐高溫受熱面管壁內(nèi)氧化皮的厚度達(dá)到了脫落的高峰期，由于氧化皮的膨脹系數(shù)與管壁的膨脹系數(shù)不同，為了防止主蒸汽溫度變化率>3 ℃/min，造成氧化皮集中脫落，導(dǎo)致堵管事故發(fā)生。我公司限制了機(jī)組負(fù)荷變化率，因此受到電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則的調(diào)峰考核。為了避免電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則的調(diào)峰考核，通過(guò)逐步放大負(fù)荷變化率試驗(yàn)驗(yàn)證，機(jī)組負(fù)荷變化率在7 MW/min時(shí)，溫度變化率最大在7 ℃/min左右，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間觀(guān)察統(tǒng)計(jì)，鍋爐運(yùn)行正常，不會(huì)造成氧化皮集中剝落。

5.2 機(jī)組啟動(dòng)的影響

鍋爐啟動(dòng)初期，需投入大油槍進(jìn)行暖爐2～3小時(shí)，待分離器出口溫度在120 ℃以上且穩(wěn)定時(shí)，才能投入制粉系統(tǒng)運(yùn)行。而且，在汽輪機(jī)3 000 r/min以后，還得進(jìn)行氧化皮吹掃2～3 h，導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)耗油量進(jìn)一步增大，啟動(dòng)時(shí)間增長(zhǎng)，并可能造成環(huán)保排放參數(shù)超標(biāo)情況的發(fā)生。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，汽輪機(jī)無(wú)重要檢修工作時(shí)，盡量不采取滑停。在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，以防止操作中出現(xiàn)升降溫速度過(guò)快的情況。同時(shí)，在鍋爐停爐后要強(qiáng)化檢查，貫徹逢停必查的檢查原則，針對(duì)金屬本體與管道進(jìn)行氧化皮狀態(tài)檢查與清理，降低鍋爐運(yùn)行中由于氧化皮存在造成的事故概率。