超超臨界鍋爐氧化皮綜合治理問題研究

黃海

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，對能源技術(shù)的研究也在不斷進(jìn)步。其中，加強(qiáng)對超超臨界鍋爐氧化皮綜合治理問題的管理，有利于提高鍋爐生產(chǎn)過程中的安全性。因此，本文主要進(jìn)行了超超臨界鍋爐氧化皮綜合治理問題研究，包括對氧化皮成因的分析以及氧化皮的治理等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：超超臨界；鍋爐；氧化皮；綜合治理

一、氧化皮成因的分析

氧化皮的成因問題較為復(fù)雜，在研究中發(fā)現(xiàn)，氧化皮的形成主要與受熱面材質(zhì)以及運(yùn)行控制等因素有關(guān)。

（一）受熱面材質(zhì)

受熱面材質(zhì)與鍋爐氧化皮的形成具有重要的關(guān)系。在同種類型鍋爐受熱面材料對比的過程中，發(fā)現(xiàn)奧氏體不銹鋼 TP347H 管材在高溫的環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)行中，其更容易生成氧化皮。另外，也有一些研究認(rèn)為，不銹鋼氧化皮的生成和剝落在高溫運(yùn)行的環(huán)境中是難以避免的。并且，由于不銹鋼氧化皮的大量剝落，容易使高溫受熱面產(chǎn)生堵塞。

（二）運(yùn)行控制

運(yùn)行控制主要包括調(diào)試主要節(jié)點(diǎn)及加氧時(shí)間、化學(xué)加氧情況、以及汽艇溫度變化速率控制、主再熱氣溫控制。其中調(diào)試主要節(jié)點(diǎn)及加氧時(shí)間是指調(diào)試機(jī)組主要運(yùn)行的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。機(jī)組主要運(yùn)行的時(shí)間節(jié)點(diǎn)包括酸洗日期、吹管日期、凝結(jié)水加氧日期、給水加氧日期等。

化學(xué)加氧情況。在化學(xué)加氧過程中，開始調(diào)試時(shí)，短時(shí)間內(nèi)的加氧量會出現(xiàn)超過300 ppb的情況。當(dāng)設(shè)備調(diào)整之后，其化學(xué)加氧量可以控制在150 ppb之內(nèi)。在對國內(nèi)外電廠鍋爐加氧運(yùn)行狀況的研究后，有人對是否加氧產(chǎn)生一定的疑惑。有的研究者認(rèn)為，粗晶 TP347H 管材抗氧化能力弱，加氧后氧化皮的熱膨脹系數(shù)變大，同時(shí)金屬基體也變大，舍得氧化皮的剝離程度加大，并且剝離后的氧化皮再生速度減慢。其中，當(dāng)采用給水加氧進(jìn)行處理時(shí)，能夠通過控制機(jī)制啟停時(shí)的溫度變化的速率，來控制氧化皮的剝落速率。

（三）啟停溫度變化速率控制

在啟停溫度變化速率控制中，根據(jù)鍋爐的相關(guān)規(guī)定說明，鍋爐從點(diǎn)火到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)之間的時(shí)間應(yīng)該大于三個(gè)小時(shí)，并且其最大升溫率控制在2攝氏度/每分鐘。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，鍋爐溫度變化的速率和氧化皮的生成并無太大的關(guān)系，而對氧化皮的剝離量具有較大的影響。

（四）主再熱汽溫控制

從實(shí)踐和研究中發(fā)現(xiàn)，工質(zhì)溫度對氧化皮的生長速度有較大的影響。當(dāng)溫度處在某個(gè)區(qū)間時(shí)，氧化皮的生長速度隨著溫度的升高而加快。并且按照設(shè)計(jì)，當(dāng)鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)的主再熱汽溫和兩側(cè)蒸汽溫度差都處在一定的范圍。并且，受熱面沿程蒸汽溫度以及受熱面金屬溫度不超過某些規(guī)定值。但是，在實(shí)踐中，由于受到某些因素的影響，使得同一受熱面的不同位置可能存在吸熱以及換熱不均勻的狀況。例如，受到不同管屏蒸汽流速不均勻以及燃燒火焰中心偏斜等的影響。對于一些材質(zhì)來說，吸熱出現(xiàn)偏差或者短時(shí)間內(nèi)溫度過熱時(shí)，容易造成氧化皮的生成、剝落。

在以上的研究中得知，當(dāng)電廠鍋爐受熱面吸熱、換熱不均，使得不同部位的壁溫差別較大時(shí)，其中處在高溫受熱面中的材料容易出現(xiàn)氧化皮。并且在鍋爐啟停之中，氧化皮的剝落會引起管道的堵塞。當(dāng)堵塞的管道在啟動后，短時(shí)間內(nèi)，高溫受熱面的溫度增加過快，容易發(fā)生爆管的狀況。

二、氧化皮的治理

在對氧化皮的治理中，包括受熱面材質(zhì)的更換、受熱面壁溫的檢測、優(yōu)化節(jié)流孔，以及進(jìn)行設(shè)備檢修、調(diào)整優(yōu)化燃燒等內(nèi)容。

（一）更換受熱面材質(zhì)

在對氧化皮治理的過程中，更換受熱面材質(zhì)是較為重要的內(nèi)容。在鍋爐受熱面管材選取的過程中，要考慮到管壁溫度的分布狀況，以及氧化皮清理的數(shù)量，來進(jìn)行高溫受熱面管屏的更換工作，以提高受熱面的安全裕量。

（二）受熱面壁溫檢測

根據(jù)受熱面管壁溫度的高低狀況，增加壁溫監(jiān)視測點(diǎn)，確保鍋爐受熱面的溫度，加強(qiáng)對各部受熱面壁溫的管控。有些鍋爐設(shè)計(jì)壁溫的監(jiān)測點(diǎn)不足，使得對某些位置的超溫管壁不能進(jìn)行良好的檢測，容易產(chǎn)生工況惡劣位置壁溫超溫的狀況。

（三）優(yōu)化節(jié)流孔

通過對節(jié)流孔進(jìn)行優(yōu)化，減少受熱面節(jié)流孔設(shè)置中存在的偏差，能夠起到減少蒸汽分配偏差的作用。其中可以通過熱偏差系數(shù)和水力不均勻系數(shù)來得知節(jié)流孔的的設(shè)置狀況，從而利用計(jì)算校核、試驗(yàn)等來優(yōu)化節(jié)流孔。

（四）設(shè)備檢修

設(shè)備檢修，包括加強(qiáng)對燃燒系統(tǒng)等設(shè)備的檢查和維修。進(jìn)行定期的設(shè)備檢修工作能夠減少鍋爐在運(yùn)行中出現(xiàn)故障的可能。在冷態(tài)停爐過程中，通過冷態(tài)一次風(fēng)送粉管道阻力的調(diào)平，能夠減少管道送粉量的誤差。并且，對燃燒器定期檢查維修，確保其安裝角度符合生產(chǎn)要求，避免出線其水平不一致以及擺動不同步的現(xiàn)象。對大風(fēng)箱內(nèi)二次風(fēng)門進(jìn)行檢查，確保其實(shí)際開度，保證同層四角二次風(fēng)送風(fēng)量的一致，從而減少燃燒不均導(dǎo)致的壁溫不同的現(xiàn)象。

另外，在鍋爐氧化皮的治理中，還可以通過燃燒優(yōu)化調(diào)整、以及鍋爐啟停控制等方法，有效減少高溫受熱面氧化皮的生成和剝落。

三、結(jié)語

在鍋爐氧化皮治理問題中，要根據(jù)氧化皮出現(xiàn)問題的原因，進(jìn)行有針對性的管理和維護(hù)。其中，鍋爐氧化皮出現(xiàn)的成因包括受熱面材質(zhì)、運(yùn)行控制、啟停溫變化速率控制以及主再熱汽溫控制等。因此，基于氧化皮的成因，進(jìn)行氧化皮的綜合治理中，可以通過更換受熱面材質(zhì)、做好受熱面壁溫的檢測、優(yōu)化節(jié)流孔，以及進(jìn)行設(shè)備檢修、調(diào)整優(yōu)化燃燒等方法，有效減少氧化皮的生成和剝落，降低對鍋爐生產(chǎn)的影響。

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（作者單位：湖北華電襄陽發(fā)電有限公司）