浅谈火电厂锅炉金属氧化皮剥落问题及防范措施

浅谈火电厂锅炉金属氧化皮剥落问题及防范措施

唐晔

国家能源集团谏壁发电厂 江苏 镇江 212000

摘要：深入分析,当火电厂的锅炉设备经过长时间的运行后,锅炉的进水内壁就会就很容易出现不同程度的氧化皮,而后剥落并沉淀在锅炉管内,这种问题的出现就对锅炉设备的正常稳定运行造成了很大的阻碍。对于这种情况,本文从锅炉金属氧化皮形成及剥落的机理入手,对火电厂氧化皮剥落问题进行了研究,在此基础上提出了一些相对有效的防范措施,尽可能地降低金属氧化皮的形成和剥落。 

关键词：火电厂；锅炉；金属氧化皮剥落问题；防范措施

1锅炉氧化皮脱落原因及造成的影响

火电厂锅炉在运行期间蒸汽温度可高达六百度左右，刚好符合蒸汽氧化的范围。这时水蒸气就会自然分解，然后同锅炉的金属离子发生化学反应，也就造成金属氧化皮。随着高温时间的延长，金属管壁就会一直处于氧化状态，最终产生大面积的氧化皮。一旦氧化皮的厚度达到一定数值后便会自然而然进行脱落。以下是造成氧化皮脱落的相关原因。炉管材质的影响。火电厂所使用的锅炉合金成分丰富多样，各种成分的抗氧性及温度上面存在明显差异。如在设计锅炉过程中未能考虑这些条件，将导致炉管温度在很长时间超过抗氧化温度，导致其锅炉氧化速度加快，氧化皮的厚度将会超出一定标准从而剥落 ；管壁温度的影响。对于氧化皮发生剥落的锅炉或者是出现安全事故的，通常情况下可以翻阅运行记录来确定是否由于管壁温度过高造成。如果锅炉在运行过程中，其金属表面温度超出可接受的温度，就会迅速进行氧化，从而导致氧化皮厚度不断增加，等到了某一个厚度值之后，将会发生氧化皮脱落。机组启停过程中产生的热应力。火电厂运行过程中在启动机组时，一般情况下会承受较大的热负荷。如果在此过程中水循环标准达不到相关规定将会导致炉管保持高温干烧，从而导致迅速发生氧化反应。一旦发生这种现象，通常运行人员会选择往炉管中喷入温水的方式进行降温。尽管这种做法能降低炉管温度，但却会造成热应力，从而致使氧化皮剥落。目前常见的氧化皮脱落现象都是由于这种问题导致的。等机组停止运转时，热负荷将会发生大幅度波动，或是只能借助温水来保持蒸汽的热量，导致降低温度、产生热应力、剥落氧化皮。总的来说，机组在启停过程中温度的变化会引起热应力的变动，从而导致氧化皮剥落。主汽门容易卡涩。火电厂运行过程中，为避免机组在运行期间由于大闸停机造成飞车，一般会为火电厂配备汽机高压主汽阀，它还能在一定程度上保障机组调机安全。如果在火电厂正常运行期间，机组进行甩负荷作业时主汽阀未能及时关闭，很易在此过程中出现危险。阀杆同主汽阀阀套之间间隔小，一旦锅炉管受外界因素影响剥落氧化皮，那么它将会卡在间隙当中，从而导致主汽门卡涩。发生爆管。火电厂中的锅炉金属在剥落氧化皮后会堵塞锅炉管道，导致管道内的蒸汽流通困难，导致由于高温作用造成管道炸裂。由于高温造成管道炸裂的意外事故在很多火电厂中都曾发生过，事发后为尽可能避免产生不必要的损失通常需借助化学清洗。随着氧化皮测厚技术的不断转型升级，当前火电厂已可根据锅炉受热面的基本状态来推断锅炉能够使用的时间。汽机相关部件受损。锅炉过热器和再热器上面的金属氧化皮一般都会跟随蒸汽进入汽机中，受汽机喷嘴的影响速度不断上升从而产生动力。在此过程中，如和汽机中的动叶或喷嘴发生接触将会损害叶片，一定程度上降低汽机运作效率，叶片强度随之发生改变，严重情况下可能导致叶片直接断裂 ；增加水蒸气中铁元素含量。锅炉金属氧化皮剥落过程中，一些细小颗粒会被高速运转的水蒸汽带出去，等到同汽轮机上叶片发生接触后颗粒将会被再次破碎，并会促使叶片中的冲蚀物体进入凝汽器里。而那些细小颗粒会四处扩散，成为热力设备结构当中的一份子 ；造成锅炉受热面温度超出一定范围。同金属木材之类的材料相比，锅炉金属氧化皮的导热系数偏低，锅炉管壁在产生氧化皮后将会增加锅炉管道中的导热热阻，进一步促使金属管道升温。

2防止锅炉金属氧化皮剥落的有效措施

将锅炉运行温度控制在一定的范围内。通过对锅炉金属氧化皮形成、脱落的原因分析可知，为避免在短时间锅炉金属部位形成氧化皮，首要措施是保证整个火电厂运行期间温度得到有效管控。不管是主要蒸汽产生的温度值还是其他方面产生的温度，都需将其控制在合理范围内，从而保证锅炉管道壁温度不会在运行过程中发生较大变化。一旦在锅炉运行过程中发现锅炉管道壁温度超出既定范围，就需在第一时间采取措施调整燃烧。如这种做法不起作用，就应一定程度上降低中间点的温度，从而保证整体温度适中。通过这样的措施，能避免由于锅炉受热面温度过高而造成金属氧化皮脱落。合理管控锅炉运行的开始与停止。当启动机组后需严格遵守相关步骤规定，把控机组整体的温度，最大程度上降低机组变化频率，防止发生紧急停运。监视系统运行的状态，一旦发现运行问题及时采取有效措施解决问题，尽可能防止气温、压强等发生过大的变化。锅炉运行过程中需有效管控蒸汽的温度，确保温度变化在可控范围内。将蒸汽温度变化速率标准降低，从而有效避免锅炉管道温度变化过大造成剥落氧化皮。此外锅炉内部最好不要使用太多温水，避免锅炉内气温产生剧烈波动。做好清理氧化皮工作。维护人员需及时查看锅炉内部氧化皮堵塞情况，从而确保在第一时间清理产生的氧化皮。从全局出发，在防磨爆体系中添加监测氧化皮工作，只要是存在高温受热面问题就应进行检查。在检查过程中，对堆积过多氧化皮的管道应及时进行切割。在进行机组清理工作过程中，可借助氧化皮检测仪器进行全方位检测。另外射线检验也是一种有效措施 ；做好温度检测工作。需采取一定手段避免机组运行过程中温度超过限定范围，提前制定相应的防温措施，加大金属超温研究力度。此外在机组内部需采取必要手段保证锅炉管道壁检测温度工作有序进行。在此过程中应确保检测人员人身安全。锅炉运行过程中，需实时监控锅炉受热面温度变化情况，一旦发现锅炉温度超出合理范围应及时寻找解决办法。提高锅炉材质的抗氧性能。锅炉氧化皮脱落同锅炉材质有着一定关系，一般 T23含量较多的锅炉管剥落氧化皮发生几率更高。可将锅炉材质更换为耐热性能良好的 T91材质 ；控制锅炉金属受热面温度。为保证锅炉可充分燃烧，需优化改进煤粉精细度、调整燃烧器相关结构 ；将吹灰器安装在锅炉炉膛内部能有效改善燃烧器的使用状况，扩大锅炉的受热面积，从而保证锅炉金属受热面的温度保持在一定的范围内 ；优化金属结构。锅炉的具体材质同氧化皮的形成于剥落有着很大联系，为此需对其进行优化。一般来讲，将锅炉受热面的材质换成 T22这种氧化性较高的材质，能在一定程度上降低氧化皮剥落的概率。在清理金属氧化皮时可选择往水中加氟的方法，能有效提高氧化皮的稳定性。

3结语

总之，火电厂锅炉在运行过程中受多方面因素的影响形成氧化皮，并随着温度等条件变化导致氧化皮剥落，在此过程中会在一定程度上损坏锅炉设备。为此要求运行维护人员立足于现实情况，选择切实可行的解决措施，从而保证火电厂安全运行。

参考文献

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