超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防研究
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是一种新一代的高效节能锅炉,其高温受热面处于极端的工作条件下,容易发生氧化皮脱落问题。
本文将探讨超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因,并提出相应的治理措施。
1. 高温氧化作用:高温下,锅炉受热面的金属材料容易与氧气反应,形成氧化物。
这些氧化物会沉积在受热面上形成氧化皮,进而脱落。
2. 烟气侵蚀:锅炉燃料燃烧产生的烟气中含有大量的气体和颗粒物,其中包括酸性物质,如二氧化硫和二氧化氮等。
这些酸性物质会侵蚀受热面,导致氧化皮脱落。
3. 热应力作用:超超临界锅炉高温受热面由于长期承受高温烟气的冲击,会引起受热面的热胀冷缩。
这种热应力会使氧化皮与基材之间的结合变弱,从而加速氧化皮的脱落。
1. 材料选用:使用耐热、抗氧化性能好的材料作为受热面,以提高锅炉的耐温性和抗氧化性能。
常用的材料有铬钼钢和镍基高温合金等。
2. 涂层处理:在受热面表面涂覆一层抗氧化的涂层,以提高受热面的抗氧化性能和耐蚀性。
常用的涂层材料有铁铝高温涂层和陶瓷涂层等。
3. 清洗除锈:定期对受热面进行清洗除锈工作,以去除氧化皮和其他污垢,减少氧化皮的形成和脱落。
4. 热应力控制:通过优化锅炉的运行参数和调整受热面的结构设计,减少受热面的热应力,延缓氧化皮的脱落。
5. 烟气净化:增加烟气净化的设备,如脱硫装置和脱硝装置等,减少烟气中的酸性物质含量,减少受热面的侵蚀和氧化皮的脱落。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个复杂的问题,需要综合考虑材料性能、涂层处理、清洗除锈、热应力控制和烟气净化等因素。
通过采取综合治理措施,可以有效延缓氧化皮的形成和脱落,提高锅炉的运行效率和安全性。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是目前较为常见和主要的电力发电设备之一,其运行过程中经常会出现氧化皮脱落的问题。
氧化皮的脱落会影响锅炉的正常运行,导致能效下降,甚至对设备的安全性产生严重威胁。
分析和防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题具有重要的理论和实践意义。
一、氧化皮脱落的原因1.1 温度梯度超临界机组锅炉工作过程中,受到高温高压蒸汽的冲击,锅炉管壁表面将产生较大的温度梯度。
不同部位的锅炉管壁温差过大,会导致金属材料产生不均匀的热应力,进而引发氧化皮层的脱落。
1.2 流体腐蚀蒸汽中的氧气和水分子会与金属表面发生反应,生成金属氧化物,形成氧化皮层。
当锅炉中腐蚀性物质较多时,会导致氧化皮层增厚和脱落,影响锅炉的热传导效果和安全性。
1.3 机械压力锅炉在运行过程中,受到蒸汽冲击和机械震动等力的作用,会产生机械压力。
当机械压力过大时,会使氧化皮层松动或脱落,需要及时修补和保养。
2.1 表面分析对锅炉管壁的氧化皮层进行表面分析,可以通过扫描电子显微镜等工具观察锅炉管壁表面的氧化皮脱落情况。
通过分析氧化皮的结构和形貌,可以判断其脱落的原因和程度,为防治提供依据。
2.2 金属温度分析对锅炉管壁的温度进行实时监测和记录,可以判断锅炉管壁温度梯度是否过大,从而引发氧化皮层的脱落。
合理调整锅炉的运行参数,降低温度梯度,可以有效减少氧化皮脱落的发生。
通过对锅炉内部金属材料和蒸汽的化学成分进行分析,可以判断蒸汽中是否存在腐蚀性物质。
并采取相应措施,如装置除氧器、水处理设备等,减少金属材料的氧化腐蚀,降低氧化皮层的脱落。
合理控制和调整超临界机组锅炉的运行参数,使锅炉管壁的温度梯度保持在一个合理的范围内。
可以通过增加锅炉管壁的保护层厚度、调整蒸汽流量等方式,减少锅炉管壁的温度应力和热应力,从而减少氧化皮层的脱落。
安装和使用除氧器、水处理设备等设施,减少锅炉腐蚀性物质的含量。
定期对锅炉内部进行清洗和维护,清除锅炉管壁表面的氧化皮层,及时修补和保养锅炉设备。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理1. 材料及制造工艺问题超超临界锅炉受热面的材料一般选用高温合金钢或镍基合金,这些材料在高温、高压环境下容易发生氧化皮脱落。
而在制造工艺上,受热面的表面处理、焊接工艺等也会影响氧化皮的稳定性。
2. 燃烧技术问题超超临界锅炉在燃烧过程中,燃料的燃烧产生的高温气体会对受热面造成严重的热冲击和腐蚀,导致氧化皮的脱落。
3. 水质问题锅炉水的水质问题往往也是导致氧化皮脱落的重要原因。
水中的含氧量、pH值等参数的变化都会对受热面的氧化皮稳定性产生影响。
1. 材料和制造工艺的改进针对受热面材料及制造工艺的问题,可以通过改进材料的性能和表面处理工艺,提高受热面的耐热性和稳定性,从而减少氧化皮的脱落。
3. 水质控制对于水质问题,可以通过加强水处理和水质监测,保持锅炉水的稳定性,减少水质对受热面的影响,从而减少氧化皮的脱落。
4. 氧化皮脱落后的修复方法一旦氧化皮脱落,为了确保受热面的长期稳定运行,需要及时进行修复。
修复的方法包括表面喷涂、激光熔覆、热喷涂等,以确保受热面的稳定性和耐久性。
5. 定期检测和维护针对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题,更重要的是加强定期检测和维护。
通过超声波测试、金相检测、磁粉检测等手段,及时发现受热面的问题并进行修复,可以有效延长受热面的使用寿命,保障锅炉的安全稳定运行。
三、结语超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题是一个涉及材料、工艺、技术和水质等多方面因素的复杂问题。
只有通过综合治理,才能有效解决这一问题,确保超超临界锅炉的安全运行和稳定性。
希望在未来的研究中,能够通过不断的技术创新和改进,为超超临界锅炉的高温受热面氧化皮脱落问题找到更好的解决方法,为我国能源工业的发展贡献力量。
630MW超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防措施

630MW超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防措施摘要:超临界直流锅炉发生氧化皮脱落是非常常见的现象,但是如果不引起重视进行及时清理,会发生锅炉管道堵塞或者管壁破裂引发严重的安全事故。
本文以某电力企业所用的630MW超临界直流锅炉为例,基于锅炉氧化皮的形成机理,分析锅炉氧化皮脱落的原因,并针对这些因素提出了相应的预防措施。
关键词:超临界直流锅炉;氧化皮脱落;预防措施1引言超临界直流锅炉在运行过程中,其高温过热器和高温再热器等组件长期处于高温运行状态,所以其高温受热面容易因氧化而形成氧化层且出现氧化层脱落的问题,此问题没有引起运行维护人员足够的重视,导致此部位的金属氧化层脱落之后长期处于暴露状态,容易引起炉管破裂甚至是爆炸等事故,且脱落的氧化层没有及时清理还会造成炉管的堵塞等问题,不仅影响锅炉和发电机组的正常运行,还会引发严重的安全事故,造成严重的经济损失和人员伤亡,所以需要对超临界直流锅炉氧化皮脱落的问题及原因进行深入研究,并寻找相应的预防措施。
2超临界直流锅炉氧化层的形成机理由于某发电企业的超临界直流锅炉的运行温度约为570℃左右,此温度正好处于水蒸气的强氧化温度范围之内,在此温度下,水蒸气对金属受热面有着极强的氧化能力,比空气对金属的氧化能力高出十几倍,所以极容易在锅炉的受热金属面形成氧化皮。
氧化皮的形成是由高温水蒸汽与金属进行高温氧化反应的产物,其反应过程如下[1]:3超临界直流锅炉氧化皮的脱落原因3.1金属材质锅炉的材质对氧化皮的生产量和生产速度有较大的影响,主要是因为材质不同,其膨胀系数和Cr在高温下的扩散系数则不同,所以其抗氧化性和耐热性则不同,如材质为12Cr18Ni12Ti的锅炉运行2万h之后的氧化皮厚度与材质为TP347H的锅炉运行10万h之后的氧化皮厚度差不多,而材质为TP347HFG的锅炉在运行10万h之后的氧化皮厚度仅为40μm,所以从氧化皮生产的厚度江都来说,细晶粒奥氏体钢材质的锅炉要优于粗晶粒奥氏体钢材质的锅炉。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是目前煤电行业的重要技术装备之一,具有高效、节能、环保等优势。
而在超超临界锅炉中,高温受热面氧化皮脱落问题一直存在,极大地影响了锅炉的安全稳定运行。
因此,本文将从氧化皮脱落原因出发,结合治理方法进行分析和探讨。
一、氧化皮脱落的原因(一)锅炉设备本身原因1.锅炉受热面设计不合理,导致高温部位温差大,容易导致氧化皮脱落。
2.使用不合适的材料,使受热面在高温和高压条件下易形变、易脆化,进而影响受热面的脱落问题。
3.受热面的加工质量不合格,如表面光洁度差、残留应力大,会导致受热面氧化皮质量差、易脱落等。
(二)运行条件原因1.过量热流通,超过受热面耐热极限,导致受热面温度过高,氧化皮形成与脱落问题突出。
2.燃料不纯,煤粉不能完全燃烧,会堆积在受热面上,导致脱落。
3.水质不良,水质中存在高浓度的溶解氧、CO2等物质,影响受热面材料的稳定性和抗氧化能力。
(三)操作原因1.启停操作频繁,使得锅炉设备更加容易受到温度、温差的变化,导致受热面氧化皮脱落。
2.锅炉的清洗不及时、清洗不彻底,导致受热面上的氧化皮积累,进而形成较大的氧化皮,加剧脱落问题。
二、治理方法针对氧化皮脱落的原因,可以采取以下治理方法:(一)锅炉设备本身治理1.改变受热面结构设计,避免锅炉扭曲、变形,尽量减少应力。
2.选用高温、高压下能够提高材料抗氧化、抗脱落能力的高温合金材料。
3.加强受热面的加工质量,提高表面光洁度,降低表面残余应力。
(二)运行条件治理1.加强热流量的控制,避免过量热流,将蒸汽压力、出口温度控制在正常范围内。
2.优化燃烧工艺,严格控制煤粉的燃烧效果,避免其堆积在受热面上。
3.严格控制水质,加强锅炉水处理,降低水质中的溶解氧、CO2等物质含量。
(三)操作治理1.采取合理的启停操作,避免锅炉受热面温度变化过大。
2.加强清洗和维护工作,定期对受热面进行清洗,保持受热面的干净和稳定。
综上所述,针对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题,需要综合考虑锅炉设备本身、运行条件和操作等多个方面,采取科学合理的治理方法,才能有效地解决这一问题,确保锅炉的安全稳定运行。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是现代化的汽轮机发电装置,其关键部件之一即是锅炉。
锅炉的主要功能是将燃料的化学能转化为蒸汽能,并将蒸汽压力转化为机械能或电能。
在锅炉的运行过程中,由于锅炉进口水的含氧量、水质、水温等因素的影响,会产生氧化皮,影响锅炉的正常运行。
本文对氧化皮的形成原因、脱落的危害以及相应的防治措施进行分析。
一、氧化皮的形成原因在超临界机组电站锅炉运行中,锅炉的内壁与水接触,水中的氧气会与金属反应,产生一层氧化膜即氧化皮。
氧化皮生长速度受水中氧气浓度、水温、金属材料、水质等因素影响。
尤其是在高温高压条件下,氧化皮更容易产生和生长。
此外,由于水中掺杂有各种离子,如钙、镁、铁、铜等金属及其离子、硫酸盐、碳酸盐等化合物,在高温高压条件下,它们会沉积在锅炉内壁上,形成污垢和沉淀物,这也会引起氧化皮的生长。
二、氧化皮的危害1. 减小了热传递效率氧化皮的存在减小了锅炉的热传递效率。
经过氧化皮的内壁,热量需要穿过氧化层才能传递到水中,传热效率受到限制。
2. 降低了金属材料的强度氧化皮的形成不仅仅是一层膜,它还会继续生长,加速金属材料的老化、腐蚀和疲劳。
氧化皮层会加速金属材料的脆化、裂纹产生,降低材料强度,从而破坏锅炉的安全性能。
3. 影响水质氧化皮的流失和脱落会使得锅炉进口水中含氧量、金属杂质离子等因素发生变化,从而影响锅炉的水质的稳定性。
水质的不稳定对锅炉正常运行产生了负面影响,增加了锅炉的故障率和维护成本。
三、氧化皮的防治措施为了防止氧化皮的产生,需要对锅炉水质进行严格管理,排除水中氧气、二氧化碳等成分,同时要控制锅炉温度和压力,以减缓氧化皮的生成速度。
对于已经形成的氧化皮,需要定期进行清除和维护。
一般直接清除氧化皮是不可行的,需要了解氧化皮的性质和生长情况,采取适当的去氧化皮措施。
1. 喷水清洗法在锅炉运行时,通过器具喷洒水,实现对氧化皮的清洗。
但是,由于清洗时锅炉需要停机,影响发电量;此外,喷洒水会使得钢材的运动钝化层被冲掉,从而加速钢材的腐蚀速度。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是目前国内外最先进、效率最高的一类锅炉,其高温受热面是其重要组成部分,但在运行中存在着氧化皮脱落的问题。
本文将围绕超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理展开探讨。
1.1 高温、高压条件下金属氧化皮的生成超超临界锅炉所采用的高温、高压条件将使得管壁表面产生一层难以消除的氧化皮,这层氧化皮不仅影响了传热效果,还降低了管道的使用寿命。
1.2 循环腐蚀在超超临界锅炉内部,受到循环腐蚀的影响,导致高温受热面的金属腐蚀加速,连接处的氧化皮更容易脱落。
1.3 操作不当在锅炉操作中,如水质不达标、操作参数设置不恰当等问题,也会导致高温受热面氧化皮脱落的现象。
2.1 降低传热效率高温受热面氧化皮的脱落,将直接导致传热效果的减弱,降低了锅炉的工作效率。
2.2 引发事故高温受热面氧化皮脱落会加剧锅炉的损坏,甚至引发爆炸事故,对设备和人员造成危害。
2.3 增加维护成本高温受热面氧化皮脱落不仅影响了设备的寿命,同时还增加了维护成本,对锅炉的正常运行造成了不利影响。
3.1 提高水质提高水质是预防高温受热面氧化皮脱落的有效途径。
采用优质纯水,配套水处理剂等方式,可以有效降低循环腐蚀的程度,减少氧化皮的生成。
定期检查和维护超超临界锅炉的高温受热面,及时发现和处理氧化皮脱落的问题,保证设备的正常运行。
3.3 选用高质量耐高温材料在超超临界锅炉的设计和制造过程中,应该选择优质的耐高温材料,提高高温受热面的抗氧化能力,延长设备的使用寿命。
3.4 控制操作参数在锅炉操作过程中,要合理控制操作参数,确保操作的稳定性和安全性,避免因为操作不当而引起高温受热面氧化皮脱落的问题。
3.5 加强监测与管理加强对超超临界锅炉的监测与管理,在运行过程中及时发现问题,采取有效措施进行处理,确保设备的正常运行。
四、结语超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的问题是目前工业生产中比较普遍的问题,对设备运行和安全造成了不小的影响。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理随着我国工业化进程的加快,能源需求日益增长。
火力发电作为我国主要的电力供应方式之一,锅炉是火力发电中不可或缺的重要设备。
在现代火力发电站中,超超临界锅炉已经成为主流。
超超临界锅炉具有高效、节能、环保等优点,是我国火力发电行业的发展方向。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的问题日益严重,给锅炉运行和安全带来了极大的挑战。
研究超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因和治理方法显得尤为重要。
1. 温度变化引起应力集中超超临界锅炉工作在极端高温高压的环境下,受热面的材料在高温和冷却循环中会产生应力的变化。
长期以来,温度变化引起的热膨胀和冷缩导致受热面材料内部产生应力集中,使得材料出现裂纹和氧化皮脱落。
2. 沉淀物引起热阻增大在高温高压下,受热面上易产生氧化物、碳酸盐等沉淀物,这些沉淀物会附着在受热面上,形成一层薄膜,导致受热面的热阻增大。
热阻增大会使得受热面温度不均匀,加速受热面氧化皮脱落。
3. 燃料边界不稳定超超临界锅炉的烟气温度和燃料边界往往不稳定,燃料的不完全燃烧会导致烟气中出现过量的氧气和氧化物,产生硫酸铵和硫酸盐等腐蚀性物质,加速受热面的氧化皮脱落。
以上原因导致超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的严重性增加,需要在日常运行中采取有效的治理措施。
1. 优化受热面材料超超临界锅炉受热面的材料应具有较高的耐热强度和抗氧化性能,能够承受高温高压环境的考验,延长受热面的使用寿命。
目前,国内外已经涌现出一批高性能的受热面材料,如铬合金钢、钨合金钢等,这些材料能够有效抵抗高温氧化和腐蚀。
2. 加强防护措施在超超临界锅炉受热面上表面喷涂耐磨、耐高温的涂层,提高受热面的抗氧化性能。
定期对受热面进行清洗,清除受热面上的沉积物,保持受热面的清洁和平整。
3. 控制燃料燃烧通过优化燃料的燃烧过程,控制燃料中硫分、氯分等有害物质的含量,减少对受热面的腐蚀和氧化皮脱落。
4. 定期维护和检修定期对超超临界锅炉受热面进行维护和检修,发现受热面的裂纹、氧化皮脱落等问题及时处理,避免出现更大的安全隐患。
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超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防研究
发表时间:2019-07-09T11:45:52.833Z 来源:《电力设备》2019年第6期作者:陈强
[导读] 摘要:超临界直流锅炉是一个强耦合、非线性、多参数的复杂系统,迅速准确地测量出其水煤比是锅炉安全、经济、稳定运行的保障。
(国家能源集团国神集团店塔电厂陕西省神木市 719300)
摘要:超临界直流锅炉是一个强耦合、非线性、多参数的复杂系统,迅速准确地测量出其水煤比是锅炉安全、经济、稳定运行的保障。
超临界直流锅炉一般是以汽轮机主蒸汽调节阀开度、锅炉给水量、燃料量作为输入,机组负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度作为输出的强耦合、非线性、多参数的复杂被控对象。
关键词:超临界;直流锅炉;氧化皮脱落;原因;预防
1、超临界锅炉
超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉,在超临界锅炉内随着压力的提高,水的饱和温度也随之提高,汽化潜热减少,水和汽的密度差也随之减少。
当压力提高到临界压力(22.12Mpa)时,汽化潜热为0,汽和水的密度差也等于零,水在该压力下加热到临界温度(374.15℃)时即全部汽化成蒸汽。
超临界压力临界压力时情况相同,当水被加热到相应压力下的相变点(临界温度)时即全部汽化。
因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区,由此可知,超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热,而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。
因此超临界直流锅炉没有汽包,启停速度快,与一般亚临界汽包炉相比,超临界直流锅炉启动到满负荷运行,变负荷速度可提高1倍左右,变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内超临界压力范围内工作时,都存在工质的热膨胀现象,并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾;在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。
超临界直流锅炉要求的汽水品质高,要求凝结水进行100%除盐处理。
由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克服,所需的压头高,即提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。
另外,为了达到较高的质量流速,必须采用小管径水冷壁,较相同容量的自然循环锅炉超临界直流锅炉本体金属耗量最少,锅炉重量轻,但由于蒸汽参数高,要求的金属等级高,其成本高于自然循环锅炉。
2、超临界直流锅炉运行条件
锅炉运行方式:带基本负荷并参与调峰。
制粉系统:采用中速磨煤机直吹式制粉系统,每炉配6台磨煤机(5台运行,1台备用),煤粉细度按200目筛通过量为75%。
煤粉均匀性系数为1.1。
给水调节:机组配置2×50%B-MCR调速汽动给水泵和一台30%B-MCR容量的电动调速给水泵。
空气预热器进风加热方式:一二次风采用暖风器加热。
空预器结构保证在各种负荷和环境温度下不出现冷端腐蚀。
3、超临界直流锅炉的特点
3.1技术特点
3.1.1良好的变压、备用和再启动性能
锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈,在各种负荷下均有足够的冷却能力,并能有效地补偿沿炉膛周界上的热偏差,水动力特性稳定;采用四只启动分离器,壁厚较薄,温度变化时热应力小,适合于滑压运行,提高了机组的效率,延长了汽机的寿命。
3.1.2燃烧稳定、温度场均匀的墙式燃烧系统
墙式燃烧系统的旋流燃烧器具有自稳燃能力和较大的调节比,在炉膛中布置的节距较大,相邻的燃烧器之间不需要相互支持;墙式燃烧系统的燃烧器布置为对称方式,沿炉膛宽度方向的热量输入均匀分布,因而在上炉膛及水平烟道的过热器、再热器区域的烟气温度也更加均匀,避免高温区受压元件的蠕变和腐蚀,有效抑制结渣。
3.1.3经济、高效的低NOX轴向旋流燃烧器(LNASB)
LNASB燃烧器不仅能够高效、稳定地燃烧世界各地的多种燃煤,而且已经作为一种经济实用的手段来满足日益严格的降低NOX排放的需要。
3.1.4可靠性的运行性能
直流锅炉在燃烧等方面的研究和应用上进行了大量工作,并对已投运的机组积累了大量的调试和研究数据。
3.2 结构特点
本锅炉中、下部水冷壁采用螺旋管圈,上部水冷壁采用一次上升垂直管屏,二者之间用过渡集箱连接。
螺旋管圈的同一管带中的各管子以相同方式从下到上绕过炉膛的角隅部分和中间部分,水冷壁吸热均匀,管间热偏差小,使得水冷壁出口的介质温度和金属温度非常均匀。
因此,螺旋管圈水冷壁更能适应炉内燃烧工况的变化。
在螺旋管圈水冷壁部分采用可膨胀的带焊接式张力板垂直刚性梁系统,下部炉膛和冷灰斗的荷载传递给上部垂直水冷壁,保证锅炉炉膛自由向下膨胀。
布置于上炉膛的屏式过热器采用膜式管屏末端技术,使管屏平整防止结焦、挂渣。
省煤器为H型鳍片管省煤器,传热效率高,受热面管组布置紧凑,烟气侧和工质侧流动阻力小,耐磨损,防堵灰,部件的使用寿命长。
4、超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防措施
4.1超临界直流锅炉氧化皮脱落原因分析
4.1.1炉管材质
超临界直流锅炉炉管大多以合金为主,其中Cr的含量不同决定了不同炉管的耐热性和抗氧化性也存在较大的差异,如果在使用炉管时,需要根据不同的Cr含量要求安排不同的使用环境。
如果没有根据炉管的使用环境进行合理的设计,就会使炉管在运行过程中发生温度过高、氧化过快等问题,加速氧化皮的生成,进而造成氧化皮脱落。
4.1.2管壁温度
很多已经生成氧化皮或者氧化皮脱落的炉管仍然被应用,可能会导致炉管局部温度过高,加速氧化反应的发生,当炉内温度过高时,炉管的温度也会在短时间内持续升高,氧化皮的厚度也会随之增加,当达到一定厚度时便会脱落。
4.1.3锅炉机组启停时形成的热应力
在锅炉启动和停止的过程中都需要较大的热负荷,才能使水循环达到锅炉启停所需要的流量标准,在热负荷的作用下炉管会有一短时
间处在高温、干烧的状态,这种情况下就容易导致炉管温度在瞬间升高,所以一般在锅炉启停时会配合相应的降温方法,使炉管的温度保持在稳定的状态,与此同时也会产生较大的热应力,加速氧化皮的生成和脱落。
从目前超临界直流锅炉氧化皮的生成和脱落情况来看,大部分的氧化皮脱落都是由于热应力作用引起的。
锅炉机组停止运行时,炉壁内部的温度降低,各项参数随即降低,使得热负荷瞬间降低,与机组运行的热负荷之间形成较大的落差,由此而产生的热应力就会加速氧化皮的生成和脱落。
4.2超临界直流锅炉氧化皮脱落预防措施
4.2.1加强材质的把关
超临界直流锅炉发生氧化反应和氧化层脱落与超临界直流锅炉的自身材料有着极其重要的联系,因此在对超临界直流锅炉的材料选择和设计时,必须做到科学合理,目前高晶粒度等级的钢材是较好的锅炉材料选择。
现阶段,国内的锅炉制造材料多采用国内生产的钢材,然而目前国内生产的钢材在其晶粒度上和国外先进钢材的晶粒度还存在着一定的差距,所以在锅炉钢材选择要尽量选择晶粒度等级高的钢材。
另外,除了晶粒度等级之外,锅炉制作材料的抗高温性和抗氧性也是非常重要的影响因素。
因此超临界直流锅炉制造企业在对锅炉钢材的选择时,要积极引进国外的先进技术,提升我国钢料的晶粒度等级和抗高温性、抗氧化性。
在超临界直流锅炉制造中必须严格把握质量关,提高制造工艺,避免焊接缝、厚度不均匀的问题。
4.2.2安装工艺的改善与焊接条件的控制
要保障超临界直流锅炉氧化层形成以及氧化层脱落问题的有效控制,在超临界直流锅炉的安装过程中就需要实现严格规范。
首先,对于安装工人的专业技能、安装技术要有明确的要求,尤其是过热器、再热器等容易出现偏差的地方更要安装得特别精准;其次,在安装之前要再次确定锅炉炉体质量的过关,确定炉管内没有异物,确定安装环境的适合,在安装完成之后为了保障稳定性还需要对疏水管、炉管等重点设备进行检查;最后,在超临界直流锅炉焊接时要保障焊接质量,避免不同类型的钢材进行焊接,受到目前焊接技术和工艺的影响对异种钢进行焊接很难实现焊接质量保障,易出现受热不均等问题,导致锅炉氧化层的形成和脱落。
5、结束语
超临界直流锅炉高温受热面氧化皮的生成和脱落是普遍存在的现象,如果没有对其给予足够的认识和重视,采取有效的预防措施,就会使锅炉炉管的母材在长期高温运行条件下发生裂缝,导致管材内部金属暴露下氧化环境下,容易使炉管发生爆裂,不仅影响锅炉设备的正常运行,而且也会造成一定的经济损失,甚至是人员伤亡,所以对超临界直流锅炉氧化皮脱落的问题进行研究是十分必要的。
参考文献
[1]超(超)临界锅炉氧化皮脱落原因分析及防治措施[J].陈媛,王旭.华电技术.2013(01).
[2]锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮的形成及剥落机理研究进展[J].杨景标,郑炯,李树学,李越胜,邱燕飞.锅炉技术.2010(06).。