預防超臨界直流鍋爐氧化皮生成的策略研究

超臨界鍋爐的爐內工質壓力處于臨界點以上，國內普遍使用的600MW鍋爐的主要特點為超臨界參數設置、變壓運行、單爐膛、四角切圓燃燒方式、一次中間再熱等，結構形態為全鋼懸吊π型，額定蒸發量為1913t/h。超臨界直流鍋爐由于在運行過程中經常出現大面積的氧化皮剝落現象，因此常常造成鍋爐高溫受熱面堵塞，使管壁超溫爆炸。

一、超臨界直流鍋爐氧化皮的生成原因

超臨界直流鍋爐爐壁普遍采用T91、TP347H管材，在高溫蒸汽的長期腐蝕下，蒸汽中游離的陽離子會逐步滲透到金屬內層，與爐壁內部的鐵離子發生化學反應，生成氧化鐵，爐壁表層的氧化鐵逐漸積累并繼續與蒸汽中的氧離子反應生成高價鐵，如四氧化三鐵和三氧化二鐵，也就是氧化皮的主要成分，當蒸汽溫度發生變化時，氧化皮與爐壁金屬的膨脹系數不同，氧化皮就會脫離于金屬表層剝落下來。對于T91管材，由于生成的氧化皮質地比較堅密，因此不宜發生剝落，但是當氧化皮積累到一定厚度且蒸汽溫度突降30℃以上時，氧化皮就會剝落。剝落的氧化皮在短時間內很難被蒸汽帶走，就會堵塞管道，造成超溫爆管。TP347H管材通常在鍋爐連續運行幾千甚至上萬個小時后就會形成0.1mm的氧化皮，蒸汽溫度突降就會發生大面積剝落，剝落的氧化皮呈粉末狀，由于質量較小，基本能夠被蒸汽帶走，并不會造成超溫爆管，但是如果剝落的氧化皮積累在較小管徑的彎頭處，就會在短時間內引發超溫爆管。……