鍋爐末級過熱器管材升級的必要性分析

易彥紅，鄭坤燦

（1.內蒙古科技大學，內蒙古包頭 014010；2.寧夏職業技術學院，寧夏銀川 750021）

鍋爐末級過熱器管材升級的必要性分析

易彥紅1.2，鄭坤燦1

（1.內蒙古科技大學，內蒙古包頭 014010；2.寧夏職業技術學院，寧夏銀川 750021）

鍋爐末級過熱器大多采用SA-213TP347H管材，極易被氧化。清理氧化層的成本很高，不利于企業的發展。對鍋爐末級過熱器管材進行更換升級的必要性進行分析，并提出有效的升級方案。

鍋爐末級過熱器；管材；氧化皮

1 鍋爐末級過熱器的結構和用材

某公司2臺660MW燃煤汽輪發電空冷機組，鍋爐為超臨界參數變壓運行螺旋管圈加垂直管直流爐，末級過熱器共34屏，每屏有19管圈，共646個管圈。外圈管材為SA-213TP347H，入口側2至15排管標高63m至76.36m材質為SA-213T91，末級過熱器入口側5至19排標高63m以下和2至4排標高69m以下至出口側管材均為SA-213TP347H。

2 鍋爐末級過熱器氧化皮檢查清理情況

運行一段時間后，對末級過熱器646個管圈進行8個輪次的氧化皮檢測，累計檢查出366根管的彎頭處氧化皮堆積超標，對氧化皮堆積超標的管段進行100％的割管清理，清理出的氧化皮呈粉末狀和片狀兩種形態，對片狀氧化皮測厚，其厚度在0.10～0.15mm。因割管清理氧化皮致使機組推遲10d啟動。

累計連續運行188d，對末級過熱器管進行了11個輪次的氧化皮檢測，又累計檢查出330根管的彎頭處氧化皮堆積超標，再次檢測清理其厚度在0.13～0.16mm。此次檢修因割管清理氧化皮致使機組推遲15d啟動。

3 鍋爐末級過熱器管因氧化皮造成的損失

停爐檢修2次，因氧化皮造成的損失如下：

3.1 過熱器控溫運行經濟損失

按年計劃發電量及標煤價計算，鍋爐因參數運行的經濟損失為37.5億kW·h×1.504 2g/kW·h/106×360.17元/t＝203.16（萬元）。

3.2 減少發電量的經濟損失

2次停爐檢修，第一次推遲啟爐10d，第二次推遲啟爐15d。鍋爐因減少發電量造成的經濟損失為：

66×105×77％×24×25×0.08＝2 439.36（萬元）

3.3 停爐電網雙細則電量考核損失

66萬kW·h×144h（最高考核小時數）×0.321 3元/ kW·h×0.4（考核系數）×2次/臺＝2 442.91萬元

3.4 氧化皮清理的人工費及材料費

每次按50萬元計算，兩次共計100萬元。

3.5 全年經濟損失總計

203.16（控溫經濟損失）+2 439.36（少發電量的經濟損失）+2 442.91（電網雙細則考核經濟損失）+100（氧化皮清理的人工費材料費）＝5 185.43（萬元）

4 對鍋爐末級過熱器管材升級的必要性

1）現鍋爐用的SA213-TP347H材料是粗晶的奧氏體不銹鋼材料，業內專家認為TP347H材料的使用溫度可達650℃以上，但抗高溫氧化溫度只有595℃，所以在超臨界機組中大量使用SA213-TP347H后，SA213-TP347H管內產生的氧化皮會大量脫落，極易造成堵管爆管事故。

2）SA213-TP347H管內生成氧化皮集中剝落會堵塞管路，引起超溫爆管，氧化皮陸續剝落會被帶入汽輪機，對主蒸汽管道上的閥門、汽輪機葉片造成損傷，進而汽耗增加，影響機組的整體經濟效益。

3）公司末級過熱器管內的氧化皮，當機組連續運行半年以后就會大量的生成和脫落。每次割管清理時間都在15d左右，不僅需要投入大量的人力物力，而且嚴重制約機組的正常啟動，造成機組的利用小時大大下降，發電量受到嚴重影響。

4）目前過熱器氧化皮的生成和脫落已趨于日益嚴重和逐次增加的態勢，這不僅無形中增加機組的檢修成本，同時也嚴重威脅機組的可靠經濟運行。

5 改造的方案及投資回報

管材選用初步定為進口TP347HFG。末級過熱器原SA-213TP347H管材全部更換。或末級過熱器原SA-213TP347H管材全部更換，但為方便施工分割部分SA-213T91管。

單臺爐的末級過熱器管材升級為TP347HFG內壁噴丸的整體費用大約為4 200萬左右。鍋爐因氧化皮造成的經濟損失為5 185.43萬元，改造后1a可收回投資成本。

[1]楊景建，張昕，王斌，等.600MW機組鍋爐末級過熱器爆管原因分析[J].熱加工工藝，2016，（6）：252-253；255.

[2]裴全進；潘龍興.超臨界鍋爐末級過熱器氧化皮爆管分析及治理[J].電力安全技術，2015，17（4）：6-11.

[3]雷方俁，鮑聽.超超臨界鍋爐末級過熱器升級改造中的材料質量問題[J].發電設備，2015，29（6）：447-450.

Analysis of the Necessity of Upgrading the Final Stage Superheater of Boiler Tube

Yi Yan-hong，Zheng Kun-can

The final superheater boiler mostly adopts SA-213TP347H pipe，can be easily oxidized.The cost of cleaning up the oxide layer is very high and it is not conducive to the development of the enterprise.The analysis is necessary to replace the imminent upgrading of final stage superheater of boiler tubes，and puts forward effective upgrade scheme.

final superheater boiler；tube；oxide

TK223.32

B

1003-6490（2016）08-0057-01

2016-08-11

易彥紅（1985—），女，寧夏銀川人，助教，主要研究方向為鍋爐受熱面金屬材料應用。

鄭坤燦（1971—），男，內蒙古包頭人，教授，主要研究方向為流動傳熱機理及應用。