超超臨界鍋爐氧化皮綜合治理問題研究

黃海

摘 要：隨著我國科學技術的發展，經濟水平的不斷提高，對能源技術的研究也在不斷進步。其中，加強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過程中的安全性。因此，本文主要進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容。

關鍵詞：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雜，在研究中發現，氧化皮的形成主要與受熱面材質以及運行控制等因素有關。

（一）受熱面材質

受熱面材質與鍋爐氧化皮的形成具有重要的關系。在同種類型鍋爐受熱面材料對比的過程中，發現奧氏體不銹鋼 TP347H 管材在高溫的環境下進行運行中，其更容易生成氧化皮。另外，也有一些研究認為，不銹鋼氧化皮的生成和剝落在高溫運行的環境中是難以避免的。并且，由于不銹鋼氧化皮的大量剝落，容易使高溫受熱面產生堵塞。

（二）運行控制

運行控制主要包括調試主要節點及加氧時間、化學加氧情況、以及汽艇溫度變化速率控制、主再熱氣溫控制。其中調試主要節點及加氧時間是指調試機組主要運行的時間節點。機組主要運行的時間節點包括酸洗日期、吹管日期、凝結水加氧日期、給水加氧日期等。

化學加氧情況。在化學加氧過程中，開始調試時，短時間內的加氧量會出現超過300 ppb的情況。當設備調整之后，其化學加氧量可以控制在150 ppb之內。在對國內外電廠鍋爐加氧運行狀況的研究后，有人對是否加氧產生一定的疑惑。有的研究者認為，粗晶 TP347H 管材抗氧化能力弱，加氧后氧化皮的熱膨脹系數變大，同時金屬基體也變大，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，當采用給水加氧進行處理時，能夠通過控制機制啟停時的溫度變化的速率，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，根據鍋爐的相關規定說明，鍋爐從點火到汽機沖轉之間的時間應該大于三個小時，并且其最大升溫率控制在2攝氏度/每分鐘。從實踐中發現，鍋爐溫度變化的速率和氧化皮的生成并無太大的關系，而對氧化皮的剝離量具有較大的影響。

（四）主再熱汽溫控制

從實踐和研究中發現，工質溫度對氧化皮的生長速度有較大的影響。當溫度處在某個區間時，氧化皮的生長速度隨著溫度的升高而加快。并且按照設計，當鍋爐的運轉正常時的主再熱汽溫和兩側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定值。但是，在實踐中，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。對于一些材質來說，吸熱出現偏差或者短時間內溫度過熱時，容易造成氧化皮的生成、剝落。

在以上的研究中得知，當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，其中處在高溫受熱面中的材料容易出現氧化皮。并且在鍋爐啟停之中，氧化皮的剝落會引起管道的堵塞。當堵塞的管道在啟動后，短時間內，高溫受熱面的溫度增加過快，容易發生爆管的狀況。

二、氧化皮的治理

在對氧化皮的治理中，包括受熱面材質的更換、受熱面壁溫的檢測、優化節流孔，以及進行設備檢修、調整優化燃燒等內容。

（一）更換受熱面材質

在對氧化皮治理的過程中，更換受熱面材質是較為重要的內容。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量，來進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

根據受熱面管壁溫度的高低狀況，增加壁溫監視測點，確保鍋爐受熱面的溫度，加強對各部受熱面壁溫的管控。有些鍋爐設計壁溫的監測點不足，使得對某些位置的超溫管壁不能進行良好的檢測，容易產生工況惡劣位置壁溫超溫的狀況。

（三）優化節流孔

通過對節流孔進行優化，減少受熱面節流孔設置中存在的偏差，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和水力不均勻系數來得知節流孔的的設置狀況，從而利用計算校核、試驗等來優化節流孔。

（四）設備檢修

設備檢修，包括加強對燃燒系統等設備的檢查和維修。進行定期的設備檢修工作能夠減少鍋爐在運行中出現故障的可能。在冷態停爐過程中，通過冷態一次風送粉管道阻力的調平，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要求，避免出線其水平不一致以及擺動不同步的現象。對大風箱內二次風門進行檢查，確保其實際開度，保證同層四角二次風送風量的一致，從而減少燃燒不均導致的壁溫不同的現象。

另外，在鍋爐氧化皮的治理中，還可以通過燃燒優化調整、以及鍋爐啟?？刂频确椒?，有效減少高溫受熱面氧化皮的生成和剝落。

三、結語

在鍋爐氧化皮治理問題中，要根據氧化皮出現問題的原因，進行有針對性的管理和維護。其中，鍋爐氧化皮出現的成因包括受熱面材質、運行控制、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，進行氧化皮的綜合治理中，可以通過更換受熱面材質、做好受熱面壁溫的檢測、優化節流孔，以及進行設備檢修、調整優化燃燒等方法，有效減少氧化皮的生成和剝落，降低對鍋爐生產的影響。

參考文獻

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（作者單位：湖北華電襄陽發電有限公司）