河曲電廠二期防治氧化皮脫落措施

1、山西河曲能源有限公司 技術(shù)文件河曲電廠二期鍋爐氧化皮防治措施批準(zhǔn)：審定：審核：編制：2015年06月20日河曲電廠二期鍋爐氧化皮防治措施根據(jù)集團(tuán)公司亞/超（超）臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，河曲電廠針對(duì)本廠實(shí)際情況制定亞/超（超）臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮防治措施。亞/超(超)臨界鍋爐高溫受熱面用鐵素體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼材料投入運(yùn)行后，管內(nèi)壁在高溫水蒸汽作用下生成氧化皮是不可避免的。 氧化皮的主要成分是大量Fe3O4和少量Fe2O3。而鐵氧化物Fe3O4，與奧氏體不銹鋼母材晶格形式、熱膨脹系數(shù)之間有較大差異。運(yùn)行中，管內(nèi)壁產(chǎn)生氧化皮生長(zhǎng)到一定厚度時(shí)，在機(jī)組啟停過(guò)程中，溫度有較大變

2、化時(shí)，由于熱膨脹系數(shù)相差較大，氧化皮很容易從金屬本體剝落。當(dāng)剝落物堆積到管排下部彎頭部位，將引起管路堵塞而發(fā)生超溫爆管；當(dāng)剝落物隨蒸汽進(jìn)入主汽閥會(huì)造成卡澀；當(dāng)剝落物進(jìn)入汽輪機(jī)將發(fā)生固體顆粒沖蝕（SPE）。防止氧化皮脫落對(duì)亞/超(超)臨界機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，具有十分重要的意義。一、鍋爐氧化皮形成原因： 主要原因： 高溫氧化。其它原因： 鍋爐運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、水質(zhì)、運(yùn)行習(xí)慣、鍋爐構(gòu)造及其它因素。超臨界機(jī)組正常運(yùn)行主蒸汽溫度（571）此時(shí)爐內(nèi)鋼管實(shí)際溫度（571 50 621）。因此，鍋爐設(shè)計(jì)應(yīng)用SA-213T91、SA-213TP347H、等不銹鋼材料。當(dāng)蒸汽溫度在566 以上時(shí)不銹鋼管料就會(huì)發(fā)生

3、所生成的氧化皮剝落事故，特別是超臨界鍋爐不可避免產(chǎn)生氧化皮脫落堵塞管道，檢修時(shí)必須檢查。超臨界機(jī)組正常溫度運(yùn)行（571），根據(jù)奧氏體不銹鋼使用特性，氧化物高峰期應(yīng)在13000小時(shí)左右就會(huì)出現(xiàn)脫落堵塞管道。溫度越高，高溫氧化越快，容易造成氧化物運(yùn)行中大面積快速脫落堵塞爆管。超臨界機(jī)組超溫運(yùn)行（571），此時(shí)爐內(nèi)鋼管溫度（ 571 50 621），就會(huì)加速高溫氧化。爐內(nèi)鋼管就會(huì)一直產(chǎn)生高溫氧化、一直脫落、隨著蒸汽帶走，一般不會(huì)發(fā)生氧化物堵塞爆管。但是會(huì)沖刷損壞汽輪機(jī)葉片、噴嘴、隔板等部件。二、氧化皮的脫落： 1、停爐時(shí)：由于不銹鋼在運(yùn)行時(shí)內(nèi)壁已有大量的氧化物存在，而不銹鋼和氧化物的膨脹系數(shù)相差較大

4、，冷卻時(shí)不銹鋼收縮快，氧化物收縮慢。氧化物擠碎脫落沉積。主要因?yàn)椴讳P鋼的線膨脹系數(shù)不同：2.1*10-5，氧化物的線膨脹系數(shù)：0.9*10-6，氧化物脫落無(wú)法避免。 2、啟爐時(shí)：由于不銹鋼在運(yùn)行時(shí)內(nèi)壁已有大量的氧化物存在，在停爐時(shí)已破碎，不銹鋼和氧化物的膨脹系數(shù)雖然相差較大，但不銹鋼膨脹快，氧化物膨脹慢，氧化物破碎量小，一般不會(huì)造成氧化物大面積脫落。氧化物脫落量小，一般不會(huì)造成堵塞爆管。三、防止氧化皮脫落的具體措施：（一）、啟動(dòng)階段1、嚴(yán)格按機(jī)組運(yùn)行規(guī)程規(guī)定進(jìn)行鍋爐上水，控制上水速度150t/h左右，上水溫度與汽水分離器壁溫差110，啟動(dòng)初期，利用輔汽提升除氧器給水溫度，盡量保證上水溫度達(dá)到1

5、10，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)督。沖洗階段的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)： 控制標(biāo)準(zhǔn)沖洗流程低壓系統(tǒng)沖洗鍋爐冷態(tài)沖洗鍋爐熱態(tài)沖洗PH(25)9.0-9.69.0-9.6全鐵（g/L）20020050SiO2(g/L)303010N2H4(g/L)10-5010-50Cl- (mg/L)0.10.10.12、機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)程要求進(jìn)行冷態(tài)、熱態(tài)沖洗，冷態(tài)沖洗水質(zhì)不合格不允許鍋爐點(diǎn)火，熱態(tài)沖洗水質(zhì)不合格不允許鍋爐升溫升壓。3、機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，利用旁路將氧化皮吹掃到凝汽器，同時(shí)監(jiān)測(cè)凝結(jié)水的含鐵量500g/L（如果時(shí)間允許應(yīng)達(dá)到200g/L），可以投入精處理，凝結(jié)水回收。要求做到冷態(tài)沖洗不合格，鍋爐不允許點(diǎn)火，熱態(tài)沖洗不合格，不允

6、許汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)。4、機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，燃料量投入不可過(guò)快，盡量維持磨煤機(jī)最小給煤量，按啟動(dòng)曲線進(jìn)行升溫升壓，在飽和溫度100時(shí)，溫升速率1.0/min，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前溫升速率1.5/min，機(jī)組并網(wǎng)后升溫速率控制2.0/min。5、啟動(dòng)時(shí)保證主汽的壓力和蒸汽流量，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前一般維持主汽壓力在5.0MPa以上，蒸汽流量450t/h，適當(dāng)開(kāi)大旁路系統(tǒng)，能有效吹掃過(guò)、再熱蒸汽管道積存的氧化皮。6、機(jī)組沖轉(zhuǎn)之前，利用旁路系統(tǒng)進(jìn)行氧化皮吹掃，快速開(kāi)啟和關(guān)閉旁路，通過(guò)瞬間壓力和流量的變化進(jìn)行吹掃，吹掃期間密切關(guān)注凝汽器水質(zhì)含鐵情況的變化。7、機(jī)組冷、熱態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中嚴(yán)格按照不同狀態(tài)的升溫升壓曲線控制蒸汽溫度。在熱態(tài)啟動(dòng)

7、過(guò)程中，為防止受熱面金屬溫度降低，鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)要與其它系統(tǒng)同步啟動(dòng)。煙風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)后爐膛通風(fēng)控制總風(fēng)量為35%，在爐膛通風(fēng)5分鐘結(jié)束立即點(diǎn)火，點(diǎn)火后要盡快投入燃料量，控制屏過(guò)、高過(guò)、高再的溫升速率為3/min，防止受熱面金屬溫度降低。8、鍋爐從點(diǎn)火啟動(dòng)至發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶初期負(fù)荷階段，除控制好升溫升壓速率外，要盡量避免主、再熱汽溫出現(xiàn)反復(fù)的現(xiàn)象，減小汽溫變化幅度，防止氧化皮脫落。9、機(jī)組沖轉(zhuǎn)前要求使用一級(jí)減溫水控制汽溫，不得使用二級(jí)減溫水，并網(wǎng)后低負(fù)荷階段控制二級(jí)減溫水流量，投用減溫水過(guò)程中嚴(yán)密監(jiān)視和控制各管壁溫度波動(dòng)情況，防止減溫水投入后因受熱面金屬管材內(nèi)形成的氧化皮與管材金屬的膨脹系數(shù)不同造成氧

8、化皮的大幅開(kāi)裂及脫落，鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中再熱器減溫水原則上不允許使用，以煙氣調(diào)節(jié)擋板控制再熱汽溫為主。盡可能的通過(guò)配風(fēng)調(diào)整進(jìn)行煙氣溫度調(diào)整來(lái)達(dá)到汽溫調(diào)整的目的，盡可能的不用減溫水。10、干濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程是鍋爐受熱面氧化皮脫落的高峰時(shí)期，各級(jí)壁溫尤其時(shí)垂直管由于爐水循環(huán)泵的退出運(yùn)行給水流量波動(dòng)較大，此時(shí)應(yīng)保持給水流量穩(wěn)定，緩慢增加燃料量，使鍋爐平穩(wěn)過(guò)渡到干態(tài)運(yùn)行，不要在臨界區(qū)域停留，避免鍋爐干濕態(tài)反復(fù)轉(zhuǎn)換造成汽溫大幅波動(dòng)。鍋爐轉(zhuǎn)態(tài)過(guò)程盡可能的平穩(wěn)不要給水、負(fù)荷、壁溫、過(guò)熱度den高參數(shù)頻繁多次的波動(dòng)造成氧化皮脫落。11、監(jiān)視各受熱面溫度在許可范圍內(nèi)并有一定的余量，垂直管段在420以下，屏過(guò)后溫度530

9、以下，高再后溫度569運(yùn)行。監(jiān)視末過(guò)壁溫590、高再壁溫610，如有超溫現(xiàn)象要降參數(shù)運(yùn)行，并及時(shí)對(duì)整個(gè)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行燃燒調(diào)整。（二）、正常運(yùn)行1、嚴(yán)格控制受熱面蒸汽和金屬溫度，嚴(yán)禁鍋爐超溫超壓運(yùn)行。2、受熱面蒸汽和金屬溫度按要求進(jìn)行控制。由于受熱面可能存在較大的熱偏差，受熱面蒸汽溫度的控制要服從金屬溫度，金屬溫度超溫要視情況降低蒸汽溫度運(yùn)行。3、鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，過(guò)熱器出口蒸汽溫度偏差左右兩側(cè)5，屏過(guò)出口溫差10，高再出口偏差10，且運(yùn)行中按溫度高點(diǎn)控制蒸汽溫度，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)采取措施處理。4、機(jī)組加減負(fù)荷控制負(fù)荷變化率6MW/min，溫度波動(dòng)2/min 。5、制粉系統(tǒng)啟停及切換過(guò)程中要平穩(wěn)，不要

10、擾動(dòng)過(guò)大。燃料量、風(fēng)量調(diào)整不能波動(dòng)太大，盡可能的緩慢操作。6、運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)金屬溫度超過(guò)允許值，通過(guò)降低蒸汽溫度和運(yùn)行方式調(diào)整，當(dāng)出現(xiàn)金屬溫度普遍超溫經(jīng)調(diào)整無(wú)效，降負(fù)荷處理仍無(wú)法恢復(fù)到允許值以下要做好停機(jī)準(zhǔn)備；任何時(shí)候不允許蒸汽參數(shù)和受熱面金屬溫度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)允許值運(yùn)行。7、利用對(duì)鍋爐的金屬溫度和蒸汽超溫情況進(jìn)行定期分析，分析報(bào)告附運(yùn)行月分析報(bào)告中，作為機(jī)組檢修的參考數(shù)據(jù)。8、建立超壓超溫臺(tái)賬，定期進(jìn)行分析根據(jù)超溫情況進(jìn)行調(diào)整。（三）、停機(jī)階段1、控制汽溫汽壓按規(guī)程規(guī)定，嚴(yán)禁溫度、壓力波動(dòng)過(guò)大，降溫速率為1.5/min，最大1.85/min。2、機(jī)組正常停機(jī)過(guò)程中禁止投入減溫水，尤其減負(fù)荷200MW

11、以下是必須杜絕使用各級(jí)減溫水，調(diào)整困難要盡可能通過(guò)配風(fēng)調(diào)整降低減溫水用量。3、分離器壓力1Mpa，進(jìn)行鍋爐帶壓放水，使過(guò)熱器、再熱器管處于蒸干狀態(tài)。4、鍋爐停爐之后必須按要求及規(guī)程規(guī)定，不可以進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)換水冷卻，應(yīng)采用悶爐處理（約18小時(shí)），以防止氧化皮脫落。受熱面有作業(yè)時(shí)末過(guò)金屬壁溫300方可打開(kāi)人孔門(mén)進(jìn)行自然冷卻，250方允許啟動(dòng)風(fēng)機(jī)通風(fēng)冷卻。6、停爐后對(duì)受熱面管進(jìn)行抽樣檢查和對(duì)金屬溫度高的管屏割管檢查，時(shí)間充足進(jìn)行全面檢查。有氧化皮沉積的及時(shí)進(jìn)行清理和處理。四、其他注意事項(xiàng)：（一）點(diǎn)火前1、為防止啟動(dòng)期間的煙溫偏差導(dǎo)致受熱面超溫，可啟動(dòng)雙側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)。2、鍋爐點(diǎn)火前盡量將給水溫度提高至1

12、10，點(diǎn)火后隨著燃燒率和給水流量的增加，及時(shí)調(diào)整沖洗水流量，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)保證除氧器的給水加熱用汽量。3、點(diǎn)火前總風(fēng)量的控制不大于總風(fēng)量的30%（750t/h）。布袋除塵器通風(fēng)干燥對(duì)防止氧化皮脫落有一定困難。（二）初期暖爐1、點(diǎn)火初期給水流量維持在450t/h，之后隨著燃料量的增加，緩慢平穩(wěn)的增加給水流量，汽機(jī)沖動(dòng)前給水流量加至500t/h。期間禁止給水流量的大幅擾動(dòng)，并嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐水冷壁溫度的變化，任意管壁間溫差大于50時(shí)，應(yīng)立即采取增加給水或減少燃料來(lái)控制溫差繼續(xù)增加。2、點(diǎn)火磨煤機(jī)的啟動(dòng)煤量盡量放低，并及時(shí)對(duì)等離子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整保證燃燒充分。 3、鍋爐點(diǎn)火后，嚴(yán)格控制溫升速率，分離器出

13、口溫度小于100前，溫升速率為1.0/min，分離器出口溫度大于100后溫升速率1.5/min，任何時(shí)候溫升速率2.0/min。4、過(guò)熱汽見(jiàn)壓后，逐漸開(kāi)啟旁路，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中維持高旁開(kāi)度在較高的水平，防止過(guò)熱器蒸汽通流量過(guò)小引起超溫。5、暖爐期間嚴(yán)密監(jiān)視分離器出口溫度變化率，控制分離器出口溫度變化率1.5/min。6、過(guò)熱器出口溫度升高較快時(shí)，可適當(dāng)少量投入一級(jí)減溫水，嚴(yán)禁投用二級(jí)減溫水。7、適當(dāng)開(kāi)啟上層燃燒器輔助風(fēng)門(mén)，以降低過(guò)熱器溫度。8、當(dāng)溫度變化率較大時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整總風(fēng)量通過(guò)降低爐膛出口溫度進(jìn)行汽溫調(diào)整。五、機(jī)組停用保養(yǎng) 1)機(jī)組在停（備）用過(guò)程中，按照DL/T 956的相關(guān)規(guī)定采取防

14、銹蝕措施。在維護(hù)過(guò)程中主要是檢測(cè)內(nèi)壁氧化皮厚度和氧化皮脫落后堆積狀況，清理堵塞在受熱面管內(nèi)的氧化皮，同時(shí)維護(hù)好壁溫測(cè)點(diǎn)與減溫水調(diào)節(jié)閥門(mén)。 2)對(duì)屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、再熱器進(jìn)行氧化皮的監(jiān)督檢查，做到“逢停必檢”。檢查的內(nèi)容應(yīng)包括外觀、脹粗、變形量、壁厚、內(nèi)壁氧化皮厚度、下彎頭氧化皮堆積情況等，如需割管檢查，應(yīng)利用檢修機(jī)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。對(duì)于無(wú)損檢查發(fā)現(xiàn)氧化皮堆積較多或氧化皮較厚的管段（氧化皮堆積量大于管內(nèi)徑的1/3），應(yīng)進(jìn)行割管清理。 彎頭堆積氧化皮檢查方法：射線拍片法(鐵素體鋼、奧氏體鋼)、磁性檢測(cè)法（奧氏體鋼）。 割管檢查項(xiàng)目：微觀組織檢驗(yàn)，力學(xué)性能試驗(yàn)，氧化皮形貌、結(jié)構(gòu)和剝離程度檢查。 3)當(dāng)受熱面更換新管時(shí)，更換前必須對(duì)新管材料進(jìn)行確認(rèn)，并清潔。割管后管口要及時(shí)封堵避免雜質(zhì)落入。 4)鍋爐停爐檢修，檢查吹灰器區(qū)域管子是否存在吹灰器蒸汽沖刷或吹灰時(shí)蒸汽帶水現(xiàn)象（檢查受熱面有無(wú)水印痕跡），如果有水印痕跡就要及時(shí)提醒運(yùn)行人員加強(qiáng)吹灰