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文檔簡介
1、演講人:志鋼,2009年7月12日,直流鍋爐氧化皮控制措施;2、超臨界直流鍋爐受熱面溫度過高會導致金屬結(jié)構(gòu)老化和蠕變爆管,受熱面高溫氧化腐蝕會導致管壁變薄和爆管。研究表明,在一定的材料和壓力下,工作介質(zhì)溫度和操作時間對氧化皮的形成起主導作用。一般來說,操作時間與氧化皮形成速度呈線性關(guān)系,溫度超過一定限度,對氧化皮厚度有明顯影響。因此,控制管壁溫度是減緩氧化皮生成速度的最重要措施之一。一旦大量氧化皮沉積在管道上堵塞管道,相應的受熱面管壁金屬將超溫,最終受熱面管爆破裝置將被迫停止。這將形成一個惡性循環(huán)。(1)氧化皮堵塞管道,導致相應受熱面管壁金屬過熱,最終導致機組被迫停機。(2)長期氧化皮脫落,使
2、管壁變薄,強度變差,直至爆管。(3)為了減緩氧化皮剝落,一些裝置以減少的參數(shù)運行,犧牲了裝置的效率。(4)鍋爐過熱器、再熱器、主蒸汽管道和再熱蒸汽管道上剝落的水垢是堅硬的固體顆粒,嚴重損壞高/中壓噴嘴、動葉片、主蒸汽閥、旁通閥等。導致蒸汽渦輪流動通道的效率降低。如果損壞嚴重,甚至必須更換刀片。(5)縮短維護周期,增加維護成本。(6)上述所有條件導致機組運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性顯著降低。過熱蒸汽管道中氧化膜的形成分為制造和運行兩個階段。過熱蒸汽管道制造過程中氧化膜的形成是在570以上的高溫制造條件下,氧氣與空氣中的金屬結(jié)合形成的。氧化膜從鋼表面向外分為三層,即FeO、Fe3O4和Fe2O3。
3、試驗表明,與金屬基體相連的FeO層具有松散的結(jié)構(gòu)和許多晶格缺陷。當溫度低于570時,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易脫落,或在半脫落層發(fā)生腐蝕。因此,在新鍋爐投入運行之前,必須對鍋爐進行酸洗,以完全去除在制造過程中形成的易脫落的氧化層,然后再次鈍化,以便在機組運行期間形成良好的氧化層。同時,在基礎(chǔ)設施調(diào)試期間,也可考慮對過熱器和再熱器管道進行氧氣吹掃,以沖走易脫落的氧化物顆粒,加速形成牢固的氧化物層,否則,調(diào)試后會出現(xiàn)嚴重的氧化物結(jié)垢問題。氧化皮的形成機理和特征如下:在450以上,水蒸氣和純鐵發(fā)生氧化反應,生成的氧化膜由Fe2O3和Fe3O4組成,兩者都比較致密,可以保護或減緩鋼的進一步氧化。在570以上,水蒸
4、氣和純鐵發(fā)生氧化反應,生成的氧化膜由Fe2O3、Fe3O4和FeO組成。FeO在最內(nèi)層,并且FeO不致密,這損害了整個氧化膜的穩(wěn)定性,并且使得氧化膜容易脫落。因此,運行后在過熱蒸汽管道內(nèi)壁上形成的氧化膜可分為兩種情況:a .如果在鍋爐投入運行前、吹煉過程中或整機調(diào)試初期,通過嚴格的酸洗和吹煉將容易從金屬管道內(nèi)壁上脫落的氧化膜完全清除, 當鍋爐在亞臨界、低參數(shù)條件下運行時(溫度不超過570),管道內(nèi)壁形成致密、不易脫落的氧化膜(由Fe2O3和Fe3O4組成,氧化膜與金屬基體結(jié)合牢固,只有在腐蝕介質(zhì)和應力條件下才會損壞)。 當機組在超臨界條件下運行一天后,溫度超過570時,氧化膜可以保護或減緩鋼的
5、進一步氧化,同時可以保持較長的時間。上述氧化膜c這種易脫落的氧化膜在裝置投入運行后產(chǎn)生惡性循環(huán):脫落氧化再次脫落再氧化,最終形成大量的氧化膜。生產(chǎn)過程中防止氧化皮形成和脫落的措施1。嚴格控制受熱面的蒸汽和金屬溫度,嚴禁鍋爐超溫運行。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應受金屬溫度的影響。如果金屬溫度超過該溫度,蒸汽溫度應適當降低。運行中發(fā)現(xiàn)金屬溫度超過允許值,應通過降低蒸汽溫度、調(diào)整運行方式和無效蒸汽吹灰來降低機組負荷運行。當金屬溫度普遍超溫且調(diào)整無效時,減載處理仍不能恢復到允許值以下,應逐級上報。蒸汽參數(shù)和受熱面金屬溫度不允許在任何時候長時間超過允許值。生產(chǎn)過程中防止氧化皮形
6、成和脫落的措施。2.加強受熱面熱偏差的監(jiān)測和調(diào)整,防止受熱面局部長時間超溫運行。鍋爐運行時,過熱器出口蒸汽溫度左右偏差不超過5,屏式過熱器出口蒸汽溫度左右偏差不超過10,再熱器出口蒸汽溫度左右偏差不超過10,蒸汽溫度根據(jù)運行時的溫度高點進行控制。為防止爐膛熱工況擾動造成受熱面過熱,正常運行時一、二次減溫水應處于可調(diào)中間位置,再熱器事故減溫水應處于備用狀態(tài)。如果在運行過程中發(fā)現(xiàn)蒸汽與受熱面金屬之間的溫度偏差較大,有必要積極查找原因并進行處理。檢查兩側(cè)送風和引風機的輸出是否合適,各層二次風擋板和燃盡風擋板的開口是否一致,通過各氧氣表和尾部煙道的煙溫顯示以及受熱面的金屬溫度分布,分析爐膛熱工況是否均
7、勻。及時組織和處理發(fā)現(xiàn)的異常情況。9。生產(chǎn)過程中防止氧化皮形成和脫落的措施。3.盡量抑制加熱表面的周期性溫度波動和溫度變化率,以減緩氧化皮脫落。a、機組正常運行時受熱面溫度變化率控制b、機組滑參數(shù)停機溫度變化率控制c、機組事故停機溫度變化率控制d、機組冷啟動過程溫度變化率控制e、機組熱啟動過程溫度變化率控制f、機組啟動期間加強疏水回收和排放管理,防止不合格疏水進入主系統(tǒng),防止前系統(tǒng)產(chǎn)生的水垢進入后系統(tǒng)。10、生產(chǎn)過程防止水垢形成和脫落,4、加強操作金屬溫度監(jiān)控和停工后受熱面檢查。完善受熱面金屬測溫點,加強受熱面金屬測溫點的維護。SIS用于加強運行過程中受熱面金屬溫度的趨勢監(jiān)測,根據(jù)受熱面金屬溫度的變化指導停工后受熱面氧化皮的檢查和分析。停機后,有機會對加熱表面管取樣,并檢查金屬溫度高的管篩網(wǎng)切割管。氧化皮
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