亚临界锅炉受热面氧化皮特性和动态变化机理分析

摘 要：分析锅炉管道氧化皮形成和剥落的机理、氧化皮特性及危害，提出防控氧化皮形成和剥落的技术措施，降低氧化皮的危害，提高机组运行的安全、稳定和经济性。结果表明氧化皮的生成和剥落与材料特性、水质、蒸汽品质以及超温等因素有关。温度小于570℃时，生成的氧化膜是由Fe2O3和Fe3O4组成，Fe2O3和Fe3O4都比较致密。温度超过570℃时，氧化膜由Fe3O4、Fe2O3、FeO三层组成，其中FeO在最内层，氧化皮主要是由FeO组成，FeO是不致密的，因此破坏了整个氧化膜的稳定性，氧化过程得以继续下去。当受热面超温运行，氧化皮应变所积蓄的能量大于该氧化皮脱层而产生新的内表面所需的能量时，就会发生氧化皮剥落。剥落的氧化皮在管道内部形成堵塞桥架，当堵塞物前后压差不足以破坏该堵塞桥架时，堵塞管就会发生壁温异常升高，导致换热管短期超温爆管。氧化皮被高速蒸汽带入汽轮机汽缸后，不断撞击汽轮机叶片，会造成高、中压缸的前几级叶片受到很大的损伤。氧化皮治理技术路线为减缓生成、控制剥落、加强检查、及时清理。控制氧化皮形成与剥落的技术措施包括对机组启停方式的控制、减温水投入的控制、启停期间受热面吹扫、机组运行期间主汽温和金属壁温的超温监督、锅炉停炉时做好锅炉停炉保养、炉水含氧量、超温控制、锅炉燃烧调整、设备检修管理等。设备检修管理方面的技术措施包括防磨防爆检查、氧化皮堆积检查、割管清理氧化皮、金属监督检验、技术升级改造等。