摘要：氧化皮一直是影响机组运行效率、安全性和经济性的一个主要因素，基于此，本文结合笔者工作经验对超临界机组的氧化皮形成过程进行分析，并根据机组冷态启动过程中、停运过程中及正常运行时三种工况采取适当的措施来防范氧化皮的生成，以期为相关工作人员提供有益参考。
关键字：超临界，氧化皮，措施
引言
随着经济的快速发展，现代化的生产和生活方式对电能的需求量不断增加，在此形势下，电力企业的发电机组装机容量和规模在不断扩大，使得超临界机组在我国得到了迅速发展。但是在超临界发电机组的运行过程中，氧化皮问题一直是影响电力企业发电效率、经济效益以及安全性的重要问题之一，也是发电企业相关技术人员一直重点研究的问题之一，本文将介绍我厂机组在不同运行工况中所采取的各项措施以供参考。
1 锅炉概述
我厂一期机组为660MW超临界机组。锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉。炉膛上部布置有前屏过热器和后屏过热器，水平烟道依次布置高温再热器和高温过热器，尾部烟道布置有低温再热器和省煤器。过热蒸汽流量为1980 t/h，过热蒸汽压力为25.4 MPa，过热蒸汽温度为571℃，再热蒸汽流量为1642 t/h，再热器进口压力为4.33MPa，再热器出口压为4.14MPa，再热器进口温度为312℃，再热器出口温度为569℃。
2超临界机组的氧化皮形成
在超临界机组中，氧化皮主要形成于过热蒸汽管道中，而且此处的氧化膜的形成主要是制造加工过程以及在运行过程两个阶段形成的。在过热蒸汽管道制作加工过程中，当加工时的温度超过570℃时，空气中以及水蒸汽中的氧就会与过热蒸汽管道的金属结构发生发硬形成氧化膜，此时的氧化膜主要分为三层，且由外向里主要为FeO、Fe3O4、Fe2O3。在这三种氧化物中，FeO的结构较为疏松，而且具有较多的晶格缺陷，当其制造加工完毕，环境温度低于570℃时就会处于不稳定的状态，从而发生脱落或者在半脱落层位置发生腐蚀问题。而Fe3O4、Fe2O3则较为致密，并对钢材起到一定的保护和减缓氧化的作用。为了避免上述问题，在锅炉制作加工完成并准备投入运行之前，需要对锅炉采取酸洗的措施将容易脱落的氧化层进行清除并进行钝化处理，确保氧化层的稳定性。此外，还应在基建调试期间对过热器和再热器的管道进行加氧吹扫处理，不仅可以将容易脱落的氧化层清除，而且可以加速形成较为稳定的氧化层。但是如果上述措施没有做到位，即没有将管道内的氧化层清理干净，也没有形成致密的且不易脱落的氧化膜，这样的锅炉在投入运行之后就发生脱落→氧化→再脱落→再氧化的恶性循环，从而形成大量的氧化皮。
3、机组启动过程中防范措施
3.1锅炉点火前准备工作
开启辅汽至除氧器加热调门，提高了给水温度，这样进入省煤器的给水温度提高，使得进入水冷壁的水温提高，增加了水冷壁的产汽量，从而降低了水冷壁、过热器、再热器金属壁温。当给水水质合格温度达到120℃左右时适当开启启动疏水#3门至除氧器门，直至水冷壁壁温达到80℃左右时准备点火。
3.2锅炉点火
投AB层4支油枪（每支油枪1t/h）及CD层2支油枪(每支油枪1.5t/h)，当水冷壁壁温大于100℃左右时，启动首台磨煤机A磨煤机，并保持最小给煤量14.4t/h，退出CD层2支油枪，防止壁温大幅升高。
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3.3升温、升压、并网加负荷阶段
在刚开始升温、升压阶段，饱和温度在100℃以下时，应控制升温率≯1.1℃/min。当汽温＜450℃时，应控制升温率≯1.5℃/min。合理控制旁路的开度，若旁路开度过小则通过再热器的蒸汽流量不足，再热器升温速度慢，延长了机组启动时间；若旁路开度过大则做功蒸汽流量减少，主蒸汽压力下降，煤量会增加，蒸汽流量增加，水冷壁、过热器、再热器金属壁温将上升，空预器进口温度下降，空预器出口一、二次风温下降，磨煤机出口温度下降，燃烧效率变差，锅炉效率下降。当主蒸汽压力达到0.2MPa时，手动开启高旁至最小开度10%，当压力升到0.5MPa时，将高旁切至最小压力控制模式，在高旁开度逐渐开启至最大开度60%过程中应合理控制A磨煤机给煤量，监视水冷壁、过热器、再热器金属壁温均匀上升，避免各壁温及高旁前压力、开度波动过大。再热器起压后，将低旁自动投入并设定低旁前压力为0.05MPa，低旁逐渐开启直至全开，低旁刚开启时不读快速增加煤量，避免汽温和金属壁温快速上升。
在分离器压力达到8MPa时，蒸汽具有50℃以上过热度，主给水流量稳定情况下，通过控制高低旁路进行冲洗氧化皮的操作，具体操作过程：先通过高旁进行冲洗，撤出低压旁路自动，将低旁逐渐全开；撤出高压旁路自动，控制高旁开度30%左右，以较快的速度将高压旁路从30%开启到80%进行冲洗，每次冲洗1min左右，重复冲洗多次，冲洗期间注意分离器压力、水位变化，防止由于分离器水位过高造成炉MFT。再通过低旁进行冲洗氧化皮操作，具体操作过程：待高旁冲洗完毕后缓慢调节开度至50%左右，两侧低压旁路开度同时控制到30%左右，不得使再热器压力超过工作压力，以较快的速度将两侧低压旁路同时从30%开启到90%进行冲洗，每次冲洗1min左右，重复冲洗多次。在锅炉干湿态转换过程中，应尽量缩短其运行时间，该过程应注意保持燃料控制稳定、汽水分离器水位单向变化，以防止锅炉受热面金属温度的大幅波动。加负荷需启动制粉系统时，应控制进入炉膛的燃料量平稳过度，防止温度、压力突升、突降。加负荷至150MW/300MW时稳定运行半小时左右，全面检查各受热面壁温及温差正常。
4、机组停运过程中防范措施
机组停运时，无特殊情况应避免采取滑参数方式停机，停机前2h应提高给水pH值至9.6～10.0，对锅炉做好停炉前保养的措施；根据缸温情况，控制减负荷及降温速率；停炉期间当蒸汽流量较低时，尽量少用减温水，当锅炉由干态转为湿态后，应立即关闭过热器及再热器减温水调门；确认锅炉MFT动作正常后维持炉膛风量30%~40%对炉膛进行吹扫10min，炉膛吹扫完毕后，应立即停用送、引风机，进行闷炉处理，待后再进行炉膛自然通风；
5、机组正常运行过程中防范措施
锅炉正常运行中，任何工况下金属壁温不得超过报警温度长期运行，运行中发现金属壁温偏离正常范围、接近或超过报警值，应立即采取调整措施；合理控制减温水，一级减温水用以控制屏式过热器的壁温防止超限和二级减温器前后温差，并辅助调节主蒸汽温度的稳定，二级减温水是对蒸汽温度的最后调整，应保持有一定的调节余地，减温水量不可猛增、猛减，在调节过程中，避免出现局部水塞现象，并避免出现较大的左右侧温度偏差；低负荷运行时，减温水的调节尤须谨慎，为防止引起水塞，应确保减温后蒸汽具有过热度20℃以上；运行人员通过观火孔观察各受热面结焦情况及所燃用煤种，对炉膛各受热面进行吹灰，防止炉膛和燃烧器喷口处结焦产生受热面热偏差。
6、结语
在超临界机组的运行中，氧化皮一直是影响其运行效率、安全性和经济性的主要因素，本文旨在通过分析氧化生成机理，进一步采取相应的氧化皮防治措施，避免由于氧化皮问题而引起超温以及爆管等安全隐患，确保机组运行的安全与稳定运行。
参考文献：
[1] 王亦敏, 付光辉. 超临界机组氧化皮生成、膜剥落及预防措施[J]. 工程技术:引文版, 2016(8):00180-00180.
[2] 朱朝阳, 刘绍强. 超临界机组过/再热器氧化皮生长试验研究[J]. 热力发电, 2016, 45(7):120-124.
论文作者:吕贤国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
标签：机组论文; 蒸汽论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 旁路论文; 温度论文; 超临界论文; 《电力设备》2018年第14期论文;