摘要：在电厂锅炉运行中，给水有除氧和加氧两种运行方式，无论哪种运行方式，都避免不了管材表面的氧化，假如这层氧化铁皮在锅炉启停及汽压波动时与原管壁剥离，则很有可能堵塞管道，造成通流不畅甚至断流，最终导致管道超温泄漏。本文就锅炉管道被氧化铁皮堵塞后的运行处理进行了总结和分析，提出了一些很实用的应对方法。
关键词：氧化铁皮；堵塞；运行处理
引言
超临界机组锅炉不锈钢高温受热面材料投入运行后，管内壁在570℃以上高温水蒸汽作用下不可避免地生成氧化皮。正常运行情况下，在管壁内表面形成一层致密的氧化皮对管壁起到一定的保护作用，避免进一步氧化。但是，当氧化皮积累到一定厚度时，由于氧化皮膨胀系数与金属基材膨胀系数的不同，如在机组启、停过程中或运行中调整操作不当，造成高温受热面壁温急剧变化而产生的应力作用将可能导致氧化皮的大量剥落，引起管路通流堵塞而发生超温爆管；也可能随蒸汽进入主汽阀造成卡涩或进入汽轮机造成部件发生颗粒冲蚀。为了在运行中减缓新的氧化皮生成并避免氧化皮的大量非正常剥落，业内已经有一套较成熟的优化运行方式及操作方案，故本文不再累述，本文就氧化铁皮剥落堵塞后的在线处理进行了分析，并提出了一套可行方案。
1氧化皮的剥落
由于氧化铁皮与所附着的金属存在不同的机械特性，当温度、热负荷发生变化，热胀冷缩，氧化皮会与所附着的金属之间产生间隙，从而发生剥落。运行中氧化皮产生应力变化的主要因数：（1）温度骤降造成的应力变化；（2）热负荷突然变化，快速升负荷或者启机过程中的热冲击；（3）系统施加的其他外力；（4）三氧化二铁向四氧化三铁转变过程中产生的应力；（5）弯管由于内外径差别产生附加应力；（6）焊口的附加应力。
2氧化皮剥落的危险点分析
（1）管道表面氧化皮剥落后会堵塞过热器管弯头，引起爆管。（2）主机通流部件主汽阀本体（如阀杆、阀座、阀蝶、阀腔内等）的氧化皮剥落会卡涩主汽门。（3）增加蒸汽和凝结水、给水中的铁含量，影响汽水品质。（4）氧化皮剥落所产生的固体颗粒会造成汽机通流部分（如喷嘴、阀门和叶片）的侵蚀损坏，不仅影响机组经济性，还威胁安全性。
3防止氧化皮剥落的措施
3.1控制受热面超温减缓氧化皮的生成
由于运行温度越高氧化皮的生长速度越快，并且运行温度超过某一临界值，氧化皮的生长呈现加速现象，因此通过控制受热面超温运行可有效减缓氧化皮的生成。通常锅炉厂提供的高温受热面金属报警温度是根据相应压力按照管材强度的计算值如表１，而考虑管材高温氧化的问题较少，因此需要更保守的设置受热面金属报警温度来限制受热面出口的蒸汽温度。
3.2通过燃烧调整控制管壁超温
运行人员加强受热面金属管壁温度的监视。由于测量值为大包内壁温，炉内的实际壁温要在此基础上加３０℃～５０℃，若出现金属管壁温度报警，及时调整锅炉配风并降低主、再热蒸汽温度运行；若温度降至５５０℃后，金属管壁温度还是超限，则应申请调度降低机组负荷，直至金属管壁温度恢复正常，汇报设备管理员进行分析调整。
3.3减少炉膛出口烟温偏差
运行中可增加ＳＯＦＡ反切风门开度、利用两侧ＣＣＯＦＡ风门开度偏置，进一步减小炉膛出口烟温偏差，防止分隔屏出口蒸汽温度偏差过大，必要时尽量降低火焰中心高度，减小高温受热面的“温压”（降低烟气和蒸汽温度差，保证相同蒸汽温度的条件下降低受热面的金属温度）。
3.4重点抓好管壁超温管理
适当降低壁温和蒸汽温度限定值。后屏出口壁温可控制在５３５℃，末级过热器和末级再热器壁温可控制在６００℃。建议末级过热器和末级再热器出口蒸汽温度超过设计值５℃开始进行考核，至于后屏，考虑到设计计算与实际运行存在差异性，蒸汽温度考核限定值可适当放宽，建议超过设计值１０℃开始进行考核。
3.5控制好锅炉启动过程中的温升速率
启动过程中严格按照锅炉启动曲线进行升温升压，蒸汽在整个升温过程中各受热面介质升温速度应满足以下条件：温度在０℃～２００℃时，升温速率小于８℃／ｍｉｎ；温度在２００℃～３００℃时，升温速率小于５℃／ｍｉｎ；温度在３００℃～４００℃时，升温速率小于３℃／ｍｉｎ；温度在４００℃～５００℃时，升温速率小于２．５℃／ｍｉｎ；温度在５００℃以上时，升温速率小于２℃／ｍｉｎ。启动过程中加强受热面金属管壁温度监视，控制金属壁温均匀上升；发现管壁温度异常升高时，稳定燃烧工况运行，停止升温、升压。启动过程中注意减温水的调整，尽量使用一级减温水调整主再热蒸汽温度；８０ＭＷ负荷以下时，尽量少投用二级减温水，减少高温过热器和高温再热器管壁温度的变化率。
3.6严格控制停炉过程中的冷却速度
（１）机组采用正常方式停机时，将机组负荷降至２００ＭＷ后，锅炉稳定负荷，机组通过开启高、低压旁路降负荷至１００ＭＷ以下后，即请示调度同意，手动ＭＦＴ打闸停机；吹扫５ｍｉｎ后，停止送引风机运行，关闭风、烟系统挡板进行保温、保压［１０］。（２）如非工作必须，尽可能避免采用滑参数（温度）方式停机；必须采用滑参数方式停机时，整个停机过程中严格控制主蒸汽和再热蒸汽的降温速率小于１．２℃／ｍｉｎ。（３）待主蒸汽压力降至１．８ＭＰａ时，锅炉迅速开启疏水门进行热炉放水，待分离器压力降至０．２ＭＰａ时开启锅炉排空气门，开启水冷壁入口联箱疏水至无压放水。待锅炉主汽压力降至０ＭＰａ、水冷壁入口联箱疏水至无压放水手动门无水后，关闭排空气门、疏水门。
3.7加强停炉后的检查
成立防磨、防爆检查小组，坚持“逢停必查”的原则，合理制定防磨、防爆检查的范围，并进行针对性检查，及时发现并清除管内氧化皮沉积物。
3.8快速升降负荷，利用压力的扰动进行冲洗
以华润电力600MW直流炉事故现象为例进行说明，屏过有一个测点温度异常，温度高达620℃，比临近测点高出200℃还多，怀疑氧化铁皮堵塞。锅炉初始参数：负荷370MW，主汽温：460℃，再热汽温520℃，ABC三台制粉系统运行。快速升降负荷冲洗的操作过程如下：首先调整燃油压力正常后投入B层油枪（投燃油是一方面是为了燃烧稳定，另一方面是为了在增加锅炉热负荷时优先增加下层燃烧系统的出力，避免上层燃烧系统出力加大导致屏过进一步严重超温），提升一次风压（8.6KPA至9.4KPA）并逐步加给水，将负荷升至420MW。待参数平稳后，将汽机主控解手动，大幅度手动置数调整调节器指令值（70%～85%），利用调门的大幅度开关来冲洗，（此时负荷波动-50MW至+50MW，压力波动-4MPA至+4MPA），冲洗结束后注意及时关小汽机调门开度，补充燃料，避免因锅炉蓄热大量释放导致主汽参数大幅度降低，待参数回到初始值后可进行下一次冲洗。
结语
随着超临界机组运行参数的提高，其运行温度可能已经超过了现有材质氧化皮快速增长的温度水平。因此，高温下运行，高温区域受热面管材氧化不可避免，运行温度越高氧化皮的生长速度越快。严格控制运行过程中过热器和再热器管中的蒸汽温度波动，是预防氧化皮剥落的有效方法。近年来，由于严格执行锅炉受热面氧化皮堵塞爆管防控技术，该电厂再也未发生锅炉受热面因氧化皮堵塞爆管问题。
参考文献：
［1］夏立芳，等．金属热处理工艺学［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，２０１２．
［2］黄兴德，周新雅，游喆，等．超（超）临界锅炉高温受热面蒸汽氧化皮的生长与剥落特性［Ｊ］．动力工程，２００９，２９（６）：６０２－６０８．
［3］姜求志，王金瑞．火力发电厂金属材料手册［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００１．
论文作者:陈浩,梁晶,孙亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：温度论文; 管壁论文; 蒸汽论文; 锅炉论文; 负荷论文; 金属论文; 高温论文; 《电力设备》2018年第24期论文;