超臨界鍋爐末級(jí)過(guò)熱器氧化皮爆管分析及治理

裴全進(jìn)，潘龍興

（淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098）

超臨界鍋爐末級(jí)過(guò)熱器氧化皮爆管分析及治理

裴全進(jìn)，潘龍興

（淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098）

通過(guò)對(duì)某電廠2臺(tái)超臨界鍋爐末級(jí)過(guò)熱器歷次氧化皮爆管進(jìn)行分析研究,總結(jié)了該爐型氧化皮爆管的原因、特征和規(guī)律，提出了防止超臨界鍋爐氧化皮爆管的運(yùn)行防范措施和檢修期間的重點(diǎn)檢查治理對(duì)策，確保機(jī)組能夠長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

超臨界鍋爐；氧化皮；爆管；運(yùn)行控制

0 引言

隨著超(超)臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，特別是溫度參數(shù)的提高，管道蒸汽側(cè)氧化的控制成為一個(gè)新的技術(shù)難題。由于超臨界鍋爐過(guò)熱器出口溫度較高，就目前材料等級(jí)來(lái)看，還不能避免過(guò)熱器管子內(nèi)壁氧化皮的生成。當(dāng)氧化皮生長(zhǎng)到一定厚度或受到熱疲勞應(yīng)力的作用時(shí)，就會(huì)發(fā)生脫落，并可能在管內(nèi)沉積。沉積的氧化皮會(huì)危及爐管運(yùn)行的安全，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致鍋爐過(guò)熱器管的堵塞超溫爆管。國(guó)內(nèi)有較多電廠超臨界鍋爐都遭受過(guò)氧化皮脫落超溫爆管的困擾，因此開(kāi)展超臨界機(jī)組鍋爐爐管蒸汽側(cè)氧化皮的研究和治理，對(duì)于大容量、高參數(shù)發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行是非常必要和緊迫的。

某電廠1期工程2×630 MW超臨界機(jī)組鍋爐系上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，為單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、∏型露天布置、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。鍋爐型號(hào)：SG-1913/25.4-M967，鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。2臺(tái)機(jī)組分別于2007-07-26和2007-10-15正式通過(guò)168 h試運(yùn)行，目前1號(hào)機(jī)組運(yùn)行了3.8萬(wàn)h，2號(hào)機(jī)組運(yùn)行了3.6萬(wàn)h。自投產(chǎn)以來(lái)，鍋爐產(chǎn)生氧化皮堵塞超溫爆管6次，其中1號(hào)爐5次，2號(hào)爐1次。1號(hào)爐發(fā)生氧化皮爆管的時(shí)間較早，在運(yùn)行8 000 h后就發(fā)生了氧化皮爆管；2號(hào)爐在運(yùn)行1.8萬(wàn)h后發(fā)生了氧化皮爆管。

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1 末級(jí)過(guò)熱器及氧化皮爆管簡(jiǎn)介

該廠鍋爐末級(jí)過(guò)熱器管屏共82排，布置于水平煙道中，為逆流布置，每排受熱面有12根管子。每排管屏均由直徑為38.1 mm的多種壁厚規(guī)格的T23，T91，TP347H 3種管材組成，其中T23材料有6.36 mm，7.14 mm，7.96 mm 3種規(guī)格；T91材料有5.59 mm，7.14 mm，7.96 mm，9.03 mm 4種規(guī)格；TP347H材料有7.06 mm，7.96 mm 2種規(guī)格。該廠鍋爐氧化皮爆管匯總?cè)绫?所示。

2 氧化皮的生成及脫落分析

2.1 氧化皮的生成

鋼管內(nèi)表面生成氧化皮是金屬在高溫水汽中發(fā)生氧化的結(jié)果。在570 ℃以下，生成的氧化皮由Fe2O3和Fe3O4組成，F(xiàn)e2O3和Fe3O4結(jié)構(gòu)都比較致密，因而可以保護(hù)鋼材以免其進(jìn)一步氧化。當(dāng)超過(guò)570 ℃時(shí)，氧化皮由Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eO這3層物質(zhì)組成(FeO在最內(nèi)層)，其中以FeO為主。因FeO致密性差，破壞了整個(gè)氧化皮的穩(wěn)定性。

表2 氧化皮堵塞爆管統(tǒng)計(jì)

2.2 影響氧化皮生成的因素

氧化皮生成與溫度、時(shí)間、氧含量、蒸汽壓力和流速、鋼材成分、氧化皮成分等有關(guān)。通常認(rèn)為溫度愈高、時(shí)間愈長(zhǎng)，介質(zhì)中氧的分壓愈高、流速愈快，氧化皮生成速度愈快。在鋼中加入Cr，Al，Si等元素后，生成的氧化膜致密且牢固，可以使鋼材的抗氧化性提高。

國(guó)內(nèi)外的研究表明：金屬表面的氧化膜并非是由水汽中的溶解氧和鐵反應(yīng)形成的，而是由水汽本身的氧原子氧化表面的鐵所形成的。在570 ℃以上，水分子會(huì)分解為氫、氧原子結(jié)構(gòu)，大量的氧原子充分滿足了氧化反應(yīng)的需要。

2.3 氧化皮的脫落

氧化皮的脫落有2個(gè)主要條件：

(1) 氧化層達(dá)到一定厚度，通常不銹鋼為0.1 mm，鉻鉬鋼為0.2～0.5 mm；

(2) 溫度變化幅度大、速度快、頻度高。T23，T91，TP347H 3種鋼材的膨脹系數(shù)與其氧化物的膨脹系數(shù)差別較大，當(dāng)氧化層達(dá)到一定厚度后，在溫度發(fā)生變化尤其是發(fā)生反復(fù)或劇烈變化時(shí)，因膨脹系數(shù)的差異所造成的熱應(yīng)力使氧化皮很容易從金屬本體脫離。

在機(jī)組啟停過(guò)程中，管子的溫度變化幅度最大，管內(nèi)的氧化皮也最容易脫落。加之在啟動(dòng)初期蒸汽流量較小，不能迅速地將脫落氧化皮帶走，等到大流量時(shí)，已經(jīng)在管徑較小的彎頭處形成堵塞，就會(huì)產(chǎn)生管子超溫，所以氧化皮堵塞造成的爆管大多發(fā)生在啟動(dòng)后的短時(shí)間內(nèi)。

3 氧化皮堵塞超溫爆管分析

3.1 氧化皮爆管的爆口形狀特征

(1) 圖1所示為2008-08-17固側(cè)第13排出口段管屏爐前第4根管子的爆口，該處管子材質(zhì)為T(mén)91，規(guī)格為Φ38.1×7.14。管樣爆口呈魚(yú)嘴形，爆口橫向最大張口長(zhǎng)度約為42 mm，軸向最大張口長(zhǎng)度約為77 mm(包括兩端各10 mm裂紋)，爆口邊緣較銳利，減薄較明顯。爆口附近的內(nèi)外壁均有一定厚度的氧化層，外壁氧化層厚度在0.15～0.20 mm，內(nèi)壁氧化層厚度在0.10 mm左右。爆口外壁有呈縱向分布的樹(shù)皮狀微小叢裂，爆口具有短時(shí)超溫爆管特征。

圖1 氧化皮爆管的爆口形狀1

金相分析：管樣上未見(jiàn)異常夾雜物，管樣端部材料組織為索氏體，爆口處組織為碳化物＋鐵素體＋少量索氏體，管樣爆口部位組織已發(fā)生球化。經(jīng)過(guò)顯微硬度試驗(yàn)確認(rèn)，組織發(fā)生明顯球化的爆口部位硬度已出現(xiàn)一定程度的下降。

(2) 圖2所示為2009-07-10前段管屏第62排第12根管子的爆口，該管材質(zhì)為T(mén)91，規(guī)格為Φ38.1×7.96。爆口較為狹長(zhǎng)，軸向張口長(zhǎng)約55 mm，橫向張口寬約5 mm，爆口邊緣較粗鈍，減薄至1.8 mm。爆口處管徑脹粗至43.4 mm，管子內(nèi)外壁氧化層較多且部分脫落，爆口附近分布有樹(shù)皮狀縱向叢裂。

圖2 氧化皮爆管的爆口形狀2

金相分析：爆口邊緣未見(jiàn)超標(biāo)夾雜物，爆口金相組織為碳化物顆粒+蠕變孔洞，組織完全球化。爆口附近內(nèi)壁氧化皮厚0.282 mm，外壁氧化皮厚0.242 mm。經(jīng)過(guò)顯微硬度檢測(cè)確認(rèn)，爆口邊緣硬度明顯降低，爆管符合長(zhǎng)時(shí)超溫的特征。

3.2 氧化皮的形狀和成分分析

脫落的氧化物形狀以薄片狀為主，其大小與幾何形狀不一致，顏色都是一面灰色另一面黑色，灰色面為氧化物與蒸汽接觸的外表面，黑色面為外層氧化物與內(nèi)層氧化物的交界面，如圖3所示。

圖3 脫落的氧化物形狀

為了判斷此脫落氧化皮的來(lái)源，從中隨機(jī)取出3片進(jìn)行半定量分析。通過(guò)分析，確定3片氧化皮來(lái)源于TP347H材質(zhì)管子。

3.3 氧化皮爆管發(fā)生的時(shí)機(jī)

從歷次爆管的時(shí)間點(diǎn)可以看出，氧化皮脫落堵塞造成的超溫爆管有2種情況。第1種是在機(jī)組啟動(dòng)后的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的，通常在幾小時(shí)或十幾小時(shí)之內(nèi)，一般不超過(guò)3天。這是因?yàn)樵跈C(jī)組啟停時(shí)，運(yùn)行控制不當(dāng)，尤其是停爐時(shí)的冷卻速度控制不當(dāng)和啟動(dòng)時(shí)的升溫速度控制不當(dāng)，或者在啟動(dòng)初期使用了大量減溫水，導(dǎo)致氧化皮較短時(shí)間內(nèi)大量脫落并沉積在管子下彎頭處。這些沉積氧化皮未及時(shí)被蒸汽沖走，使管子內(nèi)的介質(zhì)通流受阻，導(dǎo)致堵塞嚴(yán)重的管子超溫爆管。所以，在機(jī)組啟動(dòng)初期，對(duì)運(yùn)行調(diào)整的要求相當(dāng)嚴(yán)格。第2種是在機(jī)組運(yùn)行期間發(fā)生的爆管，這種情況是因?yàn)楣茏觾?nèi)氧化皮并未全部堵塞滿，蒸汽還有一定的通流量，但不能對(duì)管子形成足夠的冷卻，使管子長(zhǎng)期處在超溫運(yùn)行狀態(tài)，到一定時(shí)間后發(fā)生爆管。

分析發(fā)現(xiàn)，該廠2008年1號(hào)爐連續(xù)發(fā)生3次氧化皮爆管，都是在機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)后的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。因?yàn)橹巴t時(shí)未進(jìn)行悶爐，冷卻速度未嚴(yán)格控制，也未全面對(duì)下彎頭進(jìn)行氧化皮堆積檢查，導(dǎo)致連續(xù)3次機(jī)組啟動(dòng)后發(fā)生氧化皮爆管。第3次爆管后，停爐時(shí)進(jìn)行了悶爐處理，而且對(duì)末級(jí)過(guò)熱器下彎頭進(jìn)行了氧化皮堆積檢查，清理了5根彎頭內(nèi)的氧化皮堆積物，機(jī)組啟動(dòng)后才未再發(fā)生爆管。

3.4 氧化皮爆管發(fā)生的部位

按照末級(jí)過(guò)熱器逆流布置結(jié)構(gòu)，高溫段在爐前，而且前4圈上部是不銹鋼管，所以氧化皮脫落一般都發(fā)生在前4圈，即容易堵塞在前4圈下部的彎頭處。實(shí)際上爆管有時(shí)并不發(fā)生在氧化皮的堵塞處，而是在同一圈管子的其他位置上，即該圈管子上的薄弱環(huán)節(jié)處，如出口段蒸汽溫度高的管子、迎煙氣側(cè)溫度高的管子、材質(zhì)等級(jí)低的管段、管子壁厚較薄處等。

該廠發(fā)生的氧化皮爆管多在同一圈進(jìn)口段的T91管子上。這是因?yàn)楣茏映瑴睾螅诟邷叵耇P347H管子有比T91管子更好的抗高溫氧化性能，而且進(jìn)口第1圈也是迎煙氣側(cè)管子溫度相對(duì)較高處。另外，進(jìn)口段的管子壁厚較薄，只有5.59 mm，壁厚富余量小，彎頭又是薄弱部位，更容易首先爆管。所以，發(fā)生氧化皮堵塞超溫爆管后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的爆破管子進(jìn)行檢查會(huì)發(fā)現(xiàn)，往往該處的氧化皮堵塞情況并不是很明顯。

實(shí)際情況中，對(duì)于氧化皮堵塞造成的超溫爆管，其爆口往往不止1處，如1號(hào)爐2008年的前2次氧化皮爆管均有2處爆口，而且距離較遠(yuǎn)。這是因?yàn)楣茏觾?nèi)的氧化皮未及時(shí)進(jìn)行清理，導(dǎo)致了不止1根管子內(nèi)有氧化皮沉積而堵塞超溫。同時(shí)，當(dāng)其中一根管子首先發(fā)生爆管時(shí)，影響了集箱蒸汽的分配，更加劇了其他堵塞管子的超溫幅度，進(jìn)而也發(fā)生爆管。所以在發(fā)生氧化皮堵塞超溫爆管時(shí)，一定要對(duì)整個(gè)末級(jí)過(guò)熱器系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，防止出現(xiàn)多處爆管而未被發(fā)現(xiàn)的情況。

4 防止氧化皮脫落的運(yùn)行控制措施

機(jī)組運(yùn)行的調(diào)節(jié)和鍋爐燃燒的調(diào)整對(duì)氧化皮的生長(zhǎng)和脫落有著最為直接的影響。機(jī)組啟停期間對(duì)調(diào)整的要求也非常嚴(yán)格，必須做好機(jī)組啟停期間的各項(xiàng)技術(shù)措施，尤其是對(duì)升溫和降溫速度的控制，這是控制氧化皮集中脫落的關(guān)鍵因素。

4.1 嚴(yán)格控制金屬壁溫

嚴(yán)格控制受熱面蒸汽溫度和金屬壁溫，嚴(yán)禁超溫運(yùn)行，末過(guò)、末再管壁金屬溫度運(yùn)行中不超過(guò)600 ℃，汽溫控制服從金屬溫度要求。加強(qiáng)對(duì)受熱面金屬管壁溫度的監(jiān)視，出現(xiàn)金屬管壁溫度報(bào)警時(shí)，要及時(shí)分析并進(jìn)行燃燒調(diào)整。加強(qiáng)對(duì)受熱面的熱偏差監(jiān)視和調(diào)整，減小兩側(cè)的煙溫偏差幅度，防止兩側(cè)受熱面局部長(zhǎng)期超溫運(yùn)行。將分隔屏出口汽溫偏差控制在10 ℃以內(nèi)，過(guò)熱器出口蒸汽溫度偏差不應(yīng)超過(guò)5 ℃，再熱器出口蒸汽溫度偏差不應(yīng)超過(guò)10 ℃。運(yùn)行中，汽溫偏差應(yīng)盡可能減至最小，并盡量通過(guò)控制中間點(diǎn)溫度及采用燃燒側(cè)調(diào)整的方法最終控制出口汽溫。

4.2 合理使用減溫水

運(yùn)行中投用減溫水時(shí)，不可猛增猛減，減溫水調(diào)節(jié)汽溫有一定的遲滯性，應(yīng)根據(jù)減溫器后溫度的變化趨勢(shì)來(lái)確定減溫水量，兩側(cè)減溫水量偏差盡可能不要過(guò)大。啟動(dòng)過(guò)程中，減溫水的使用應(yīng)慎重。如需要使用減溫水調(diào)節(jié)汽溫，應(yīng)使用一級(jí)減溫水，調(diào)節(jié)速度應(yīng)緩慢，禁止大開(kāi)大關(guān)減溫水調(diào)整門(mén)。杜絕使用二級(jí)減溫水，防止高溫過(guò)熱器受到較大熱沖擊造成氧化皮脫落。

4.3 嚴(yán)格控制機(jī)組啟停時(shí)的溫度變化速率

(1) 機(jī)組正常停機(jī)應(yīng)盡量采用滑停方式。因?yàn)椴捎没７绞酵t后，管壁金屬溫度已大大降低，可以減緩?fù)C(jī)瞬間產(chǎn)生的巨大熱沖擊?；＿^(guò)程中，高過(guò)和高再出口蒸汽溫度要處于可控狀態(tài)，控制受熱面金屬溫度變化率小于2 ℃/min。

(2) 啟動(dòng)過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)燃燒率的控制，燃燒率增加應(yīng)緩慢，嚴(yán)格控制升溫升壓速率，保證金屬管壁溫升率在允許范圍內(nèi)。蒸汽溫度小于200 ℃時(shí)，升溫速率小于5 ℃/min；蒸汽溫度在200～400 ℃時(shí)，升溫速率小于3 ℃/min；蒸汽溫度在450 ℃以上時(shí)，升溫速率小于2 ℃/min。升壓速率控制小于0.05 MPa/min。

4.4 停爐時(shí)執(zhí)行悶爐規(guī)定

鍋爐熄火前只保持A磨煤機(jī)運(yùn)行，并盡量將燃燒降到最小，禁止2臺(tái)或2臺(tái)以上磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)鍋爐熄火。鍋爐熄火后，調(diào)整風(fēng)量至30 %，對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃5 min后，停止送、吸風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并關(guān)閉風(fēng)煙系統(tǒng)所有進(jìn)出口擋板進(jìn)行悶爐。

當(dāng)分離器壓力降低至1.5 MPa時(shí)，對(duì)鍋爐進(jìn)行熱爐放水。放水前將所有空氣門(mén)打開(kāi)，并確認(rèn)手動(dòng)門(mén)在開(kāi)啟狀態(tài)，同時(shí)將各取樣門(mén)打開(kāi)，維持鍋爐系統(tǒng)空氣門(mén)和疏水門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)進(jìn)行余熱干燥。確認(rèn)爐內(nèi)余水放盡，分離器壓力在0.1～0.3 MPa后，關(guān)閉爐頂各空氣門(mén)、爐側(cè)各疏水門(mén)、各取樣門(mén)，并開(kāi)啟主蒸汽管路上的疏水門(mén)，高低旁開(kāi)至30 %左右，對(duì)爐內(nèi)受熱面進(jìn)行抽濕干燥，抽真空3 h后再關(guān)閉高低旁和主蒸汽管道疏水門(mén)。

當(dāng)鍋爐悶爐達(dá)72 h或末級(jí)過(guò)熱器金屬溫度降至180 ℃時(shí)，緩慢開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)靜葉擋板，控制管壁溫降速率在3 ℃/h左右。全開(kāi)引風(fēng)機(jī)靜葉后管壁溫降速率小于3 ℃/h時(shí)，可開(kāi)啟送風(fēng)側(cè)擋板及送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，進(jìn)行自然通風(fēng)。

4.5 啟動(dòng)初期進(jìn)行氧化皮沖洗

鍋爐點(diǎn)火前，利用變流量對(duì)省煤器、水冷壁受熱面進(jìn)行冷態(tài)清洗，水質(zhì)合格后，允許點(diǎn)火。鍋爐點(diǎn)火時(shí)，給水流量維持在500 t/h左右，不要過(guò)大，并利用輔汽最大限度地加熱除氧器水溫，提高鍋爐給水溫度。啟動(dòng)分離器入口溫度在200～260 ℃時(shí)，對(duì)鍋爐進(jìn)行熱態(tài)清洗，開(kāi)大3 A閥開(kāi)度加大排污量。當(dāng)分離器出口水質(zhì)含鐵量小于100 μg/L時(shí)，熱態(tài)沖洗完畢，可以繼續(xù)升溫升壓。

鍋爐啟動(dòng)初期，打開(kāi)向空排汽門(mén)，同時(shí)合理控制高、低壓旁路閥的開(kāi)度，提高受熱面蒸汽通流量，增加蒸汽流速和蒸汽動(dòng)能，將管子內(nèi)可能存在的氧化皮等異物帶出。當(dāng)啟動(dòng)分離器壓力達(dá)5～6 MPa時(shí)，利用高、低壓旁路對(duì)受熱面進(jìn)行沖洗。

5 氧化皮檢查治理措施

5.1 加強(qiáng)對(duì)典型部位氧化皮的監(jiān)督檢查

通過(guò)對(duì)氧化皮爆管的分析總結(jié)，基本確定了氧化皮脫落和堆積相關(guān)部位的規(guī)律，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)末級(jí)過(guò)熱器的典型部位進(jìn)行氧化皮的檢查。

(1) 對(duì)高溫段氧化皮生長(zhǎng)速度快的管子的檢查，主要是對(duì)末級(jí)過(guò)熱器的出口段和固定端的管排的檢查。通過(guò)2009年和2012年對(duì)1號(hào)爐末級(jí)過(guò)熱器管子內(nèi)壁氧化皮的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)管子出口段的氧化皮厚度明顯高于入口段，固定端的氧化皮厚度高于其他部位。

(2) 對(duì)不銹鋼材質(zhì)氧化皮容易剝落管子的檢查。從2008年氧化皮爆管開(kāi)始至今，對(duì)2臺(tái)爐末級(jí)過(guò)熱器氧化皮進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)督檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氧化皮的脫落堆積基本上都在出口段的前4根TP347H管子上。

(3) 對(duì)減溫水對(duì)應(yīng)處有溫度突變處管子的檢查。減溫水大量使用后，使管子內(nèi)的蒸汽溫度產(chǎn)生了大的波動(dòng)和突變，管子內(nèi)壁上附著的氧化皮容易因熱疲勞應(yīng)力的作用而脫落。2008年1號(hào)爐2次爆管在第17排和第58排就處在減溫水的對(duì)應(yīng)部位。

(4) 對(duì)彎曲半徑小的管子的檢查。由于末級(jí)過(guò)熱器管子的內(nèi)徑較小，一般只有Φ22左右，其管屏中間2圈管子下彎頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，彎曲半徑太小，只有R38.1和R114.3。當(dāng)發(fā)生氧化皮脫落后，脫落的氧化皮不易被蒸汽沖走而逐漸沉積下來(lái)，尤其是機(jī)組啟動(dòng)初期蒸汽流量小的情況下，更容易沉積，從而造成管子堵塞。2009年1號(hào)爐2次爆管均是由最內(nèi)圈第12根管子堵塞造成的。目前管子制造廠已對(duì)這種彎頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，加大了彎頭的彎曲半徑。

5.2 堅(jiān)持“逢停必檢”的原則

氧化皮的生長(zhǎng)有一定的速率，這種生長(zhǎng)速率和材質(zhì)及使用溫度有關(guān)系。目前還不能完全準(zhǔn)確地確定氧化皮的生長(zhǎng)速率和脫落周期。氧化皮生長(zhǎng)到一定厚度就必然會(huì)脫落，國(guó)內(nèi)大量鍋爐氧化皮剝落堵管及爆管割管取樣分析表明，鐵素體類(lèi)鋼管氧化皮剝落臨界厚度在0.30～0.50 mm，奧氏體不銹鋼爐管氧化皮剝落臨界厚度在0.05～0.10 mm。該廠1號(hào)爐在2008年8月只運(yùn)行了8 000 h末級(jí)過(guò)熱器就產(chǎn)生了大量氧化皮脫落情況，2009年5月和7月又出現(xiàn)了氧化皮脫落爆管；之后一直很穩(wěn)定，在每次停爐檢修期間均進(jìn)行氧化皮的檢查，都未發(fā)現(xiàn)有氧化皮出現(xiàn)。但在2012年4月的C級(jí)檢修期間，卻檢查出了有大量氧化皮堆積存在，此時(shí)機(jī)組已運(yùn)行了3.6萬(wàn)h。2號(hào)爐在2010年4月機(jī)組運(yùn)行了1.8萬(wàn)h時(shí)出現(xiàn)了氧化皮爆管，之后長(zhǎng)時(shí)間未發(fā)現(xiàn)有氧化皮堆積。但在2012年1月份的D級(jí)檢修期間，又檢查出有氧化皮堆積，此時(shí)機(jī)組已運(yùn)行了3.2萬(wàn)h，共割管101根進(jìn)行了清理。

從這些實(shí)例也能看出，該廠氧化皮第1次脫落爆管發(fā)生的時(shí)間比其他電廠機(jī)組稍早，而且第1次脫落高峰期結(jié)束至第2次大面積脫落的時(shí)間間隔也較短，與通常情況不太吻合。所以，不能輕易確定氧化皮的脫落已經(jīng)得到控制，這就意味著其隨時(shí)都會(huì)再次發(fā)生脫落。這個(gè)時(shí)間間隔很難預(yù)測(cè)和控制，因此只有每次停爐時(shí)都進(jìn)行檢查和確認(rèn)，才能確保萬(wàn)無(wú)一失。

5.3 及時(shí)進(jìn)行氧化皮清理，防止反復(fù)脫落

對(duì)檢修期間檢查出的氧化皮堆積，必須及時(shí)清理干凈。特別是對(duì)末級(jí)過(guò)熱器氧化皮的割管清理，務(wù)必要徹底和干凈。清理后之所以還會(huì)出現(xiàn)氧化皮反復(fù)脫落的現(xiàn)象，是因?yàn)樵诟罟芮謇砗秃附舆^(guò)程中，經(jīng)常要拉管排，使管子產(chǎn)生扭曲，導(dǎo)致管子內(nèi)的氧化皮再次脫落。所以在清理之后一定要再檢查一遍，確認(rèn)沒(méi)有再次產(chǎn)生氧化皮脫落，才能啟動(dòng)。尤其是在搶修時(shí)，不能因?yàn)闄z修工期緊和費(fèi)用高而忽視檢查，更不能怕麻煩。該廠1，2號(hào)爐2012年檢修期間吸取了以往的教訓(xùn)，分別拍片檢查了5次，清理了4次，共割管225根。

對(duì)照分析該廠2012年檢修期間1號(hào)爐4次割管101根，2號(hào)爐4次割管124根的具體分布情況，發(fā)現(xiàn)末級(jí)過(guò)熱器82排上反復(fù)出現(xiàn)的氧化皮堆積位置并沒(méi)有明顯的規(guī)律，但可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)。

(1) 氧化皮清理了4次，但隨著割管次數(shù)的增加，割管數(shù)量逐漸減少。也就是說(shuō)氧化皮再次脫落堆積的管子越來(lái)越少，檢查出脫落的氧化皮量也逐漸減少。

(2) 2臺(tái)爐的4次割管共225根，沒(méi)有一根是重復(fù)的。這說(shuō)明每次割管清理都比較干凈，檢修過(guò)程中已割管清理出較多氧化皮的管子再次堆積的幾率相對(duì)較小，因此應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)未割管的清理。

(3) 第2次氧化皮堆積的管子基本在上一次清理割管的附近。這就進(jìn)一步證明了這些管子中的氧化皮脫落是在檢修期間管子扭動(dòng)造成的，所以在氧化皮清理結(jié)束后，一定要對(duì)檢修期間拉過(guò)的管排下彎頭進(jìn)行再次檢查。

6 結(jié)束語(yǔ)

超臨界機(jī)組鍋爐末級(jí)過(guò)熱器氧化皮生長(zhǎng)及脫落是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，影響因素很多，與鍋爐燃燒狀態(tài)、運(yùn)行調(diào)整方式、運(yùn)行參數(shù)、機(jī)組的啟停方式、負(fù)荷的變化、減溫水的投用、機(jī)組加氧方式、材料種類(lèi)等都有著密切的聯(lián)系。在現(xiàn)有的材料等級(jí)和技術(shù)條件下，鍋爐末級(jí)過(guò)熱器內(nèi)壁氧化皮的生長(zhǎng)和脫落尚不能完全避免。這就要求電廠必須采取行之有效的措施，減緩氧化皮的生長(zhǎng)速度，避免氧化皮的集中脫落，正確應(yīng)對(duì)氧化皮脫落情況，降低機(jī)組安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)行專(zhuān)業(yè)應(yīng)該按照專(zhuān)業(yè)技術(shù)規(guī)程的要求，嚴(yán)格做好各項(xiàng)控制措施，加強(qiáng)監(jiān)視和預(yù)防，精心調(diào)整和操作；檢修專(zhuān)業(yè)必須做到檢查到位、清理到位、預(yù)防到位、整治到位。只有這樣，才能確保機(jī)組長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 李 英，高 增，侯君明．超臨界鍋爐過(guò)熱器氧化皮形成和剝落機(jī)理分析及預(yù)防措施[J]．熱力發(fā)電，2007(11)．

2 王力園．超臨界鍋爐高溫受熱面氧化皮剝落的原因及防治[J]．電力安全技術(shù)，2011(5)．

2014-12-05。

裴全進(jìn)(1967-)，男，高級(jí)工程師，主要從事火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督工作，email：whpqj@qq.com。

潘龍興(1972-)，男，高級(jí)工程師，主要從事火電廠安全生產(chǎn)管理工作。