防止超临界锅炉
受热面管内壁氧化皮剥离堵管的技术措施
金万里
（平圩发电有限责任公司安徽淮南232089）
【摘要】本文介绍了平圩发电有限责任公司制定的＃3炉受热面管氧化皮剥落堆积的检测技术措施，并对其氧化皮产生、剥落堆积的原因进行透彻地分析，单述了氧化皮剥落堆积的形式和对机组运行造成的危害，提出了可靠的防范措施，成功地消除了＃3锅炉受热面管因氧化皮剥落堆积堵塞爆管的重大隐患，也给同类电厂提供良好的典范。
【关键词】氧化皮剥落堆积的检测技术氧化皮产生剥离机理堆积的形式和危害防范措施
1概况
在我国火力发电厂由于蒸汽通流部件表面氧化层的形成与剥离，曾发生过许多大机组过热器和再热器管的堵塞爆管、主汽门卡塞和汽轮机部件的固体颗粒侵蚀问题。这类问题造成了机组可用率的降低和经济损失。虽然各机组在检修时采用不同方式进行了处理，但就其产生原因和规律以及防治措施，还未有得到效的控制。目前随着机组服役期的延长和越来越多的机组承担调峰运行，以及机组参数向超临界甚至超超临界参数发展，此类问题更为突出。有的机组仅试运行不久就出现该种情况，尤其是奥氏体钢的氧化皮剥落堵塞爆管更为快速明显，对此平电公司非常重视平电二期的2台600MW——超临界机组锅炉受热面管氧化皮剥落的堵塞爆管问题。为此，制定周密的检测和预防技术措施，在＃3炉的检修中，对其受热面管进行全面检查，发现多根不锈钢管内部氧化物堆积堵满管径，彻底消除了＃3锅炉受热面管堵塞爆管的重大隐患，保障了锅炉安全稳定地运行，也给同类电厂提供良好的借鉴。
2＃3炉受热面管内部氧化物堆积检测技术措施
平电公司二期的#3机组系超临界600MW机组，其锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的HG-1970/25.4-YM7型锅炉，为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生（Benson）直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置，主要参数：
（1）、高温过热器钢管规格：Φ44.5×7.5 进口T91、下弯头及出口材质SA-213TP347H
进口温度：538.3℃、出口温度：571℃，进口压力：23.79MPa、出口压力：25.4Mpa，过热器系统压降1.61MPa
（2）、屏式过热器钢管规格：Φ38×6.6 进口T91、下弯头及出口材质SA-213TP347H
进口温度：469 ℃、出口温度：538.3
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（3）、高温再热器钢管：规格：Φ51×4 进口T91、出口材质SA-213TP347H
进口温度：338.9℃出口温度：569℃，进口压力：5.188Mpa、出口压力：4.998Mpa，再热器系统压降0.19MPa
按照正常运行时时的温度计算，＃3锅炉的高温过热器钢管实际温度应为 571℃＋ 50℃＝621℃；屏式过热器钢管实际温度应为 538℃＋ 50℃＝ 588℃；高温再热器钢管实际温度应为569℃＋ 50℃＝ 619℃；因而锅炉设计时应用大量的SA-213TP347H不锈钢材料，经研究蒸汽温度在538 ℃以下，锅炉不锈钢管料一般不产生氧化皮及剥落的问题，而蒸汽温度在566 ℃以上时不锈钢管料就会发生所生成的氧化皮剥落事故，特别是超临界锅炉不可避免产生氧化皮脱落，且温度越高，高温氧化就会加速，氧化高峰期来的越早，在运行中越易造成氧化物大面积快速脱落－－堵塞爆管的事故。根据奥氏体不锈钢使用特性，其氧化物高峰期应在10000～15000小时左右；所以按照理论分析平电公司#3锅炉从投产至2009年1月检修时累积运行时间13725小时，应该说已经到了氧化物生成的高峰期，氧化物的脱落无法避免。为此在本次检修中十分重视锅炉受热面管氧化皮剥落情况的检测，采用了多种方法，成功地检测出锅炉受热面管不锈钢管内部氧化物的堆积，彻底消除锅炉堵塞爆管的重大隐患。
2.1停炉前查阅运行超温记录
#3机组08年一二次汽温超限情况
参数名称：3号机组-再热汽温度B
开始时间结束时间越I限
时间
(秒)
越I限
极值
越II限
时间
(秒)
越II限
极值
越III
限
时间
(秒)
越III
限
极值
越限时
机组负
荷(MW)
2008-2-12 10:49:00 2008-2-12
10:50:00
60 576.69 579.21
2008-2-12 10:50:00 2008-2-12
10:51:00
60 577.22 579.51
2008-2-12 10:51:00 2008-2-12
10:52:00
60 577.10 578.59
2008-2-12 10:52:00 2008-2-12
10:52:34
34 574.70 578.09
2008-4-24 15:12:04 2008-4-24
15:13:50
106 574.12 329.87
2008-4-24 15:13:50 2008-4-24
15:15:50
120 575.79 340.02
2008-4-24 15:15:50 2008-4-24
15:16:44
54 575.12 367.87
2008-1-20 2008-1-20 60 576.90 623.57
144
17:35:26 17:36:26
2008-1-20 17:36:26 2008-1-20
17:37:26
60 576.90 625.87
2008-1-20 17:37:26 2008-1-20
17:37:58
32 575.63 630.90
2008-1-23 17:09:16 2008-1-23
17:10:16
60 575.72 560.09
2008-1-23 17:10:16 2008-1-23
17:11:16
60 575.72 566.01
2008-1-27 12:35:52 2008-1-27
12:36:52
60 577.95 638.68
2008-1-27 12:36:52 2008-1-27
12:37:52
60 578.25 636.79
2008-1-27 12:37:52 2008-1-27
12:38:52
60 578.01 631.28
2008-1-27 12:38:52 2008-1-27
12:39:52
60 576.07 628.16
#3炉08年月度汽温统计
2008年过热蒸汽温度再热蒸汽温度
1月份551.28℃552.09℃
2月份551.66℃552.31℃
3月份557.39℃553.98℃
4月份559.59℃554.38℃
5月份558.59℃553.82℃
6月份557.37℃553.46℃
7月份558.62℃556.74℃
8月份559.03℃558.05℃
9月份558.65℃556.75℃
10月份559.30℃554.89℃
11月份559.34℃552.71℃
12月份557.07℃549.45℃
平均值557.32℃554.05℃
通过查阅#3锅炉壁温记录发现在08年的前5个月末过出口16屏19管壁温始终比相邻管壁温度偏高30℃，而在08年5月16日#3机组跳闸后重新启动后，该点壁温与相邻管壁温偏差突然变小了。可能是个别管子入口段出现氧化皮或异物的堵塞所至。
145
146
停炉后对其超温管壁进行逐个外观检查，发现高温过热器第16屏第2根管壁外观颜色与其他管道外观颜色明显不同，有过热的倾向，决定对其割管抽查，并用内窥镜观察下部弯头堆积物的情况，发现了该管段已产生了氧化皮剥落的堆积现象。
内窥镜显示#3炉高过ＮＯ.16－2弯头的内壁氧化皮脱落情况（内窥镜拍下的照片）
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#3炉高过ＮＯ.16－2直段及弯头的内壁氧化皮脱落情况
2.2 利用射线透视抽检
由于割管抽查的数量太少，概率太小，不能掌握高温受热面管内壁氧化皮脱落堆积情况，且需要切管后重新打坡口焊接并做焊缝射线检，费工、费时、费钱，所以安排采用射线透视对高温过热器、屏式过热器、高温再热器下部弯头各抽检30只，做进一步探索，结果通过90张射线透视底片观察未有发现其内壁氧化皮脱落堆积现象，对此我们进一步分析：一台锅炉内高温、屏式过热器、再热器有近万个弯头，一般每次发生氧化物堵塞的只有几个或数十个弯头，射线透视抽检比割管抽检的概率稍大些，但抽中的几率还是微乎其微，不可靠，不能够全面地说明锅炉受热面管内壁氧化皮脱落情况，况且本次锅炉停炉时保养时间不够，炉管弯头积水让射线透视更加无法分辩，因此，我们利用电磁感应原理，开发出高科技不锈钢弯头氧化物堆积检测的专用仪器，对＃３炉受热面管进行全面检查。
2.3 利用高科技不锈钢管氧化物堆积检测的专用检查仪器，快速、灵敏、准确且费用较低，仅用2天时间就对#3炉高过、屏过不锈钢弯头进行了全部检查，总共检查：4400只。发现不锈钢管内部氧化物堆积信号值在1500以上的有56只(大多堵管) ， 割出三只弯头验证即NO.15-1、 NO.16-1 、NO.26-6弯头，其氧化物重量份别是62克、56克、30克(基本堵满管径，见照片) ，抽5根弯头拍片记录堵管影像，都显示全部堵管（见底片）。其他割管用吸尘器吸取后分别记录，都在30克以上，其中有30只达80克以上，最多120克（把管径塞得严严实实），56只弯头中总计取出2370克氧化堆积物。信号值在1000至1500的有130只， 500至1000的有360只，其他在500以内都作为记录，以备后查。特别是#3炉高过NO
3.15-1弯头聚积一块约30×40mm 铁块 让堵管风险更大，成功地消除锅炉堵塞爆管的重大隐患。
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#3炉高过NO.16-1弯头堆积氧化物重量62克 (堵满管径的影象)
#3炉高过夹持管弯头NO.14-2堆积氧化物堵满管径的影象
夹持管弯头
下弯头
＃3炉受热面管氧化皮剥落堆积量较多部位
3锅炉高温受热面奥氏体不锈钢产生氧化物的原因
据资料显示：如今超临界以上机组奥氏体不锈钢氧化皮剥落是一个世界公认的问题，当机组在最大负荷（也即最高温度）下运行，随着时间增加和蒸汽温度随新机组设计增大时，这一问题在世界范围会更加普遍．
从热力学角度来讲，锅炉管内壁产生蒸汽氧化现象是必然的，因为铁与水反应，生成Fe(OH)2,饱和后，在一定温度范围转化为Fe3O4
Fe + H2O →Fe3O4 + H2
（阴极过程 H+ + e =H H + H = H2
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阳极过程 Fe = Fe +2 + e
Fe +2= Fe +3 + e )
此反应在铁表面进行，在表面形成Fe3O4.氧化膜，并随同有氢析出。氧化膜的生长遵循塔曼法则：d2=Kt (d为氧化皮的厚度，K为与温度有关的塔曼系数，t为时间)，氧化膜的生长与温度和时间有关。氧化膜的生长速度与蒸汽压力有关，蒸汽压力低比压力高生长速度快,不同材质蒸汽侧氧化皮生长速度是不一样的，一般来说金属温度对氧化速度的影响最大，而蒸汽压力的影响相对较小，且温度对于不同钢种蒸汽氧化速度的影响方向和程度也不尽相同。蒸汽侧氧化皮尽管是在运行中产生并不断增厚，但正常运行中并不大量剥落，其剥落原因主要归咎于机组启停或温度大幅波动所产生的温差热应力，因此启、停炉工艺控制非常关键。经验说明，氧化层剥离特别容易在机组停用后再启动时发生。
在长期高温运行过程中，奥氏体不锈钢过热器和再热器管子内壁在高温蒸汽的作用下会不断氧化从而形成连续的氧化皮，这种氧化产皮通常附着在管壁上，在运行中持续增厚但并不剥落。由于氧化皮的膨胀系数与奥氏体不锈钢基体金属相比差别很大，温度变化时二者的热胀冷缩变形很不协调就会在其间产生较大的热应力，当氧化皮厚度很薄时其变形协调能力相对较好，粘附在金属表面的柔弱氧化膜能够随着基体金属的热胀冷缩而协调变形，即使局部产生显微裂纹也不会脱落；但随着金属表面氧化皮厚度的持续增加，硬而脆的氧化皮变形协调能力不断变差，从而导致其间的温差热应力逐渐变大。当热应力值超过脆性氧化皮的抗拉/抗压强度及其与金属基体的结合强度时就会引起氧化皮破裂并从金属表面剥离，因此在机组启停或温度急剧变化时就会引起管内氧化皮大面积剥落，脱落后的氧化皮屑掉入管子底部并逐渐聚集就会造成管子堵塞，进而引起管内蒸汽流量降低并最终导致管子过热乃至于超温爆管。
不锈钢的线膨胀系数：2.1*10-5
氧化物的线膨胀系数：0.9*10-6
同类管子蒸汽氧化速度及氧化皮剥落量的差别主要是归咎于管壁金属实际温度的差异。由于炉膛内烟气温度的偏差致使炉膛温度场分布不均，加之不同管排之间以及同一屏管排不同圈管子之间的不可避免的蒸汽流量偏差等因素的影响，就会使炉膛内热负荷高的区域内部分管子出现超温和过热现象，从而导致这部分管子内壁蒸汽氧化速度异常加快，这不但造成各管之间内壁氧化皮厚度间的明显差异，而且由于不同管子内壁氧化皮达到临界剥落厚度的时间也不尽相同而使其内氧化皮剥落堆积程度也出现较大的差别。
不同钢种蒸汽氧化皮的生长速度和剥落倾向差别很大，铁素体钢的蒸汽氧化速度随着金属温度的升高快速增长，而细晶粒不锈钢的蒸汽氧化速度却出现降低的趋势。粗晶18-8型不锈钢的氧化皮的生长速度和剥落倾向普遍比细晶粒不锈钢大得多，不锈钢中Cr含量越高其抗蒸汽氧化性能就越好，且钢中含Cr量大于22%时不管是粗晶不锈钢还是细晶不锈钢其抗蒸汽氧化的性能都很好。
经综合分析认为奥氏体不锈钢受热面管内壁氧化皮的大量脱落和堆积是在停炉和启动过程中产生的，而非停机前的运行过程中。
结合上述分析并查阅#3机组运行情况，经统计可知#3机组至168以来启停19次，其中机组跳闸14次，在其累计运行13725小时的时间内，有如此多的启停和跳闸次数，应该是#3炉高温受热面氧化皮产生剥落的主要原因。脱落物堆积的管子，管壁温度就会比周围的管子高，形成一种恶性
150
循环。
4氧化物在钢管内剥离堆积堵塞的形式及风险
氧化皮剥离有二个主要条件：一是垢层达到一定厚度，不锈钢0.10mm，铬钼钢0.2 mm～0.5mm，（运行5万小时可以达到）；二是温度变化幅度大、速度快、频度大。
有关手册所列的过热器再热器管材钢的热胀系数一般在16～20×10-6/℃，而Fe3O4和FeO·CrO3则分别为9.1×10-6/℃和5.6×10-6/℃。
由于热胀系数的差异，当垢层达到一定厚度后，在温度发生变化，尤其是发生反复的或剧烈的变化时，氧化皮即很容易从金属本体剥离。铬钼钢管氧化皮，内外层同时剥离，剥离层厚度超过0.2mm；而不锈钢管只薄剥落0.05mm的外层。
氧化皮最容易剥离的位置是在Ｕ形立式管的上端，尤其是出口端。因为出口端蒸汽温度最高，氧化皮最厚；而立式管的上端更容易剥离，是因为这种30米长的Ｕ形管的自重，使其上端承受着很大的拉力，当温度变化大的时侯，在这个部位的拉伸程度的变化，加上热胀系数的差异，使得附在管壁上的氧化皮与金属本体间伸缩变化的差异更大。所以，立式Ｕ形管的上端，尤其是出口端，是氧化皮最容易剥落的位置。
氧化速度取决于金属的化学性质、压力、温度以及机组启停次数；剥落速度则取决于机组启停所产生的温度变化速率和压力变化速率；此外，固体粒子的产生还取决于金属部件的表面积。
国外使用不锈钢部件的经验表明，金属氧化物粒子在停机期间和工况变动时容易剥落。在一台600MW超临界直流锅炉汽轮机组的主蒸汽管里，采用一种等速采样系统对这台机组的启动操作及满负荷期间进行了测试，分析了300多个蒸汽试样。结果表明，汽轮机内固体颗粒的浓度在启动期间比正常的满负荷运行时高2～3个数量级，这与锅炉及管系内金属氧化物的生成和剥落理论是相关的。
一种理论认为，在停机冷却时，管道内的热应力使金属氧化物粒子剥落到蒸汽里，散落在各种锅炉管道中。在机组启动的初始阶段，因蒸汽流速太低而未携带粒子，这时蒸汽中金属氧化物粒子的浓度很低；但当蒸汽流速达到临界值时，金属氧化物粒子则被带入汽流，其浓度随之增高。由于松散的粒子迅速进入汽流，金属氧化物粒子的浓度只在较短的时间内较高。而后，随着粒子（经通流部分或经旁路）到达凝汽器，在其中被分离或清除，金属氧化物粒子的浓度降至一个较低的水平。
剥落的金属氧化物颗粒主要是由磁性氧化铁Fe3O4构成。该物质的密度约为5.08g/cm3，硬度较高（5.5～6.6莫氏硬度）
4.1根据氧化皮堆积的专用仪器对#3炉高温受热面检测，对发现有氧化皮剥落堆积信号的管道及弯头又针对性地射线透视拍片观察，清楚地看到剥落的氧化皮一般堆积在下弯头，且汽流出口侧弯头处堆积量大于进口侧，有焊缝及节流孔处也存在部分氧化皮堆积。
从#3炉高温受热面氧化皮堆积的专用仪器检测中，我们还发现最容易忽视的管屏自夹管弯头氧化皮堆积量较大（见下图），因为自夹管弯头以上的垂直管段较短，只有5米左右；管屏下弯头以上的垂直管段较长有15米多；按常规想象15米多长的垂直管段下弯头氧化皮堆积肯定比5米长的垂直管段下弯头氧化皮堆积量多，但在本次检测中管屏自夹管弯头氧化皮堆积堵塞最多，仅#3炉高温
151
152 过热器自夹管弯头480只中就有10只堵塞，氧化皮堆积重量也最大，都在100克以上，我们分析氧化物的堆积受自重及蒸汽压力、流速的影响，在低流速下，氧化物薄片翻滚直至定向在一个在流体动力学上稳定的位置；一旦达到这些位置，随后产生的高流速并不始终破坏它们。因此在与锅炉启动有关的低蒸汽流量下达到这些稳定位置时，就会发生管子堵塞。据美国蒸汽管道氧化皮薄片堆积运移的研究（FP-686，1978年）发现，氧化物薄片在低速下形成一个拱形的重叠楔。形成堵塞的最终参数是氧化物薄片堆积尺寸与管子半径的比值（约1:3）。氧化物薄片拱耐受随后的流体力的能力随薄片厚度变化；100 μm 薄片可能能够耐受破裂，而20 μm 薄片可能会破裂。
经实际试验：对于Φ44.5*7.5mm 的钢管，14g 氧化物堆积，就堵塞管径1/2， 30g 足以堵塞弯头引起爆管。一般氧化皮堆积堵塞管径小于1/3不会引起爆管风险，但需要记录跟踪检测，堵塞管径达到1/2就会引起管道过热，氧化速度加快，形成一种恶性循环，长时间有爆管风险，需要割管清理，当堵塞管径大于1/2乃至整个管径，就会引起管道短期过热爆管，甚至在锅炉启动时就会爆管，当然需要割管清理，
4.2 根据奥氏体不锈钢使用特性，超临界机组锅炉高温受热面管氧化皮产生脱落无法避免，造成管径堵塞的决定因素：管内的水动力特性，氧化皮的大小和形状＼强度＼韧性，管子内径和外形，管子收缩和不完整过度的存在，蒸汽流速＼流程的几何特性，摩擦系数、脱落氧化皮的数量原因除管子内的蒸汽温度及其产生、脱落氧化皮的数量影响外，还受管子直径；弯头的弯曲半径；管排的几何形状：氧化皮的形状、以及锅炉高温受热面管进出口压力差等影响。
4.2.1 目前超临界、
超超临界锅炉高温受热面管的管径设计一般比亚临界锅炉高温受热面管的管径
小得多，正常超临界、超超临界锅炉高温受热面管的管内径设计只有28左右，故影响脱落的氧化皮通流。
4.2.2 锅炉高温受热面管的弯管工艺不当造成管子的弯头成型不良，内径偏小，影响脱落氧化皮的通流，同时管道的弯曲半径越小也越影响脱落氧化皮的通流。
4.2.3 管道的弯头数量越多，其介质的流动阻力越大，当汽流通过时速度减低氧化皮就会聚集越多；平电公司#3炉管屏的自夹管是一个环形夹持管，本次检测氧化皮堆积数量大，就是这个原因。
4.2.4 锅炉受热面管蒸汽进出口压力差也越影响着脱落的氧化皮通流，当压力差小时，脱落的氧化皮只有小部分随着蒸汽带走，大部分会沉积下来。实际上正常运行的锅炉其受热面管进出口压力差是很小的，所以锅炉受热面管脱落的氧化皮大部分都随蒸汽翻滚而沉积下来，不会被蒸汽带走。
5氧化皮的产生和剥离对机组运行的危害
5.1氧化皮剥离会造成受热面超温爆管。
机组在停机和启动，以及负荷、温度和压力变化较大时，锅炉受热面上达到剥离条件的氧化皮开始逐渐剥离下来，堆积在锅炉过热器蛇形管受热面底部，从 U型弯垂直管段剥离下来的氧化皮垢层，一部分被高速流动的蒸汽带出过热器，另有一些会落到U型弯处，当某一根管子开始有了一些脱落物堆积时，由于流动阻力增加，它的管壁温度就会比周围的管子高.由于底部弯头处氧化皮剥离物的不断堆积，使得管内通流截面减小,造成流动阻力增加,导致管内的蒸汽流通量减少，使管壁金属的温度升高。当堆积物数量较多时，则会造成管壁超温而引起爆管。
5.2流动蒸汽带出的氧化皮对汽轮机部件产生固体颗粒侵蚀，造成汽轮机喷嘴和叶片侵蚀损坏。从过热器和再热器管剥离的氧化皮，部分被具有极高流速的蒸汽携带出过热器和再热器，这些被携带的氧化皮剥离物颗粒具有极大的动能，它们会不断地撞击汽轮机喷嘴和叶片，使汽轮机的喷嘴和高压级叶片受到很大损伤，使通流部分效率下降，机组出力损失，同时也缩短了检修周期，增加了检修费用。
5.3氧化皮的产生容易使主汽门卡涩，造成机组停机，主汽门无法关闭，威胁着机组的安全运行。
5.4氧化皮剥离容易堵塞疏水管，威胁机组安全运行。
进入汽轮机内的氧化皮被蒸汽携带着一起流动。在机组的启动阶段，汽轮机的各种疏水处于开启状态，因而氧化皮会随着蒸汽进入疏水、抽汽系统；降压扩容后，流速下降到无法携带氧化皮的程度时，氧化皮开始沉积在系统死角，并容易堵塞细小管道、疏水阀门、逆止门等，使系统产生内在的潜在隐患。
5.5氧化皮的产生会影响金属换热效果。金属表面形成 0．2～0．5 mm厚度氧化皮的就相当于1500～3500g／m垢量，这会影响机组运行的经济性。
5.6氧化皮剥离会严重污染水汽品质。被高速蒸汽带出过热器和再热器的氧化皮剥离物颗粒，在汽轮机内撞击叶片和冲蚀以后，颗粒本身会破碎、变小、变细，并增加了一些叶片本身被冲蚀的产物，使水汽中铁含量增加，造成锅炉受热面沉积速率增加。
6平电公司控制＃3锅炉受热面管内壁氧化皮剥落堆积的技术措施
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从锅炉运行方式、运行参数、锅炉给水水质和蒸汽品质、启停炉工艺控制、停炉保养和维护措施等方面入手控制＃3锅炉受热面管内壁氧化皮剥落堆积的危害。
6.1严格控制受热面蒸汽和金属温度，严禁锅炉超温运行。
根据本次＃３锅炉受热面管内壁氧化皮剥落堆积的检测结果，对堆积数量较多的３０只管道又增加了壁温测点，对受热面壁温按下列要求进行控制：
水冷壁螺旋管、垂直管出口报警值470℃
屏过出口报警值585℃
屏过接口管报警值580℃
末过出口管报警值605℃
末过接口管报警值600℃
末再出口管报警值620℃
末再接口管报警值615℃
高温过热器出口蒸汽温度不超571℃，屏式过热器出口温度不超过535℃，高温再热器出口蒸汽温度不超过569℃，
运行中发现金属温度超过允许值，通过降低蒸汽温度和运行方式调整，蒸汽吹灰无效要考虑降低机组的负荷运行；任何时候不允许蒸汽参数和受热面金属温度长时间超过允许值运行。每周定期利用SIS对锅炉的蒸汽参数和金属温度进行分析。
6.2加强受热面的热偏差监视和调整，防止受热面局部长期超温运行。
锅炉运行中过热器出口蒸汽温度左右偏差不超过5℃，屏式过热器出口蒸汽温度左右偏差不超过10℃，再热器出口蒸汽温度左右偏差不超过10℃，并且运行中按照温度高点控制蒸汽温度，发现异常及时组织处理。
6.3尽量抑制受热面温度周期性波动和温度变化速率，减缓氧化皮剥落。
尽可能减少启停次数、频度，减缓升温和降温速率。机组若停运时，不允许进行强制冷却，应采用闷炉处理（约72小时），以防止氧化皮脱落。
6.3.1 机组启动阶段控制受热面金属温度平稳升高
锅炉点火阶段采用多油枪、低油压方式（不得低于设计保证值，注意雾化情况），利用油压调整炉膛热负荷，避免炉膛热负荷大幅度波动。制粉系统的启动要缓慢，给煤量要逐步增加，减温水的投入要谨慎，防止汽温大起大落。同时要确认过热器各疏水管畅通，否则需进行检修。
6.3.2 机组正常运行中受热面温度变化率控制
机组运行中正常升、降负荷速率不超过10MW/min，在300～600MW负荷区间内升、降负荷要维持屏式过热器、高温过热器、再热器出口蒸汽温度额定，如由于升降负荷的扰动造成上述温度的波动率超过5℃/min，要适当降低机组的升、降负荷速率或暂停升降负荷，待温度调整稳定后继续进行负荷变动操作。
6.3.3 机组滑参数停机温度变化率控制
机组正常停机要采用滑停方式。滑停过程中屏过、高过和高再出口蒸汽温度的温度变化率不高于1.8℃/min。为预防停炉后受热面管内积水造成停运腐蚀，锅炉带压放水压力为1.0MPa。
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6.3.4 机组事故停机温度变化率控制
机组由于故障紧急停机，炉膛通风10分钟后立即停止送、引风机运行并关闭送风机出口和引风机进、出口挡板进行闷炉，防止受热面快冷。如紧急停炉后需要对锅炉进行冷却，要控制高温过热器、屏式过热器、高温再热器出口蒸汽温度和上述受热面金属温度降温速率不超过3℃/min，主、再热降压速率不大于0.3Mpa/min；通风冷却时根据环境温度控制风机的出力，调整冷段过热器和冷段再热器入口烟气温度的降低速率不高于3℃/min。
6.3.5 机组冷态启动过程中温度变化率控制
机组冷态启动过程中严格按照机组升温控制曲线控制蒸汽温度。在机组冷态启动过程中机组并列前的温升速率控制不高于3℃/min，机组并列后的升速率控制不高于1.8℃/min。
6.3.6 机组热态启动过程中温度变化率控制
机组冷态启动过程中严格按照不同热状态的升温控制曲线控制蒸汽温度。在热态启动过程中，为防止受热面金属温度降低，锅炉的烟风系统要与其它系统同步启动。烟风系统启动后炉膛通风控制总风量为35%，在炉膛通风5分钟结束立即点火，点火后要尽快投入燃料量，控制屏过、高过、高再的温升速率为5～6℃/min，防止受热面金属温度降低。
6.4启动结束尽快将受热面管内残存的氧化皮清除
6.4.1 启动结束，控制锅炉屏过、高过、高再蒸汽温度低于额定值运行一段时间，减轻过热器管内氧化皮未彻底清除前部分管屏的超温
6.4.1.1 机组启动结束降低主蒸汽温度至550℃，屏过出口温度520℃，高再出口温度550℃运行1天，用以吹扫过热器管内残存的氧化皮。降温运行期间严密监视受热面金属温度，当高温过热器、屏式过热器、高温再热器管屏金属温度超过590℃要再降低蒸汽温度运行，使上述受热面金属温度值不超过590℃；
6.4.1.2 机组降温运行1天后逐渐恢复主蒸汽温度571℃，屏过出口温度530℃，高再出口温度569℃运行。恢复蒸汽温度时如高过和屏过金属温度超过590℃，高再金属温度超过600℃要停止升温并按高过和屏过金属温度590℃，高再金属温度600℃控制蒸汽温度。
6.4.2 机组启动结束，维持#3机组一段时间相对较大负荷稳定运行，以尽快清除过热器管内残存的氧化皮
6.4.2.1 机组启动结束的吹扫阶段（1天内），尽量维持#3机组较高负荷运行，以提高管内的蒸汽流速，将管内残存的氧化皮尽快清除；
6.4.2.2 机组启动结束的吹扫阶段（1天内），尽量避免#3机组负荷变动和与炉膛热工况大幅度扰动的有关操作，防止在管内残存的氧化皮未清除的情况下新的氧化皮脱落
6.5机组启动期间应进行受热面吹扫
当汽水分离器压力升至4MPa,逐渐关小高旁阀至5%开度，然后快开启高旁阀；当汽水分离器压力降至2.5MPa,快速将高旁阀关至初始开度。注意监视过热器、再热器受热面管壁温度的变化，发现个别温度偏差较大，继续采用重复快开高旁阀的方法进行吹扫。
过热器、再热器吹扫阶段，每30min化验一次凝泵出口凝结水含铁量，每小时化验一次给、炉水铁含量，密切关注热井及凝水铁的变化情况，并通过排污方式，控制给水Fe＜50 g/l、分离器
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水侧Fe＜50 μg/l。
当凝水外状澄清，铁含量＜1000 μg/l时，过热器、再热器吹扫水质合格。
当凝水水质合格，而过热器、再热器受热面管壁温度偏差仍较大时，应继续进行吹扫。进一步吹扫过热器、再热器受热面管壁温度偏差大仍不能消除时，机组停止启动对锅炉有关受热面管屏进行检查或停止吹扫进行机组启动工作
严格控制汽水品质，保证冲洗效果，当凝水水质合格，并且受热面管壁温度偏差正常时，吹扫工作结束。
过热器、再热器吹扫阶段应密切监视凝泵、电泵入口滤网差压，做好交替清理两台凝泵入口滤网的准备。
夹杂着氧化皮的汽水混合物将对汽机高旁转换阀密封面、主汽门前三路疏水阀阀座产生一定的冲刷，注意检查处理。
6.6加强运行金属温度监督和停炉后的检查。
完善受热面金属温度测点并加强受热面金属温度测点的维护，运行中利用SIS加强受热面金属温度的趋势监测，根据受热面金属温度变化情况指导停炉后受热面内氧化皮的检查分析。
6.6.1 做好受热面内氧化皮定期检测工作。在检修期间，采用氧化皮检测仪对高温过热器、再热器进行氧化皮检测，发现有受热面管氧化皮沉积应及时进行全面清理。
6.6.2 做好主汽门定期维护和检查工作。检修期间彻底清除主汽门上的高温氧化皮，确保主机汽门不被卡涩，保证机组的安全运行。
平电公司通过对＃3炉受热面管氧化皮剥落堆积的检测和分析，更进一步地提高了对高温蒸汽通流部件表面氧化皮问题的认识和重视，落实有效地控制氧化皮剥落堵塞爆管的技术措施，使得＃3炉一次成功启动并安全平稳地运行，为我国超临界机组防治氧化皮剥落堵塞爆管提供了很好的借鉴。
参考文献：
[1] “火电厂蒸汽通流部件高温氧化皮的影响与防治对策”研讨会论文集：中国电机工程学会火力发电分会
作者简介：
金万里全国一级建造师、全国注册监理工程师，长期从事金属材料检测和分析工作，联系电话：135******** 156