超超临界锅炉高温管道内壁氧化皮的研究进展

超超临界锅炉高温氧化皮的问题探讨摘要：随着机组容量的增加，锅炉的运行参数也相应提高，在锅炉的过热器和再热器管道内逐渐生成氧化皮，氧化皮的脱落容易造成过热器、再热器爆管，汽轮机调门卡涩等情况，因此研究高温氧化皮的生成和剥落问题对机组的安全运行显得尤为重要。

关键词：氧化皮；剥落；温度；引言：在目前具有较高参数的超超临界机组的运行过程中，在锅炉受热面很容易产生腐蚀物或氧化铁，腐蚀物和氧化铁在受热面内不断的积累，如果发生脱落情况，就容易造成锅炉过热器、再热器内部堵塞，受热面爆管，若进入到汽轮机侧，容易造成汽轮机调门卡涩或叶片损坏。

影响氧化皮生成的因素主要有6个:温度的高低、时间的长短、管材的含铬量的高低、材料的组织均匀性、晶粒粗细、水质控制、冷作硬化处理状况。

1、氧化皮的生成机理研究发现，高温下的水蒸气会产生游离氧，而铁在高温下会被氧化，行成致密的氧化膜，形成氧化膜后氧化过程就会减弱，金属得到了良好的保护。

如果氧化过程不牢固，那么生成的氧化膜不断剥落，氧化过程会不断的继续下去。

当蒸汽温度在570℃以下时，生成的氧化膜主要是三氧化二铁和四氧化三铁，上述氧化物相对比较致密，可以保护受热面进一步的氧化。

当蒸汽温度超过570℃以上时，氧化膜由一氧化铁、三氧化二铁和四氧化三铁组成，其中氧化皮的主要由一氧化铁组成，氧化皮是不致密的，因此破坏了整个氧化过程的稳定性，会使得钢材的氧化过程持续进行。

2、氧化皮的剥落及影响氧化皮的剥落有两个条件：一是氧化皮在不断形成过程中厚度也会不断的增加，当厚度超过某一厚度时就会发生剥落现象，不同材质的金属氧化物的剥落厚度也不一样；二是金属材料与氧化物层之间的应力值到达一定临界时，会出现氧化皮的剥落现象。

2.1 影响氧化皮剥落的因素：1）线膨胀系数。

金属与金属氧化物的膨胀系数不同，在温度变化时，它们之间就会发生膨胀不均，产生裂纹。

2）氧化皮越厚，其脱落所需的应力就越小。

管壁与氧化物的温度差越大，应力越大。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是一种新一代的高效节能锅炉，其高温受热面处于极端的工作条件下，容易发生氧化皮脱落问题。

本文将探讨超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因，并提出相应的治理措施。

1. 高温氧化作用：高温下，锅炉受热面的金属材料容易与氧气反应，形成氧化物。

这些氧化物会沉积在受热面上形成氧化皮，进而脱落。

2. 烟气侵蚀：锅炉燃料燃烧产生的烟气中含有大量的气体和颗粒物，其中包括酸性物质，如二氧化硫和二氧化氮等。

这些酸性物质会侵蚀受热面，导致氧化皮脱落。

3. 热应力作用：超超临界锅炉高温受热面由于长期承受高温烟气的冲击，会引起受热面的热胀冷缩。

这种热应力会使氧化皮与基材之间的结合变弱，从而加速氧化皮的脱落。

1. 材料选用：使用耐热、抗氧化性能好的材料作为受热面，以提高锅炉的耐温性和抗氧化性能。

常用的材料有铬钼钢和镍基高温合金等。

2. 涂层处理：在受热面表面涂覆一层抗氧化的涂层，以提高受热面的抗氧化性能和耐蚀性。

常用的涂层材料有铁铝高温涂层和陶瓷涂层等。

3. 清洗除锈：定期对受热面进行清洗除锈工作，以去除氧化皮和其他污垢，减少氧化皮的形成和脱落。

4. 热应力控制：通过优化锅炉的运行参数和调整受热面的结构设计，减少受热面的热应力，延缓氧化皮的脱落。

5. 烟气净化：增加烟气净化的设备，如脱硫装置和脱硝装置等，减少烟气中的酸性物质含量，减少受热面的侵蚀和氧化皮的脱落。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个复杂的问题，需要综合考虑材料性能、涂层处理、清洗除锈、热应力控制和烟气净化等因素。

通过采取综合治理措施，可以有效延缓氧化皮的形成和脱落，提高锅炉的运行效率和安全性。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是一种高效节能的锅炉，其工作条件要求受热面的材料具有更高的耐热性和抗氧化能力。

由于在高温高压的工作环境下，受热面往往会出现氧化皮脱落的问题，这不仅会导致设备的损坏，还会影响锅炉的工作效率。

对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落及其治理的研究和探讨具有重要的实际意义。

超超临界锅炉的高温受热面通常采用高温合金材料，例如镍基合金、铬合金等，这些材料具有优良的耐热性和抗氧化能力，可以在高温高压的环境下长时间稳定工作。

在长期的高温高压作用下，受热面仍然会遭受氧化皮脱落的影响，主要表现为氧化皮的脱落、金属基体的暴露和表面颗粒的析出。

这会导致受热面的损伤和氧化层的异常增厚，进而影响锅炉的热传导和热传热性能，降低了设备的可靠性和经济性。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的主要原因包括高温氧化、金属材料的蒸汽腐蚀和循环流体的冲击等。

在高温高压的工作环境下，受热面会受到氧化、腐蚀和热应力的多重影响，导致氧化皮的脱落和受热面的损伤。

循环流体在受热面上产生的冲击、振动和侵蚀也会削弱受热面的耐热性和抗氧化能力，加剧氧化皮脱落的问题。

针对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题，可以采取多种治理措施。

应选择合适的高温耐热合金材料，并对其进行优化设计和处理，提高其耐热性和抗氧化能力，减少氧化皮的生成和脱落。

可以采用表面涂层技术，对受热面进行覆盖保护层，防止氧化皮的生成和脱落，延长受热面的使用寿命。

还可以通过改进循环流体的流动和控制循环流体的温度、压力和化学成分，减少对受热面的冲击和侵蚀，改善受热面的工作环境，降低氧化皮脱落的风险。

需要指出的是，超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的治理需要综合考虑材料、工艺、设备和运行等多个因素，需要工程技术人员和科研人员共同努力，开展深入的研究和实践。

只有不断改进和创新，才能有效地防止和减轻氧化皮脱落的问题，保证锅炉设备的安全稳定运行。

在超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的治理工作中，还需要重视设备的检测和监控。

某电厂超超临界锅炉氧化皮生成机理分析及应对策略研究摘要：现在，随着电站锅炉向着超超临界的高参数，高效率发展，蒸汽氧化和固体颗粒侵蚀（SPE）问题变得越来越突出。

锅炉管道中氧化皮脱落沉积甚至堵塞，会造成受热面超温甚至爆管，汽轮机叶片严重侵蚀断裂，对氧化皮高温系统阀门会造成卡塞，危及安全等问题。

本文介绍了广东某电厂超超临界锅炉概况，分析了超超临界机组锅炉氧化皮的形成和剥落机理，并在此基础上探讨应对预防策略。

关键词：超超临界锅炉，氧化皮，剥落，壁厚1、设备简况广东某电厂锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，锅炉采用一次再热、单炉膛单切圆燃烧、露天布置、全钢构架、全悬吊结构塔式布置。

由上海锅炉厂有限公司引进Alstom-Power公司Boiler Gmbh的技术生产。

炉膛由膜式水冷壁组成，水冷壁采用螺旋管加垂直管的布置方式。

炉膛下部采用螺旋水冷壁，上方为垂直水冷壁，螺旋水冷壁与垂直水冷壁采用中间联箱连接过渡。

炉膛上部依次分别布置有一级过热器、三级过热器、二级再热器、二级过热器、一级再热器、省煤器。

项目单位MCR工况THA工况过热蒸汽流量T/h 3091 2712过热蒸汽出口压力Mpa 27.46 27.16过热蒸汽出口温度℃605 605再热蒸汽流量T/h 2581 2282再热蒸汽进口压Mpa 6.03 5.33再热蒸汽出口压力Mpa 5.83 5.15再热蒸汽进口温度℃375 352再热蒸汽出口温度℃603 603省煤器进口温度℃298 289省煤器进口压力Mpa 31.46 30.26省煤器出口水温℃334 326表1 广东某电厂锅炉主参数一览2 氧化皮的生成与剥落2.1 氧化皮生成的机理铁素体和奥氏体管材在锅炉高温段炉管广泛使用，这些管材在高温下运行与蒸汽作用会在炉管内壁生成一层氧化皮，阻碍了铁和水或蒸汽间的进一步反应，可以防止管内介质中的某些成分对金属的腐蚀。

但是，在一定条件下，这些氧化皮会与母材脱离，钢表面氧化皮的生成是金属在高温水汽中发生氧化的结果。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理1. 材料及制造工艺问题超超临界锅炉受热面的材料一般选用高温合金钢或镍基合金，这些材料在高温、高压环境下容易发生氧化皮脱落。

而在制造工艺上，受热面的表面处理、焊接工艺等也会影响氧化皮的稳定性。

2. 燃烧技术问题超超临界锅炉在燃烧过程中，燃料的燃烧产生的高温气体会对受热面造成严重的热冲击和腐蚀，导致氧化皮的脱落。

3. 水质问题锅炉水的水质问题往往也是导致氧化皮脱落的重要原因。

水中的含氧量、pH值等参数的变化都会对受热面的氧化皮稳定性产生影响。

1. 材料和制造工艺的改进针对受热面材料及制造工艺的问题，可以通过改进材料的性能和表面处理工艺，提高受热面的耐热性和稳定性，从而减少氧化皮的脱落。

3. 水质控制对于水质问题，可以通过加强水处理和水质监测，保持锅炉水的稳定性，减少水质对受热面的影响，从而减少氧化皮的脱落。

4. 氧化皮脱落后的修复方法一旦氧化皮脱落，为了确保受热面的长期稳定运行，需要及时进行修复。

修复的方法包括表面喷涂、激光熔覆、热喷涂等，以确保受热面的稳定性和耐久性。

5. 定期检测和维护针对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题，更重要的是加强定期检测和维护。

通过超声波测试、金相检测、磁粉检测等手段，及时发现受热面的问题并进行修复，可以有效延长受热面的使用寿命，保障锅炉的安全稳定运行。

三、结语超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题是一个涉及材料、工艺、技术和水质等多方面因素的复杂问题。

只有通过综合治理，才能有效解决这一问题，确保超超临界锅炉的安全运行和稳定性。

希望在未来的研究中，能够通过不断的技术创新和改进，为超超临界锅炉的高温受热面氧化皮脱落问题找到更好的解决方法，为我国能源工业的发展贡献力量。

关于超/超超临界机组氧化皮问题超/超超临界机组的氧化皮可分为两类：（1）锅炉过热蒸汽系统的氧化皮；（2）锅炉水系统的腐蚀物。

1过热蒸汽管道(包括再热蒸汽系统)的氧化皮1.1氧化皮的形成机理及特点过热蒸汽管道内氧化膜的形成分为制造加工和运行后两个阶段。

过热蒸汽管道制造加工过程中氧化膜的形成是在570℃以上的高温制造条件下，由空气中的氧和金属结合形成的。

该氧化膜分三层，由钢表面起向外依次为FeO﹑Fe3O4﹑Fe2O3。

试验表明：与金属基体相连的FeO层结构疏松，晶格缺陷多，当温度低于570℃时结构不稳定，容易脱落，或在半脱落层部位发生腐蚀。

因此，在新锅炉投产前，一定要对锅炉进行酸洗，全部去除制造加工时形成的易脱落氧化层，然后重新钝化，以利在机组运行时形成良好的氧化层。

同时，在基建调试期间也可以考虑对过热器和再热器管道进行加氧吹扫，将易脱落的氧化层颗粒冲掉的同时加速形成坚固的氧化层，否则，在投运后会产生严重的氧化皮问题。

在450℃～570℃，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成的氧化膜由Fe2O3和Fe3O4组成，Fe2O3和Fe3O4都比较致密，可以保护或减缓钢材的进一步氧化。

在570℃以上，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成的氧化膜由Fe2O3、Fe3O4、FeO 三层组成，FeO在最内层，FeO是不致密的，破坏了整个氧化膜的稳定性，氧化膜易于脱落。

因此，过热蒸汽管道内壁在运行后所形成的氧化膜可分为两种情况：(1)如果在锅炉投运之前，通过严格的酸洗和吹管两个环节，将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净，吹扫过程中或整机调试的初期，当锅炉运行在亚临界低参数工况下（此时温度不会超过570℃），使管道内壁形成致密的、不易脱落的氧化膜（由Fe2O3和Fe3O4组成，这种氧化膜和金属的基体结合很牢固，只有在有腐蚀介质和应力条件下才会被破坏）。

当日后机组运行于超临界工矿下，温度超过570℃时，这种氧化膜可以保护或减缓钢材的进一步氧化，同时自身也可以相对长期地保留。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是目前国内外最先进、效率最高的一类锅炉，其高温受热面是其重要组成部分，但在运行中存在着氧化皮脱落的问题。

本文将围绕超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理展开探讨。

1.1 高温、高压条件下金属氧化皮的生成超超临界锅炉所采用的高温、高压条件将使得管壁表面产生一层难以消除的氧化皮，这层氧化皮不仅影响了传热效果，还降低了管道的使用寿命。

1.2 循环腐蚀在超超临界锅炉内部，受到循环腐蚀的影响，导致高温受热面的金属腐蚀加速，连接处的氧化皮更容易脱落。

1.3 操作不当在锅炉操作中，如水质不达标、操作参数设置不恰当等问题，也会导致高温受热面氧化皮脱落的现象。

2.1 降低传热效率高温受热面氧化皮的脱落，将直接导致传热效果的减弱，降低了锅炉的工作效率。

2.2 引发事故高温受热面氧化皮脱落会加剧锅炉的损坏，甚至引发爆炸事故，对设备和人员造成危害。

2.3 增加维护成本高温受热面氧化皮脱落不仅影响了设备的寿命，同时还增加了维护成本，对锅炉的正常运行造成了不利影响。

3.1 提高水质提高水质是预防高温受热面氧化皮脱落的有效途径。

采用优质纯水，配套水处理剂等方式，可以有效降低循环腐蚀的程度，减少氧化皮的生成。

定期检查和维护超超临界锅炉的高温受热面，及时发现和处理氧化皮脱落的问题，保证设备的正常运行。

3.3 选用高质量耐高温材料在超超临界锅炉的设计和制造过程中，应该选择优质的耐高温材料，提高高温受热面的抗氧化能力，延长设备的使用寿命。

3.4 控制操作参数在锅炉操作过程中，要合理控制操作参数，确保操作的稳定性和安全性，避免因为操作不当而引起高温受热面氧化皮脱落的问题。

3.5 加强监测与管理加强对超超临界锅炉的监测与管理，在运行过程中及时发现问题，采取有效措施进行处理，确保设备的正常运行。

四、结语超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的问题是目前工业生产中比较普遍的问题，对设备运行和安全造成了不小的影响。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理随着我国工业化进程的加快，能源需求日益增长。

火力发电作为我国主要的电力供应方式之一，锅炉是火力发电中不可或缺的重要设备。

在现代火力发电站中，超超临界锅炉已经成为主流。

超超临界锅炉具有高效、节能、环保等优点，是我国火力发电行业的发展方向。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的问题日益严重，给锅炉运行和安全带来了极大的挑战。

研究超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因和治理方法显得尤为重要。

1. 温度变化引起应力集中超超临界锅炉工作在极端高温高压的环境下，受热面的材料在高温和冷却循环中会产生应力的变化。

长期以来，温度变化引起的热膨胀和冷缩导致受热面材料内部产生应力集中，使得材料出现裂纹和氧化皮脱落。

2. 沉淀物引起热阻增大在高温高压下，受热面上易产生氧化物、碳酸盐等沉淀物，这些沉淀物会附着在受热面上，形成一层薄膜，导致受热面的热阻增大。

热阻增大会使得受热面温度不均匀，加速受热面氧化皮脱落。

3. 燃料边界不稳定超超临界锅炉的烟气温度和燃料边界往往不稳定，燃料的不完全燃烧会导致烟气中出现过量的氧气和氧化物，产生硫酸铵和硫酸盐等腐蚀性物质，加速受热面的氧化皮脱落。

以上原因导致超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的严重性增加，需要在日常运行中采取有效的治理措施。

1. 优化受热面材料超超临界锅炉受热面的材料应具有较高的耐热强度和抗氧化性能，能够承受高温高压环境的考验，延长受热面的使用寿命。

目前，国内外已经涌现出一批高性能的受热面材料，如铬合金钢、钨合金钢等，这些材料能够有效抵抗高温氧化和腐蚀。

2. 加强防护措施在超超临界锅炉受热面上表面喷涂耐磨、耐高温的涂层，提高受热面的抗氧化性能。

定期对受热面进行清洗，清除受热面上的沉积物，保持受热面的清洁和平整。

3. 控制燃料燃烧通过优化燃料的燃烧过程，控制燃料中硫分、氯分等有害物质的含量，减少对受热面的腐蚀和氧化皮脱落。

4. 定期维护和检修定期对超超临界锅炉受热面进行维护和检修，发现受热面的裂纹、氧化皮脱落等问题及时处理，避免出现更大的安全隐患。

超临界直流锅炉氧化皮产生机理分析与防治措施研究摘要：本文以超临界直流锅炉为例，重点分析了直流锅炉氧化皮的产生机理，并以此为基础，结合自身专业实践与所学理论知识，提出有针对性的防治措施，为有效防控直流锅炉氧化皮的产生提供基本指引与借鉴。

关键词：超临界直流锅炉；氧化皮；产生机理；防治措施锅炉内工质压力处在临界点之上时的锅炉即超临界直流锅炉。

一般情况下锅炉内工质都为水，22.115MPa、374.15°C是水的临界压力和临界温度，处在这个状态下的水和蒸汽其转化为汽化的潜热为零，锅炉内工质压力在22.115MPa之下即亚临界锅炉，锅炉内工质压力在26MPa上即超临界直流锅炉。

超临界直流锅炉内的高温受热面发生氧化作用而形成氧化层、氧化层脱落是十分普遍的现象，然而如果在超临界直流锅炉的使用过程中没有给予其足够的重视度，采取相应的有效处理措施，会导致超临界直流锅炉在长期的使用中，氧化层脱落越来越多，发生堵塞炉管，甚至爆管的现象，不仅会对超临界直流锅炉正常运行带来影响，还有可能造成人员伤亡等严重的问题，因此围绕超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防策略为中心展开细致的分析探讨是有着重要意义的，以下是具体内容。

1超临界直流锅炉氧化皮产生的机理超临界直流锅炉的运行过程中容易发生钢表面的氧化，当锅炉运行环境中的湿度较高，钢表面氧化达到一定程度就会形成氧化皮，当温度不断变化时，就容易使氧化皮发生脱落。

在实际的运行过程中，遇到不同的影响因素，氧化膜的形成机制也不尽相同。

通常情况下，在氧化的初期速度较快，当钢表面完全形成一层氧化膜之后，氧化的速度就会逐渐减慢，这时氧化膜遇到环境或者压力的频繁变化就会发生更加快速的氧化现象，进而导致表面钢材结构脱离锅炉炉体，形成氧化皮脱落，这种氧化皮的生成是超临界直流锅炉最常见的氧化皮生成现象，也称之为高温氧化皮。

1.1厚氧化皮的生成机理厚氧化皮指的是厚度超过200mm的氧化皮。

当锅炉的金属外壳在高温环境下发生氧化反应时，会由于表面金属材料的密集分布而形成一层较厚的氧化皮。