超(超)临界机组氧化皮生成、剥落机理与防治措施.

超超临界机组氧化皮脱落及应对策略摘要：超超临界工况下，工质水动力特性变化，导致受热面传热特性发生改变，致使高温受热面管道发生氧化腐蚀，从而生成氧化皮进而剥离、堵塞管道的问题最终引起管道超温爆管，已严重成为电力生产安全的重大隐患，给电力生产及其稳定性带来重大影响，成为困扰发电行业的一大难题。

因此，在日常生产运行中掌握防止氧化皮生成的措施成为一种必须掌握的技能。

关键词：氧化皮；剥落；重大隐患引言20世纪90年代，随着材料技术的突破，以蒸汽温度600℃为标志的超超临界火电技术已被广泛接受，目前，更高温度等级的材料已在研发和试验。

伴随着超超临界发电技术的发展，特别是温度参数的提高，新的技术问题又摆到了面前。

其中一个会对机组安全和经济运行产生严重威胁的突出问题—锅炉管道的蒸汽侧氧化及由此引起的汽轮机叶片固体颗粒侵蚀(SPE)需引起特别注意。

SPE是超超临界机组面临的主要问题，压力和温度越高，这问题越严重。

1过、再热器管内壁水蒸汽氧化膜剥落及危害最近10年，特别是近几年新投产的国内和进口的超临界机组都曾发生氧化膜剥落堵管或引起超温爆管泄漏事故。

从运行时间来看，在运行约一年后，检修发现高温过热器、屏式过热器及高温再热器管子内壁表面氧化严重且氧化皮脱落明显。

图1为日照电厂再热器氧化皮脱落形貌，图2为伊敏#1炉运行30703小时后不锈钢管屏U型弯下部堆积的大量氧化膜，同月#2炉过热器发生爆管，其原因也是由于下弯头部位氧化膜剥落堆积所致。

图1 日照电厂再热器剥落的氧化膜图2 伊敏电厂过热器管剥落的氧化膜超临界机组过、再热器内壁氧化膜剥落在管排下部弯曲部位堆积堵管，甚至引起超温爆管。

目前国内因氧化膜剥落爆管最短的是湘潭电厂#4机组，运行3136小时（启停5次），过热器U型弯下部氧化膜堆积多的达100克，且在检修后再并网运行仅5天又因同样原因再次发生爆管，并吹坏再热器管排多处，氧化皮形貌如图3所示。

图3 高温过热器下部U型弯内积存有氧化皮形貌剥离的氧化皮不仅会导致爆管同时引发的对汽轮机入口通流部分的固体颗粒侵蚀，损害汽轮机叶片，也是当前大机组必须高度重视的问题。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落是指在锅炉运行的过程中，锅炉管道、设备壁面等部位的氧化皮发生剥落。

这种情况不仅会影响锅炉的正常运行，还可能导致设备的损坏。

分析和防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题是非常重要的。

需要对超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题进行分析。

在锅炉运行过程中，高温和高压条件下，水中的氧化性物质和金属表面会发生反应，产生氧化皮。

而超临界机组电站锅炉运行温度和压力更高，氧化皮脱落的风险也更大。

氧化皮脱落可能出现在锅炉的各个部位，如锅炉管道、过热器、再热器等。

氧化皮脱落不仅阻塞了水循环系统，还会影响设备的散热效果，增加了设备的热负荷，导致设备的过热和腐蚀，甚至发生温度过高的事故。

针对超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题，我们可以采取以下措施进行防治：1. 加强水处理：通过对进水和循环水进行净化和处理，去除水中的杂质和氧化性物质，减少氧化皮的产生。

2. 优化化学控制：合理控制水化学条件，减少水中的溶解氧含量，调整水的pH值，控制水中的硅酸盐、氯离子等含量，降低锅炉水和金属表面之间的化学反应，减少氧化皮的形成。

3. 清洗和除锈：定期对设备进行清洗和除锈，去除已形成的氧化皮，恢复金属表面的平整度和光洁度。

4. 薄膜保护：在金属表面形成薄膜，减少与水中氧化性物质的接触，从而防止氧化皮的产生。

可以使用缓蚀剂、缓蚀剂、阻垢剂等加入水循环系统中，形成保护膜。

5. 定期维护和检查：定期对设备进行维护和检查，发现问题及时修复，防止问题扩大。

在实际操作中，除了以上几点防治措施，还可以根据具体情况制定更有针对性的措施，如增加设备的冷却和散热功能，改善水的流动状态等。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题需要进行全面的分析和防治。

通过加强水处理、优化化学控制、清洗和除锈、薄膜保护以及定期维护和检查等措施，可以有效减少氧化皮的产生，延长设备的使用寿命，提高电站锅炉的运行效率和安全性。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是现代化的汽轮机发电装置，其关键部件之一即是锅炉。

锅炉的主要功能是将燃料的化学能转化为蒸汽能，并将蒸汽压力转化为机械能或电能。

在锅炉的运行过程中，由于锅炉进口水的含氧量、水质、水温等因素的影响，会产生氧化皮，影响锅炉的正常运行。

本文对氧化皮的形成原因、脱落的危害以及相应的防治措施进行分析。

一、氧化皮的形成原因在超临界机组电站锅炉运行中，锅炉的内壁与水接触，水中的氧气会与金属反应，产生一层氧化膜即氧化皮。

氧化皮生长速度受水中氧气浓度、水温、金属材料、水质等因素影响。

尤其是在高温高压条件下，氧化皮更容易产生和生长。

此外，由于水中掺杂有各种离子，如钙、镁、铁、铜等金属及其离子、硫酸盐、碳酸盐等化合物，在高温高压条件下，它们会沉积在锅炉内壁上，形成污垢和沉淀物，这也会引起氧化皮的生长。

二、氧化皮的危害1. 减小了热传递效率氧化皮的存在减小了锅炉的热传递效率。

经过氧化皮的内壁，热量需要穿过氧化层才能传递到水中，传热效率受到限制。

2. 降低了金属材料的强度氧化皮的形成不仅仅是一层膜，它还会继续生长，加速金属材料的老化、腐蚀和疲劳。

氧化皮层会加速金属材料的脆化、裂纹产生，降低材料强度，从而破坏锅炉的安全性能。

3. 影响水质氧化皮的流失和脱落会使得锅炉进口水中含氧量、金属杂质离子等因素发生变化，从而影响锅炉的水质的稳定性。

水质的不稳定对锅炉正常运行产生了负面影响，增加了锅炉的故障率和维护成本。

三、氧化皮的防治措施为了防止氧化皮的产生，需要对锅炉水质进行严格管理，排除水中氧气、二氧化碳等成分，同时要控制锅炉温度和压力，以减缓氧化皮的生成速度。

对于已经形成的氧化皮，需要定期进行清除和维护。

一般直接清除氧化皮是不可行的，需要了解氧化皮的性质和生长情况，采取适当的去氧化皮措施。

1. 喷水清洗法在锅炉运行时，通过器具喷洒水，实现对氧化皮的清洗。

但是，由于清洗时锅炉需要停机，影响发电量；此外，喷洒水会使得钢材的运动钝化层被冲掉，从而加速钢材的腐蚀速度。

超临界锅炉过热器氧化皮形成和剥落机理分析及预防措施[摘要]介绍了XX电厂锅炉末级过热器因氧化皮引起的爆管情况。

分析了超临界锅炉氧化皮的形成和剥离机理，并从锅炉设备运行、改造及管理等方面，提出了控制氧化皮形成和剥落的措施。

通过采取这些措施，有效地控制了氧化皮的产生。

[关键词]过热器；氧化皮；壁温；堵塞；爆管1锅炉过热器系统XX电厂8号锅炉为上海锅炉厂引进美国阿尔斯通技术生产的单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、全钢架悬吊结构、固态排渣超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，型号为SG-1913/25.4-M95，蒸汽压力25.4MPa/4.19MPa，蒸汽温度571/569。

过热和再热蒸汽调温除摆动燃烧器喷嘴调节外，主要靠喷水和调节煤水比。

2爆管情况XXXX年X月XX日，XX电厂8号炉点火，至21日0：30，机组带负荷至600MW。

6月221：50，锅炉再热汽温异常升高，给水流量突增至100t/h，现场检查68m处异音较大，确认为受热面泄漏。

停炉后检查发现，末级过热器有两处爆口：第1处在右侧第14屏第9根管，爆口呈菱形，长度60mm，宽度32mm，端面光滑。

爆口两边呈撕薄撕裂状，从爆口特征分析为短期过热爆口。

第2处爆口在右侧第24屏第11根管，未全部爆开，长度20mm，爆口附近有众多平行的轴向裂纹，从爆口特征分析为长期过热爆口。

在该根管下弯头处割管取出约90g 的氧化皮，其厚度0.14mm（如图1）。

两处爆口全部在标高70m位置。

爆管管子格：d38.1mm7.96mm，材质SA213T91。

发生爆管后，XX电厂采取源透视、胀粗测量、割管等措施扩大检查，共发现吹损减薄管35根，胀粗直径大于d38.5mm的管子6根，内部沉积氧化皮管子3根，对此全部进行了处理。

爆管原因初步分析为：上海锅炉厂超临界锅炉末级过热器管屏内圈直管和下弯头部位设计使用了抗高温氧化性能比T91等级低的T23材料，在长期高温作用下，T23管内壁生成氧化皮，并不断增厚。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是电力发电厂常用的热能装置，其工作环境复杂，长期运行后，内壁容易形成氧化皮。

氧化皮脱落的主要原因包括锅炉内壁温度变化、烟气腐蚀和锅炉水质状况等。

为了保证锅炉的安全运行，必须对氧化皮脱落进行分析与防治。

一、氧化皮脱落的分析1. 温度变化引起的氧化皮脱落：超临界机组电站锅炉内壁温度变化较大，会导致内壁产生热应力，进而引起氧化皮脱落。

炉膛壁由于受到烟气温度变化的影响，壁温会发生剧烈的变化，导致内壁产生变形和应力变化，最终导致氧化皮脱落。

2. 烟气腐蚀引起的氧化皮脱落：由于煤燃烧产生的烟气中含有很多酸性成分（如SO2、HCl等），在高温下容易引起锅炉内壁的腐蚀，导致氧化皮脱落。

特别是在负荷变化时，锅炉内燃烧产生的烟气组分会发生变化，从而导致腐蚀程度的变化，进一步加剧氧化皮脱落。

3. 锅炉水质状况引起的氧化皮脱落：超临界机组电站锅炉在长期运行过程中，由于水质处理不当或循环水水质不佳，很容易导致内壁结垢和沉积物的产生。

结垢和沉积物会加剧烟气对锅炉内壁的腐蚀，进一步导致氧化皮脱落。

1. 温度变化引起的氧化皮脱落：为了减少炉膛和屏渣区域壁温的剧烈变化，可以采取增加炉膛出口温度的方法，提高出口温度的稳定性，并且进行壁面冷却的操作，减缓内壁的温度变化。

2. 烟气腐蚀引起的氧化皮脱落：对煤燃烧的控制，尽量降低煤中含硫量，减少烟气中SO2的含量，从而减少烟气对锅炉内壁的腐蚀程度。

加强对锅炉内壁的防腐蚀涂料的保护，可以有效延缓氧化皮脱落的速度。

3. 锅炉水质状况引起的氧化皮脱落：采取适当的水质处理措施，保证循环水的水质稳定，避免水中含有酸性物质、颗粒物等物质的沉积，减少结垢和沉积物的产生。

定期对锅炉进行清洗，清除内壁上的结垢和沉积物，可以有效预防氧化皮脱落。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题是影响锅炉安全运行的一个重要因素。

采取适当的分析和防治措施，可以减少氧化皮脱落的发生，保证锅炉的正常运行。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是一种高效、能耗低、环保的发电设备。

因其具有反应速度快、效率高等优点，对火电站的发电效率和环保指标有着极高的要求。

然而，锅炉在使用过程中容易发生氧化皮脱落现象，严重影响锅炉使用效率，甚至对环境造成污染。

因此，及时发现氧化皮脱落现象并采取相应措施进行防治十分重要。

一、氧化皮脱落的原因超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的原因主要有两个方面：一是炉内高温氧化反应引起管子的氧化皮层剥落，二是炉内的化学成分沉积在管子表面形成氧化皮层，然后因管子受高温加热而脱落。

氧化皮脱落是一种自然现象，但是其对锅炉的影响却十分严重。

在高温高压下，氧化皮脱落会进入锅炉内部，造成如下问题：1. 浪费能源。

氧化皮脱落会降低锅炉的传热效率，使得发电效率降低。

2. 加速设备的磨损。

氧化皮脱落沉积在设备内部，会增加设备部件的摩擦，进一步加剧设备的磨损。

3. 污染环境。

氧化皮脱落后的残留物质可以堵塞排放口，导致烟气排放不畅，从而造成环境污染。

二、氧化皮脱落的检查和分析方法如何及时发现锅炉内的氧化皮脱落现象是防治氧化皮脱落的关键。

下面介绍一些基本的检查和分析方法：1. 外观检查通过外观检查可以初步了解锅炉的整体情况。

对于氧化皮脱落现象，可以通过裸眼观察锅炉的内外表面是否存在锈蚀、变形、裂纹等异常情况来初步判断锅炉是否存在氧化皮脱落现象。

2. 金属变色法利用金属变色法可以检测锅炉内部的炉膛、水侧等处是否有氧化皮脱落现象。

具体方法是在锅炉内部喷洒变色剂，通过观察变色情况来判断锅炉内部是否有氧化皮脱落。

3. 声学检测法通过声学检测可以探测锅炉内部存在的氧化皮脱落现象。

通过震动信号采集设备对锅炉内部进行扫描，可以通过对信号的反应判断锅炉内部存在的氧化皮脱落情况。

1. 定期清洗定期清洗锅炉内部是防止氧化皮脱落的重要措施。

通过清洗可以去除锅炉内部残留的颗粒物和化学物质，有效遏制氧化皮脱落的发生。

2. 防腐蚀防止锅炉内部产生复杂的化学反应也是防止氧化皮脱落的重要手段。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是燃煤发电厂中常见的一种发电设备，它具有高效、节能、环保等特点。

随着锅炉运行时间的逐渐增加，锅炉内壁会产生氧化皮，导致锅炉性能下降，甚至出现严重的安全隐患。

对于超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治显得十分重要。

1.高温腐蚀。

在高温高压环境下，煤燃烧引发的高温烟气中含有大量酸性物质，这些酸性物质会对锅炉内壁材料进行腐蚀，导致氧化皮的产生。

2.焚烧煤灰成分。

煤燃烧所产生的煤灰中含有硫、氯等元素，这些元素会与高温下的水蒸汽和氧气发生化学反应，产生腐蚀性气体，加剧了氧化皮的形成。

3.操作和管理不当。

锅炉的操作和管理不当会导致煤燃烧不充分，烟气温度不稳定等问题，从而加速了氧化皮的产生。

以上原因导致锅炉内壁的氧化皮逐渐增多，一旦氧化皮脱落，将会造成锅炉运行不稳定、热效率下降、甚至引发爆炸等严重后果。

1.优化燃烧控制。

做好燃煤燃烧时的控制，保证燃烧充分，减少燃煤产生的有害气体和煤灰，降低氧化皮的产生。

2.改善烟气排放系统。

合理设计和优化烟气排放系统，加强烟气的洁净处理，减少对锅炉内壁的腐蚀，延长锅炉寿命。

3.定期清洗维护。

定期对锅炉进行清洗维护，及时清除氧化皮，保持锅炉内壁的清洁，减少氧化皮脱落的风险。

4.采用防腐涂层。

在锅炉内壁采用防腐涂层，有效隔离锅炉内壁和腐蚀性气体的直接接触，减缓氧化皮的产生。

5.加强运行监测。

建立健全的锅炉运行监测系统，对锅炉的运行情况进行实时监测和分析，及时发现问题并采取相应的措施。

通过以上一系列的防治措施，可以有效降低超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的风险，保证锅炉的安全稳定运行，提高锅炉的经济效益和环保水平。

三、结语超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题是影响锅炉运行的重要因素之一，必须引起足够的重视。

只有通过对氧化皮脱落的原因进行深入分析，并采取相应的防治措施，才能保证锅炉的安全稳定运行。

锅炉制造商、运营商和监管部门也应积极合作，共同推进锅炉氧化皮脱落问题的解决，为我国燃煤发电行业的可持续发展贡献力量。

660MW超超临界机组锅炉氧化皮的产生及预防控制发布时间：2022-10-11T01:30:35.058Z 来源：《科技新时代》2022年7期作者：车福禄[导读] 对于超超临界火电机组来说，车福禄京能（锡林郭勒）发电有限公司内蒙古锡林郭勒盟 026000摘要：对于超超临界火电机组来说，在锅炉运行中发生炉管氧化皮脱落问题较为常见，这种问题会引发最严重的后果则是炉管爆炸，会降低火电厂的经济效益。

为了避免此类事故的发生，就需要针对直流锅炉氧化皮脱落问题进行简述，对氧化皮脱落的原因进行分析，提出有效的预防控制措施。

关键词：火电厂；氧化皮；预防控制引言：近年来，时常发生的炉管氧化皮脱落问题，给发电机组保持正常运行产生了阻碍，不利于火电厂保持正常的运行。

根据相关调查显示，若发电机组容量较大，则温度越高，那么极易发生氧化皮脱落现象，并增加锅炉爆管泄漏的概率。

因此，本文主要对660 MW超超临界机组锅炉氧化皮的产生及预防控制进行研究与分析。

一、直流锅炉氧化皮简述660MW燃煤发电机组锅炉作为一种超超临界参数变压运行直流炉，体型较大，通常采用露天的方式布置并使用。

对于超超临界直流锅炉来说，如果受热面出现超温的情况，会导致过炉的金属组织出现老化的现象；受热面高温所带来的氧化腐蚀情况，会使得管壁变薄，更甚者会出现爆管情况【1】。

而且从实际情况来看，锅炉的过热器、主蒸汽管道等受热氧化之后，脱落的氧化皮表现为坚硬形态的固体颗粒，会对汽轮机流通部分的高/中压级的喷嘴等元件产生较大的影响，降低汽轮机流通部分的效率，更甚者则需要对叶片进行更换。

过热蒸汽管道在进行制造与加工环节时，会通过一定的反应形成氧化膜，整个过程要求必须达到高于570℃的高温环境，并且其中的氧元素与金属通过高温环境燃烧之后，这个过程中形成的氧化膜由内向外分别为氧化铁、四氧化三铁、三氧化二铁。

通过具体的实验证明，氧化铁层结构非常不稳定，在温度不超过570℃时，极易出现脱落现象，并且在脱落位置出现腐蚀情况。