关于超、超超临界机组氧化皮问题

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目前较为常见和主要的电力发电设备之一，其运行过程中经常会出现氧化皮脱落的问题。

氧化皮的脱落会影响锅炉的正常运行，导致能效下降，甚至对设备的安全性产生严重威胁。

分析和防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题具有重要的理论和实践意义。

一、氧化皮脱落的原因1.1 温度梯度超临界机组锅炉工作过程中，受到高温高压蒸汽的冲击，锅炉管壁表面将产生较大的温度梯度。

不同部位的锅炉管壁温差过大，会导致金属材料产生不均匀的热应力，进而引发氧化皮层的脱落。

1.2 流体腐蚀蒸汽中的氧气和水分子会与金属表面发生反应，生成金属氧化物，形成氧化皮层。

当锅炉中腐蚀性物质较多时，会导致氧化皮层增厚和脱落，影响锅炉的热传导效果和安全性。

1.3 机械压力锅炉在运行过程中，受到蒸汽冲击和机械震动等力的作用，会产生机械压力。

当机械压力过大时，会使氧化皮层松动或脱落，需要及时修补和保养。

2.1 表面分析对锅炉管壁的氧化皮层进行表面分析，可以通过扫描电子显微镜等工具观察锅炉管壁表面的氧化皮脱落情况。

通过分析氧化皮的结构和形貌，可以判断其脱落的原因和程度，为防治提供依据。

2.2 金属温度分析对锅炉管壁的温度进行实时监测和记录，可以判断锅炉管壁温度梯度是否过大，从而引发氧化皮层的脱落。

合理调整锅炉的运行参数，降低温度梯度，可以有效减少氧化皮脱落的发生。

通过对锅炉内部金属材料和蒸汽的化学成分进行分析，可以判断蒸汽中是否存在腐蚀性物质。

并采取相应措施，如装置除氧器、水处理设备等，减少金属材料的氧化腐蚀，降低氧化皮层的脱落。

合理控制和调整超临界机组锅炉的运行参数，使锅炉管壁的温度梯度保持在一个合理的范围内。

可以通过增加锅炉管壁的保护层厚度、调整蒸汽流量等方式，减少锅炉管壁的温度应力和热应力，从而减少氧化皮层的脱落。

安装和使用除氧器、水处理设备等设施，减少锅炉腐蚀性物质的含量。

定期对锅炉内部进行清洗和维护，清除锅炉管壁表面的氧化皮层，及时修补和保养锅炉设备。

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。

超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治随着我国经济的飞速发展，电力行业也迅速发展壮大，超临界机组电站成为电力行业的主力军。

超临界机组电站锅炉是电站的核心设备，其安全运行直接关系到电力供应的稳定性和可靠性。

在锅炉运行中，氧化皮脱落问题一直是困扰着电站运行的一个重要隐患。

本文将对超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的原因进行分析，并提出相应的防治措施，以确保电站锅炉的安全运行。

1. 材料质量不佳超临界机组电站使用的锅炉材料需要具有耐高温、耐压和耐腐蚀的特性，而一些廉价的锅炉材料可能质量不佳，其表面会存在一定的氧化皮，容易脱落。

2. 高温高压作用超临界机组电站锅炉在工作过程中会受到高温高压的作用，如果材料质量不佳，容易导致氧化皮在高温高压下脱落。

3. 操作不当锅炉运行过程中，如温度、压力控制不当，会导致运行条件不稳定，从而引起氧化皮的脱落。

4. 气体侵蚀燃烧产生的气体中可能含有酸性物质，当这些气体与锅炉材料接触时，会对材料产生侵蚀作用，使氧化皮脱落。

1. 提高材料质量采购时需选择质量可靠的锅炉材料，确保其有良好的抗氧化性能，减少氧化皮脱落的可能性。

2. 强化锅炉维护加强对锅炉的维护保养工作，定期对锅炉进行检测，及时发现问题并进行修复，避免由于设备老化等原因导致氧化皮脱落。

3. 合理操作严格遵守锅炉操作规程，确保锅炉运行时温度、压力等参数的稳定性，避免由于操作不当导致氧化皮脱落。

4. 防腐蚀措施采取有效的措施，如喷涂保护涂层、定期清洗等，防止氧化皮脱落。

5. 定期清洗定期对锅炉进行清洗，保持锅炉内部的清洁，避免氧化皮的积聚和脱落。

6. 加强监测加强对锅炉运行情况的监测，定期进行检测分析，及时发现问题并进行处理，防止氧化皮脱落对锅炉和电站的安全造成影响。

通过以上分析和防治措施，可以有效降低超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的发生率，确保锅炉的安全稳定运行。

电站运营管理者和工作人员应加强自身的安全意识和技能培训，提高对锅炉运行和维护的掌握，加强对锅炉安全问题的认识和风险防范，为电站的安全生产提供有力保障。

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、节能的发电设备，其受热面为高温区域，容易产生氧化皮脱落问题。

本文将探讨超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因以及治理方法。

超超临界锅炉受热面氧化皮脱落的主要原因有两个方面：材料的选择和操作过程中的问题。

材料的选择是影响氧化皮脱落的主要因素之一。

超超临界锅炉使用的高温受热面材料需要具备耐高温、抗氧化等特点。

由于材料的局限性，可能存在一定的脆性和不稳定性，随着时间的推移，会出现氧化皮的产生和脱落。

在操作过程中，超超临界锅炉的高温受热面通常处于高温高压环境下，蒸汽中含有一定的氧气和水蒸气，这些因素都会加速氧化皮形成和脱落。

针对超超临界锅炉受热面氧化皮脱落的问题，可以采取以下治理措施：材料的选择十分重要。

在超超临界锅炉的设计阶段，需要选择耐高温、抗氧化的受热面材料。

合理的材料选型可以降低氧化皮的产生和脱落的风险。

在操作过程中要加强对超超临界锅炉高温受热面的维护和保养。

定期进行清洗和检查，及时发现和处理氧化皮问题。

清洗操作应当谨慎，避免使用过于剧烈的清洗剂，以免损坏受热面材料。

控制锅炉运行参数也是一个重要的治理方法。

调整锅炉的运行参数可以改变高温受热面的工况条件，减少氧化皮的产生。

降低蒸汽中的氧气和水蒸气的含量，可以减少氧化皮的形成和脱落。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个影响锅炉运行稳定性和性能的问题。

合理选择材料、定期清洗检查以及控制运行参数等治理方法可以有效解决这一问题，保障锅炉的安全稳定运行。

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、节能的燃煤锅炉，其受热面温度高达700摄氏度以上，因此受热面氧化皮脱落是其常见问题之一。

这种问题不仅影响了锅炉的正常工作，还可能对环境造成污染，因此需要有效的治理措施。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因主要包括以下几点：一、受热面温度高，焚烧介质中含有一定的硫、氧等元素，在高温条件下易发生氧化反应，导致氧化皮的脱落。

二、锅炉内部高温高压环境容易造成材料疲劳和腐蚀，进而导致受热面氧化皮的产生和脱落。

三、煤种的选择和燃烧稳定性等因素也会影响受热面氧化皮的生成和脱落。

受热面氧化皮脱落的问题一旦发生，将直接影响超超临界锅炉的运行效率和安全性。

对于受热面氧化皮的治理十分重要。

下面将从预防和治理两方面进行详细介绍。

预防措施：1、选择合适的材料。

在设计和选材的过程中，需要考虑锅炉的工作温度、压力等因素，选择耐高温、耐腐蚀的材料，以减少氧化皮的生成和脱落。

2、燃料的选择和燃烧的稳定性。

选择低硫、低灰分的煤种，并保持良好的燃烧条件，避免煤灰中的硫等元素过量进入受热面，减少氧化皮的产生。

3、加强设备维护和保养，及时清理受热面。

定期对受热面进行清洗和检查，及时发现和处理氧化皮的问题，避免其脱落导致其他问题的发生。

治理措施：1、采取有效的防脱固化措施。

使用化学品对受热面进行浸渍或涂覆处理，形成一层坚固的覆盖层，防止氧化皮脱落。

2、采取表面处理技术。

利用喷涂、镀覆等技术对受热面进行表面处理，提高其抗氧化性和耐磨性，延长受热面的使用寿命。

3、优化燃烧控制。

通过优化燃烧系统和控制设备，减少煤灰中的有害元素进入受热面，降低氧化皮的产生。

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个需要重视和解决的问题。

预防和治理措施需要多方面合力，包括材料选用、燃料选择、设备维护、化学处理等方面，才能有效地延长受热面的使用寿命，保证锅炉的安全稳定运行。

希望借助技术的不断发展和进步，能够找到更加有效的预防和治理方法，为超超临界锅炉的运行提供更多的保障。

超（超）临界锅炉受热面金属在高温高压环境中可以与蒸汽直接反应，极易被氧化而生成氧化皮。

当氧化皮达到一定的厚度和运行条件发生变化时，锅炉过热器、再热器等受热面内氧化皮会发生剥落，会给机组的运行带来很多问题和不良影响，具体包括：① 氧化皮剥落会导致锅炉受热面内部通流部分发生堵塞，从而使锅炉金属受热面发生局部过热而爆管。

② 剥落的氧化皮进入汽轮机会冲蚀汽轮机通流部分，不仅冲蚀叶片，而且影响汽轮机的级效率。

③ 沉积于汽机主汽门阀芯和阀座之间的剥落氧化皮，会造成汽机主汽门卡涩。

机组甩负荷时主汽门关闭不严会造成汽机超速事故，威胁着机组的安全运行。

④ 剥落的氧化皮随凝结水流动会堵塞疏水管。

⑤ 剥落的氧化皮还会造成机组的汽水品质恶化等不良影响。

氧化皮堵管引起的事故会给电厂带来严重的经济损失，已引起了电厂的高度关注，每年都需要花费大量资金来治理氧化皮问题，国内外学者也做了不少关于氧化皮方面的研究，认为过热器和再热器氧化皮的剥落，主要是由于运行工况的条件（如超温和温度压力变化以及材料等方面因素）所造成。

因此可以通过控制运行工况来减缓氧化皮的增厚，控制温度变化速率来控制氧化皮的剥落，此外还可以选用抗氧化性能更好的材料制作过热器和再热器等关键部件。

但是，目前最可行的办法还是通过对氧化皮的检测，及时排查存在的堵管问题，以防爆管。

无损检测方法推荐磁性检测法是利用自身携带的永磁体，在锅炉高温管道上产生一个纵向磁场。

如管内有氧化皮，因其表现为铁磁性，则磁力线发生变形，周围磁场强度发生相应改变。

研究氧化皮与磁场强度的耦合关系，可以表征管内氧化皮的状况。

氧化皮磁性检测技术的优点有：① 检测成本低，安全可靠，而且不影响电厂的检修时间；② 检测周期短，相对传统方法能立即获取检测结果，使管内氧化皮被及时清除；③ 检测灵敏度高，检测装置的敏感元件对磁场非常敏感，少量氧化皮也可测到，此外，还能检测其他来源的铁磁性异物；④ 对环境要求低，无需对被测物进行表面处理。

350MW超临界机组防止氧化皮生成及脱落技术措施在高温高压下，过、再热器管壁内表面容易产生氧化皮，在锅炉启停和快速变工况过程中往往会导致氧化皮脱落，造成部分受热面管壁通流部分变小甚至堵塞，从而导致受热面冷却不足而局部超温，进而导致锅炉爆管、蠕胀事故的发生。

为防止锅炉氧化皮脱落导致锅炉爆管、蠕胀等异常事故的发生，保证锅炉安全稳定运行，特制定措施如下：一、机组启动过程控制措施1．水质要求：1)锅炉上水水质标准：Fe＜50μg/L，硬度≈0μmol/L，SiO2＜30μg/L，PH值9.2～9.6。

2)冷态冲洗结束时锅炉点火水质标准：贮水箱排水中铁量＜100μg/l，硬度≈0μmol/L，SiO2≤10μg/L，PH值9.2～9.6。

3)汽水分离器压力0.5MPa以上，分离器出口蒸汽温度190℃左右时，进行锅炉热态冲洗。

热态冲洗结束标准：贮水箱排水中含铁量＜50μg/l。

2．锅炉上水温度及速度要求：1)在具备条件时，应提前投入除氧器加热，尽可能保持较高给水温度。

2)冷态上水温度控制在20～70℃，且高于水冷壁外壁温20～40℃。

3)冬季上水时间不小于4小时，夏季不小于2小时，上水速度控制在30-55t/h。

3．升温升压要求：4．锅炉点火至过、再热器建立蒸汽流量前，严格控制炉膛出口烟温＜538℃。

5．高、低压旁路的控制：1)锅炉点火后，高压旁路控制不小于30%开度，低旁控制在不小于50%开度；主汽压力升至1MPa时，高压旁路随着主汽压力逐渐开至不小于60%，低旁开至80-100%。

2)汽机冲转前可通过尽可能开大高低旁开度（保证低旁减温器后温度≤60℃）对锅炉受热面系统进行大流量低压冲洗，以将沉积的氧化皮冲走。

6．减温水控制：1)当主、再热汽温大于360℃，投入过、再热器减温水控制汽温平缓。

投入减温水后，要注意喷水后汽温的变化，禁止减温水出现突增突减现象。

2)过热器减温水控制要以一级减温为主，二级减温为辅。