超超臨界機(jī)組氧化皮問題探討

1、超/超超臨界機(jī)組氧化皮問題探討陳景標(biāo)江蘇大唐國際呂四港發(fā)電廠 226246摘要：目前，隨著電力規(guī)模的迅速發(fā)展，一大批大容量、高參數(shù)的超/超超臨界火電機(jī)組陸續(xù)投產(chǎn)，同時(shí)也帶來了一個(gè)嚴(yán)峻的氧化皮脫落現(xiàn)象，給機(jī)組運(yùn)行造成了極大的安全隱患。本文重點(diǎn)從防止氧化皮生成及脫落方法出發(fā)，細(xì)化措施，做好氧化皮的防治工作。關(guān)鍵詞：超/超超臨界 氧化皮 措施 防治一、引言呂四港電廠一期工程為4660mw超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，目前4臺(tái)機(jī)組即將投產(chǎn)，參考已投產(chǎn)同類型機(jī)組運(yùn)行情況來看，普遍存在比較嚴(yán)峻的氧化皮脫落問題，為防止氧化皮問題在本工程移交后出現(xiàn)，結(jié)合本工程設(shè)備特點(diǎn)，制定符合實(shí)際的預(yù)防措施，爭取將氧化皮隱患減小到最

2、低程度，為機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、氧化皮的分類及危害1、分類：（1）鍋爐過熱蒸汽系統(tǒng)的氧化皮；（2）鍋爐水系統(tǒng)的腐蝕物。2、危害：1）氧化皮堵塞管道，引起相應(yīng)的受熱面管璧金屬超溫，最終導(dǎo)致機(jī)組強(qiáng)迫停機(jī)。2）長期的氧化皮脫落，使管壁變薄，強(qiáng)度變差，直至爆管。3）嚴(yán)重?fù)p傷汽輪機(jī)通流部分高/中壓級(jí)的噴嘴動(dòng)葉片及主汽閥旁路閥等，導(dǎo)致汽輪機(jī)通流部分效率降低，損傷嚴(yán)重時(shí)甚至必須更換葉片。4）檢修周期縮短，維護(hù)費(fèi)用上升。5）一些機(jī)組為了減緩氧化皮剝落，采用降參數(shù)運(yùn)行，犧牲了機(jī)組的效率。上述各種情況導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行的安全性可靠性及經(jīng)濟(jì)性均大幅度降低。三、防止氧化皮生成及脫落的辦法（一）基建設(shè)計(jì)與調(diào)

3、試階段1、鍋爐合同中應(yīng)明確熱偏差允許范圍，并作為鍋爐性能驗(yàn)收試驗(yàn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2、在鍋爐的設(shè)計(jì)階段，請第三方對其熱力系統(tǒng)進(jìn)行校核計(jì)算。3、鍋爐材質(zhì)采用耐氧化的合金。4、在國內(nèi)同類型鍋爐容易發(fā)生超溫爆管的環(huán)節(jié)，加裝壁溫測點(diǎn)/工質(zhì)溫度測點(diǎn)。要保證壁溫測點(diǎn)設(shè)計(jì)的完整性、合理性，安裝的正確性，測量指示準(zhǔn)確性。5、鍋爐安裝前對受熱面管子進(jìn)行敲擊，并用壓縮空氣進(jìn)行吹掃清理，清除制造及運(yùn)貯過程中產(chǎn)生的氧化皮等雜物，尤其是對大口徑管道、集箱必須清除制造熱處理過程中產(chǎn)生的剝落或尚未剝落的大塊氧化皮。6、嚴(yán)格鍋爐風(fēng)量標(biāo)定試驗(yàn)、空氣動(dòng)力場實(shí)驗(yàn)水動(dòng)力試驗(yàn)燃燒調(diào)整試驗(yàn)，達(dá)到制造商規(guī)定的要求。7、加強(qiáng)酸洗和吹管。在酸洗

4、、吹管后抽查集箱，對集箱進(jìn)行了割孔用內(nèi)窺檢查集箱內(nèi)雜物情況。酸洗后對水冷壁節(jié)流孔圈進(jìn)行全部拍片檢查，鍋爐吹管后對水冷壁、過熱器系統(tǒng)節(jié)流短管進(jìn)行全部拍片檢查，檢查是否存在堵塞現(xiàn)象，如堵塞立即進(jìn)行割管清理或更換。（二）運(yùn)行階段1、鍋爐啟動(dòng)階段（1）嚴(yán)格按機(jī)組運(yùn)行規(guī)程規(guī)定進(jìn)行鍋爐上水：嚴(yán)格控制上水速度及上水溫度與汽水分離器壁溫差不超限；盡量提升除氧器給水溫度，以保證規(guī)定的溫差；加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)督，嚴(yán)格按照鍋爐沖洗的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行冷、熱態(tài)沖洗以及凝結(jié)水的回收工作。（2）啟動(dòng)期間嚴(yán)格控制升溫速率，按制造廠家規(guī)定進(jìn)行。（3）點(diǎn)火及啟磨順序先采用油槍暖爐，視壁溫上升情況投入等離子磨煤機(jī)，逐漸退出油槍運(yùn)行。待等離子穩(wěn)

5、定著火后可降煤量至15-20t/h。點(diǎn)火初期各壁壁溫溫升控制在3以內(nèi)。啟動(dòng)第二臺(tái)磨煤機(jī)時(shí)，可按照鍋爐說明書要求盡量啟動(dòng)上層磨煤機(jī)，防止壁溫超限情況發(fā)生。（4）機(jī)組達(dá)到?jīng)_車參數(shù)后穩(wěn)定鍋爐熱負(fù)荷，利用旁路全開、全關(guān)進(jìn)行大流量沖洗。沖洗過程中，保持燃料量及汽溫穩(wěn)定，檢查高旁一級(jí)減溫后溫度及壓力不超限，加強(qiáng)對凝汽器水質(zhì)的監(jiān)測。（5）啟動(dòng)過程中加強(qiáng)受熱面金屬管壁溫度監(jiān)視，控制金屬壁溫均勻上升；發(fā)現(xiàn)管壁溫度異常升高時(shí)，穩(wěn)定燃燒工況運(yùn)行，停止升溫升壓，必要時(shí)采用減少燃料、增加排放，提高省煤器入口給水流量的方式控制管壁溫度。（6）啟動(dòng)過程當(dāng)爐頂空氣門關(guān)閉后，要利用旁路盡早建立較大的啟動(dòng)蒸汽流量。要注意在鍋爐升

6、溫時(shí)保證蒸汽流量的增加，及時(shí)調(diào)整旁路，避免出現(xiàn)蒸汽流量不增加，蒸汽溫度快速增加的現(xiàn)象。 （7）機(jī)組啟動(dòng)和并網(wǎng)帶負(fù)荷過程中受熱面金屬管壁溫度出現(xiàn)報(bào)警，通過穩(wěn)定燃燒工況運(yùn)行無法消除異常時(shí)，降低燃料量或機(jī)組負(fù)荷消除金屬管壁溫度報(bào)警；若還是無法消除報(bào)警且存在上升趨勢時(shí)，申請停爐對超溫管子進(jìn)行割管檢查處理。 （8）啟動(dòng)過程中注重減溫水的調(diào)整，以減少高溫過熱器和高溫再熱器管壁溫度的變化率。投入減溫水時(shí)先將減溫水疏水打開進(jìn)行5分鐘的疏水；（9）高、低壓加熱器采用隨機(jī)啟動(dòng)方式，盡量提高啟動(dòng)過程中的給水溫度。（10）并網(wǎng)后盡量推遲關(guān)高低壓旁路時(shí)間，按照機(jī)組說明書執(zhí)行。（11）由于氧化皮堵管并不表現(xiàn)為鍋爐受熱面現(xiàn)

7、有測點(diǎn)超溫，啟動(dòng)過程中要注意監(jiān)視管壁溫度溫升和各受熱段蒸汽溫度偏差，認(rèn)真分析是否存在氧化皮堵管的可能，采取措施消除氧化皮現(xiàn)象，否則嚴(yán)禁機(jī)組升負(fù)荷。（12）加強(qiáng)給水控制及儲(chǔ)水箱水位監(jiān)視，嚴(yán)禁分離器長時(shí)間（3分鐘）高水位運(yùn)行，防止蒸汽帶水導(dǎo)致主蒸汽溫度突降。（13）啟機(jī)過程中應(yīng)注意燃料量的增加速度，必須匹配調(diào)整給水及高旁開度，緩慢增加燃料，待鍋爐受熱面壁溫穩(wěn)定后再開始繼續(xù)增加燃料。（14）機(jī)組啟動(dòng)至帶負(fù)荷后24小時(shí)內(nèi)維持主、再蒸汽溫度590運(yùn)行，2472小時(shí)內(nèi)維持主蒸汽溫度590595運(yùn)行，然后視末級(jí)過熱器金屬壁溫情況逐步升高至600運(yùn)行。2、機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)措施：（1）機(jī)組正常運(yùn)行過程中，嚴(yán)格控制

8、汽溫及受熱面壁溫不超限。 （2）嚴(yán)格控制管壁超溫。嚴(yán)密監(jiān)視各處壁溫，發(fā)現(xiàn)鍋爐末過、末再各壁溫超過規(guī)定值，立即進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)降低主蒸汽溫度運(yùn)行；若還是超限，則降低機(jī)組負(fù)荷直至金屬管壁溫度恢復(fù)正常。（3）改善汽溫調(diào)節(jié)品質(zhì)，加強(qiáng)過、再熱汽溫的調(diào)整，嚴(yán)格控制過、再熱汽溫超溫，盡量避免大幅度的調(diào)整減溫水量而造成減溫器后的管壁溫度突變；（4）調(diào)整燃燒減少左右偏差。嚴(yán)格按照鍋爐氧量曲線運(yùn)行；合理調(diào)整制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式，盡量增加下層制粉系統(tǒng)出力，降低爐膛出口煙溫；通過調(diào)整二次小風(fēng)門和減溫水量控制主、再熱蒸汽溫度左右側(cè)偏差在15以內(nèi)；（5）優(yōu)化吹灰程序。根據(jù)鍋爐燃燒特點(diǎn)和觀察爐膛結(jié)焦和積灰情況，合理吹灰，減小爐

9、膛兩側(cè)溫度偏差，在保證汽溫的前提下，降低了過熱器的管壁溫度。（6）嚴(yán)格控制機(jī)組升降負(fù)荷過程中蒸汽溫度的變化速率和溫度變化范圍，并嚴(yán)格控制升溫梯度。（7）升、降負(fù)荷過程中，嚴(yán)格控制變負(fù)荷速率。（8）加強(qiáng)加氧控制，保證汽水品質(zhì)。機(jī)組運(yùn)行過程中，化學(xué)必須加強(qiáng)對整個(gè)汽水品質(zhì)的監(jiān)督，防止水質(zhì)及蒸汽品質(zhì)惡化的事故出現(xiàn)。（9）不斷優(yōu)化機(jī)組協(xié)調(diào)品質(zhì)，保證機(jī)組變工況運(yùn)行時(shí)各參數(shù)的穩(wěn)定，防止汽溫突變。3、機(jī)組停運(yùn)過程中措施：（1）如非工作必須，盡可能避免采用滑參數(shù)方式停機(jī)；如采用滑參數(shù)停機(jī)時(shí)，整個(gè)過程中嚴(yán)格控制各段金屬及蒸汽溫度和溫度變化速率；特別在滑停至350（研究表明鍋爐降溫至此溫度時(shí)最容易發(fā)生氧化皮脫落），

10、以及機(jī)組干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，溫降速率不能過快，要求合理控制水煤比、減溫水，防止氧化皮大量脫落。減溫水調(diào)節(jié)盡量平穩(wěn)和小幅度操作，防止減溫水大增大收的脈沖式變化；密切注意蒸汽溫度和高過壁溫的變化；盡量延長停爐時(shí)間，增加鍋爐保溫時(shí)間，避免緊急停爐、緊急冷卻，防止壁溫的大幅快速下降。在鍋爐mft之前應(yīng)逐步緩慢全關(guān)減溫水，防止鍋爐mft后減溫水突然全關(guān)導(dǎo)致減溫器后汽溫突變；（3）機(jī)組采用正常方式停機(jī)時(shí)，降負(fù)荷至50mw后，請示調(diào)度同意后，手動(dòng)mft打閘停機(jī)。機(jī)組停運(yùn)后保持鍋爐總風(fēng)量1000t/h對鍋爐進(jìn)行10分鐘吹掃，然后停運(yùn)送、吸風(fēng)機(jī)，保持風(fēng)煙系統(tǒng)暢通，對爐膛進(jìn)行自然通風(fēng)冷卻至少12小時(shí)后，且壁溫小于35

11、0，方能考慮啟動(dòng)風(fēng)機(jī)對鍋爐進(jìn)行通風(fēng)快冷；（4）如檢修要求鍋爐快冷，嚴(yán)禁停爐后給鍋爐繼續(xù)上水冷卻，對爐膛進(jìn)行自然通風(fēng)冷卻至少12小時(shí)后，且壁溫小于350，啟單側(cè)風(fēng)機(jī)，總風(fēng)量控制600t/h，壁溫下降速率10/h。（5）加強(qiáng)給水控制，加強(qiáng)儲(chǔ)水箱水位監(jiān)視，嚴(yán)禁儲(chǔ)水箱長時(shí)間（3分鐘）高水位運(yùn)行，防止蒸汽帶水導(dǎo)致主蒸汽溫度突降；（6）事故停機(jī)后，應(yīng)采取“悶爐”方式，防止?fàn)t膛溫度大幅度下降。4、機(jī)組停運(yùn)后（1）在機(jī)組檢修期間進(jìn)行受熱面高溫管段的監(jiān)視：對高溫段彎頭、節(jié)流孔板、管段進(jìn)行拍片抽查，根據(jù)抽查結(jié)果，制定檢修的檢查計(jì)劃；并分析氧化情況，做好動(dòng)態(tài)臺(tái)帳。（2）加強(qiáng)設(shè)備檢修，為運(yùn)行控制受熱面蒸汽和金屬溫度、

12、嚴(yán)禁鍋爐超溫運(yùn)行創(chuàng)造有利條件：1）增加管排上的壁溫監(jiān)測點(diǎn)，與鍋爐廠設(shè)計(jì)人員溝通重新確定超溫報(bào)警值。2）做好擺動(dòng)燃燒器的維護(hù)工作，在機(jī)組檢修期間，將燃燒器擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)作為重點(diǎn)監(jiān)督項(xiàng)目，做到燃燒器擺動(dòng)靈活，實(shí)際角度與反饋值一致。3）過、再熱器煙氣擋板要保證100%投入運(yùn)行，在機(jī)組檢修中要做好以下工作：擋板磨損情況、擋板軸承磨損、擋板實(shí)際開度與反饋值等，做到擋板開關(guān)靈活、指示準(zhǔn)確。4）過、再熱器減溫水調(diào)門要作為檢修的重點(diǎn)監(jiān)督項(xiàng)目，禁止發(fā)生投運(yùn)后發(fā)生卡澀、開關(guān)不動(dòng)等缺陷，造成減溫水無法正常投入。（三）其他方面1、減少機(jī)組啟停次數(shù)，特別是冷態(tài)啟動(dòng)次數(shù)。2、對于投產(chǎn)后較短時(shí)間內(nèi)就發(fā)生嚴(yán)重氧化皮問題的機(jī)組，建議對鍋爐重新嚴(yán)格地酸洗和吹管，以徹底清除氧化皮，做到一勞永逸。為此，可能要重新安裝臨吹管道。3、加強(qiáng)化學(xué)水汽監(jiān)督，防止水質(zhì)惡化現(xiàn)象的發(fā)生。保證水冷壁和受熱面內(nèi)表面清潔穩(wěn)定，保證良好的汽溫特性和壁溫水平。4、確保水煤比和減溫水調(diào)節(jié)品質(zhì)。5、優(yōu)化agc及實(shí)際升降負(fù)荷速率控制。6、合理制定壁溫報(bào)警定值，增加管排上的壁溫監(jiān)測點(diǎn)，加強(qiáng)對受熱面壁溫的監(jiān)視。四、結(jié)論氧化皮問題已經(jīng)得到了各超/超超臨界電廠的高度重視，制定了大量的行之有效的預(yù)防及控制措施，從