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目前在国内锅炉火力发电机组中，超临界锅炉高温受热面不锈钢管内壁受到蒸汽氧化，从而引发其内部氧化皮层产生堵塞爆管的现象。国内不少学者针对锅炉受热面氧化皮脱落的问题原因分析以及防治措施进行了一系列的研究与调查工作，目前已经寻找到可以在一定程度上积极应对氧化皮脱落问题的有效措施，但是目前技术领域还无法彻底解决氧化皮的形成与脱落的根本性问题。为此，我们应当首先了解氧化皮所产生的危害性作用。锅炉在运行的过程中，因为蒸汽侧氧化皮的形成与脱落造成的主要危害主要集中在如下四个方面：第一：在一定程度上阻碍锅炉内部蒸汽的流动，从而使得锅炉内壁温度大幅度升高，导致锅炉炉管泄漏。第二：氧化皮自身存在绝热的属性，这种属性容易引起受热面管内的金属壁的温度上升，从而影响了受热面管金属璧的使用寿命。第三：脱落的氧化皮容易被带入整个机组的汽机内，会损伤内部的一些器件。第四：由于氧化皮存在一定的污染，氧化皮在锅炉内壁的形成容易造成内部汽水的污染，从而影响锅炉内壁汽水的质量。 一、锅炉受热面氧化皮概述及脱落原因分析 1.氧化皮的形成与脱落机制 1.1氧化皮的形成机制 随着目前机组超临界发电技术的发展，特别是锅炉内部温度参数的显著提高，因为氧化皮脱落造成的机组爆管事故越来越多。那么氧化皮的形成到底有哪些步骤呢？我们可以进行一个有趣地描述，当超临界机组蒸汽参数高，主蒸汽温度均在570℃，如果在此温度之下，水蒸汽自身的氧化性较强，锅炉内壁上产生蒸汽氧化是一种必然的现象。然后水与铁产生化学反应生成氢氧化亚铁，然后氢氧化亚铁进行饱和后在一定温度下形成氢氧化铁，并分解出部分氢气。这种氧化膜的成长遵循着塔曼法则，意思既是指氧化膜的生长与整个锅炉内的温度和氧化膜所生长时间有关。一般来说，金属温度对整个氧化速度的影响效应不大，并且锅炉内的蒸汽压力的影响相对较小，整体温度对于不同金属种类的影响方向和影响程度也是不尽相同的。 1.2氧化皮的脱落机制 如果机组内的过热器与再热器长期处于一种高温运行环境之下，其中过热器与再热器管的子内壁就会被高温蒸汽这一现象不断地氧化，从而形成了连续的氧化皮，这些氧化皮附在两种器件的管壁上。氧化皮的脱落也存在一定的条件，第一：氧化皮需要达到一定的厚度，一般情况下不锈钢应当达到0.1毫米左右。第二：整体高温蒸汽管道的内部温度变化幅度与其温度变化的频繁性存在较大的不稳定性。因此，由于在温度变化的同时容易引起氧化皮破裂并容易从金属表面脱落，故管内的氧化皮大面积脱落机制一般形成在整个机组启动与停止过后，或者温度在发生变化的时候。 2.氧化皮的危害分析 氧化皮的危害分析氧化皮在脱落后掉入锅炉管内壁的底部，如果其脱落的数量达到一定程度后，就会造成一定的管道堵塞，极其容易造成整个受热面的超温与爆管。例如：某机组在停运冷却检查的过程中，其内部发现高温过热器的损失爆口三个，高温再热器损失竟达到了6个之多，在工程技术人员进行维修的过程中共取出氧化皮质量接近一千克左右，单个弯头取出的氧化皮质量最大为近400克左右。这种高温过热器大面积爆管现象，就是因为氧化皮的脱落问题造成的，氧化皮的脱落造成了管内空气流通不畅，造成了管内超温，进而引发了爆管。同时，值得工程技术人员关注的是，如果氧化皮在主汽门处进行堆积，很容易造成主汽门产生堵塞现象，从而导致了机组停运，整个主汽门无法进行关闭。 3.氧化皮脱落条件分析 在整个机组启动与停运的过程中，由于其内部管壁的温度变化幅度较大，此时的管内氧化皮也最容易产生脱落的现象。而且，当机组启动的时候，因为此时锅炉内的蒸汽流量并不是很大，无法将所产生的氧化皮全部带走。当已经脱落的氧化皮不断地进行聚集，数量形成较多的时候，机组再进行启动将会产生较大的蒸汽流量，也很难将所产生的氧化皮进行处理。从而，整个被堵塞的管道内壁温度越来越高，严重的时候会造成机组内部短期发生超温爆管的严重问题。由以上分析我们可以总结出氧化皮脱落的两个重要条件。第一：内部温度变化幅度较大，其速度与频度也较高。第二：氧化皮的堆积达到了一定的厚度，从而产生堵塞现象与问题。 二、锅炉受热面氧化皮脱落防治措施 1.严格控制锅炉运行温度 通过对高温受热面氧化皮产生、脱落的分析与研究，为了防止氧化皮的快速形成，其中主要的防治措施应当控制整个机组的局面或整体温度的超温运行。无论是主蒸汽温度还是再热蒸汽温度，其温度控制都应当服务于整个锅炉内的管道壁温度。如果发生超过管道壁温度的现象，应当及时进行燃烧调整，如果燃烧调整无效，可以适当地进行降低中间点温度，以便适合整个机组的温度运行。在现实条件下，加强对锅炉气温与烟温的偏离主要温度的差别调整与监测，可以有效地防止受热面局部超温运行现象的发生。 |
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