600MW超临界锅炉高温受热面蒸汽氧化初探

发表时间:2020/7/21   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:彭庆坤
[导读] 摘要:600MW超临界锅炉在发电厂的使用非常广,随着经济快速发展,现在人们的生活已经离不开电能源,电能源对人们的生活、工作发挥着重要的作用。
        (云南能投威信能源有限公司  云南昭通  657900)
        摘要:600MW超临界锅炉在发电厂的使用非常广,随着经济快速发展,现在人们的生活已经离不开电能源,电能源对人们的生活、工作发挥着重要的作用。尤其是现在的企业,很多工厂为了生产的需要,会使用大功率的机械设备,导致每小时的耗电量非常大,从而超临界发电技术得到了广泛的发展。锅炉在超临高温下长时间使用,会导致锅炉受热表面容易发生蒸汽侧氧化,从而造成一系列的问题,导致锅炉炉管失效。
        关键词:600MW超临界锅炉;高温受热面;蒸汽氧化
        引言
        600MW超临界锅炉高温受热面蒸汽氧化,对发电锅炉造成的损害非常严重,高温锅炉和空气中的氧气接触被高温腐蚀,表面产生氧化层,从锅炉上面脱落的氧化层,首先会对锅炉的汽轮机前级叶片,以及汽轮喷嘴造成严重的堵塞,脱落的氧化层还会严重阻塞过热器,导致过热器爆管。想要解决锅炉爆管现象,就必须研究氧化层的形成原因,找到解决氧化层的方法,才能保证锅炉正常的运转。本文主要从,600MW超临界锅炉高温受热面蒸汽氧化形成的原因、通过控制锅炉运转和及时检修,治理超临界高温受热面蒸汽氧化、通过管材升级改造,治理超临界高温受热面蒸汽氧化、通过采用化学清洗剂,治理超临界高温受热面蒸汽氧化,这四点展开论述。
        一、600MW超临界锅炉高温受热面蒸汽氧化形成的原因
        想要解决600MW超临界锅炉,高温受热面蒸汽氧化对锅炉造成的损害,必须要找到锅炉形成氧化层的因素[1]。首先,高温影响氧化层的形成,锅炉大多数使用钢材制成,当钢暴露在 200 ℃的环境里,被氧化的很缓慢,当钢暴露在 200℃到500 ℃的环境里,在钢材的表面上会生成一层薄薄的氧化层,当钢暴露在 600℃到700 ℃的环境里,钢材的表面上会生成一层氧化铁皮,尤其是600MW超临界锅炉长期在高温下工作,氧化层的形成会更快;其次,锅炉的运转时间也会影响氧化层的形成,很多数据显示,锅炉在 545℃到565 ℃长时间运转,会形成60微米到105 微米厚度的氧化层,锅炉长期在高温下运转,产生的氧化物一定会对锅炉造成严重的损害;最后,钢材中的元素会降低氧化速度,比如,Cr、 Ni、 Si、 Mn、 Al等和氧气发生化学反应,可以生成致密的氧化膜,从而降低锅炉被氧化的速度。因此,可以采用不锈钢、或者耐热钢,利用不锈钢、或者耐热钢良好的抗氧化能力来制作锅炉,可以有效地降低超临界锅炉高温受热面蒸汽氧化的形成,从而有效地降低锅炉被损坏的程度,提高锅炉的使用安全程度,以及提高锅炉的使用寿命。
        二、通过控制锅炉运转和及时检修,治理超临界高温受热面蒸汽氧化
        找到锅炉在超临界高温受热面蒸汽氧化的原因,一定要及时找到对应的措施来解决锅炉被氧化的问题,从而保证锅炉能安全的投入到生产中[2]。

首先,要控制锅炉在超高温下的运行时间,在锅炉表面增加温度监测设备,实时监测锅炉表面的温度;其次,当锅炉表面各监测点的温度不一样时,一定要及时调锅炉的整燃烧条件,及时降低锅炉表面的温差;最后,一定要定期检查氧化皮的堆积量,当氧化皮堆积到一定的程度,一定要及时清理,避免氧化层堆积太多对锅炉管道造成堵塞,导致锅炉爆管。通过采取控制锅炉运转和及时检修的方法,可以有效地降低氧化层的生长速度,推迟氧化皮集中剥落的时间,保证锅炉安全稳定的运转。
        三、通过管材升级改造,治理超临界高温受热面蒸汽氧化
        想要从根本上解决超临界高温受热面蒸汽氧化,必须加大投入力度,改变锅炉的使用材料,舍弃最初使用的T23改用 T91管材来制作锅炉。T23材料制造的锅炉成本低,但是锅炉容易被氧化,一旦氧化层脱落,很容易对锅炉的汽轮机前级叶片,以及汽轮喷嘴造成严重的堵塞,脱落的氧化层还会严重阻塞过热器,导致过热器爆管,导致发电厂发生严重的安全事故,对生产带来严重的影响,很有可能会造成一定的人员伤亡。所以应该及时采用 T91管材来制作锅炉,虽然一次性的投资力度大,但是能有效的提高锅炉的生产安全系数,减少锅炉日常的维护费用,提高锅炉的工作效率。以长远的发展的眼光看,应该及时改进锅炉的材料,采用T91管材来制作锅炉。
        四、通过采用化学清洗剂,治理超临界高温受热面蒸汽氧化
        600MW超临界锅炉每天在高温下长时间运转,氧化层不可避免的会增多,尽管使用抗氧化材料,但是长期使用还是会对锅炉造成一定的氧化层,如果不及时清理不管采用多贵的材料制成的锅炉依旧会对锅炉造成损坏。首先,采用化学清洗剂,柠檬酸对锅炉隔屏和后屏进行清洗,再选用一般的清洗剂对锅炉末级过热器进行清洗,保证锅炉的受热面均匀;其次,通过一段时间观察,监测两种清洗剂清洗过的隔屏和后屏、末级过热器的氧化程度,生成氧化层的数量,通过实验数据可以发现使用化学清洗剂,柠檬酸对锅炉隔屏和后屏进行清洗,平均除垢率为 92. 4%,远远高于一般的清洗剂的除垢率;最后,通过实验数据可以大力推广,采用化学清洗剂,治理超临界高温受热面蒸汽氧化,降低锅炉被氧化的概率,较少氧化层,从而有效地提高锅炉的使用效率。虽然采用化学清洗剂的成本比一般清洗剂的成本高,但是能有效的保证锅炉的生产安全系数,所以还是有必要在锅炉清洗的时候大力推广,优先使用的。
        五、结束语
        600MW超临界锅炉高温受热面蒸汽氧化的研究,对锅炉生产非常重要。通过研究锅炉高温受热面蒸汽氧化形成的原因,可以有效地采用相应的措施来避免锅炉发生事故,减少不必要的损失,可以有效地提高锅炉的使用安全系数。
        参考文献:
        [1]苏宁, 曹雷, 汪杰斌,等. 超临界锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮剥落原因分析研究[J]. 电力设备管理, 2017(5):35-39.
        [2]白杨, 赵勇纲. 锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮问题分析及综合防治措施[J]. 神华科技, 2018, 16(11):63-67.
        作者简介:
        彭庆坤(1988.6-)大学本科,男,汉,云南宣威,云南能投威信能源有限公司,助理工程师,研究方向:火电厂集控运行。
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