超临界机组锅炉滑停对氧化脱落的影响

刘 炜，王晓峰，张 博，贾文飞，李俊林，郭志江

(内蒙古京能康巴什热电有限公司，鄂尔多斯 017010)

0 引 言

超临界锅炉随着运行时间逐渐增长，高温受热面管壁内形成的氧化皮也逐步增厚，机组在任何时候停机一般不建议采用滑停方式。为了加快汽轮机的检修进度，被迫进行滑停时，通过严格控制降负荷、降温、降压速率，可以有效的控制高温受热面管壁内氧化皮的脱落量。

1 锅炉氧化皮检测状况

根据奥氏体不锈钢在超临界以上参数锅炉中的使用特性，其抗氧化性较弱，温度越高，高温氧化的速度就会越快，氧化高峰期到来得越早，在实际运行中越容易造成受热面氧化皮的大面积脱落堵塞爆管的事故。有的厂由于受热面运行超温，以及锅炉启停时温度升降幅度过大，锅炉保养不好，不足10 000 h就会发生氧化皮大面积快速脱落并堵塞爆管的事故(国内机组高峰期最早的在2 400 h左右)。2017年12月份，我公司2号锅炉连续运行24 000 h以上时，发生了两次氧化皮脱落堵管导致末级过热器爆管事故，当时测试T91管段内氧化皮厚度为33 mmμm，TP347HFG管段内氧化皮厚度为21 μm。2019年4月份机组大修采用滑停方式，2号锅炉连续运行35 500 h，检修期间测试高温受热面氧化皮厚度，其中末级过热器T91管段内氧化皮厚度为163 mm，末级过热器TP347HFG管段内氧化皮厚度为81 μm。根据实验检测可知，高温受热面管段内氧化皮厚度达到50 μm时，最容易脱落。目前末级过热器管段内氧化皮厚度已超过此厚度，给锅炉安全运行带来严重隐患，对锅炉运行调整、电网两个细则考核、劣质煤掺烧等造成了很大影响。

2 机组滑停过程中操作要点

锅炉在滑停过程中，控制主、再热汽温降温速率≤1 ℃/min，主、再热汽压降压速率<0.1 MPa/min，负荷下降速率<3 MW/min。滑停时，要保证各煤仓煤质稳定，汽温调整尽量通过上层磨煤机煤量及二次风门和氧量控制，减少减温水投运量，防止减温水摆动大，造成汽温反复波动，加重锅炉氧化皮脱落的几率。主、再热汽温每次降低30 ℃后，稳定20～30 min，待机组各参数稳定后，再继续降负荷和汽温。在此期间，各煤仓煤量从上至下逐步递增，依次从上至下烧空各原煤仓，并安排专人监视煤仓煤位，防止下层磨煤机烧空或两磨煤机同时烧空，影响滑停或造成汽温大幅度波动。锅炉由干态转入湿态后，严格控制给水流量在对应机组负荷下多100 t/h以内，通过361阀外排流量在100 t/h左右进行调整。如果给水流量增大，通过361阀外排流量就会增大，会造成蒸汽减少，造成屏过壁温和汽温升高或超温。锅炉停运后，吹扫5 min后，立即停运送、引风机运行，关闭烟风挡板、二次风门、干渣机关断门进行闷炉72小时。

2号锅炉滑停参数控制曲线

3 滑停对氧化皮脱落的影响

2019年4月16日，2号机组滑停用时11时30分钟完成，主、再热汽温从565 ℃和554 ℃降低至439 ℃和452 ℃，主蒸汽温度变化率最大为-2.7 ℃/min。通过对末级过热器射线检测，此次发现有15根管的弯头，氧化皮堆积达到1/3，进行割管清理，并进行内窥镜检查，管壁内部有大量氧化皮翘起的情况。2018年1号机组正常停机检修，累计运行时间为33 500 h，1号机组在末级过热器射线检测中，发现有3根管的弯头氧化皮堆积达到1/3，进行割管清理。当时未进行内窥镜检查，待下次检修机会进行验证。通过以上两种停机方式对比可以看出，滑停对锅炉高温受热面氧化皮脱落影响较大，如果汽轮机无检修的情况下，尽量不采取滑停方式。

氧化皮翘起图片

4 如何防止氧化皮在启动过程中脱落堆积

4.1 锅炉启动控制要点

锅炉启动过程中，主、再热汽温和壁温在≤300 ℃时，升温速度<3 ℃/min。主、再热汽温和壁温在>300 ℃时，升温速度<2 ℃/min。控制升压率≯0.12 MPa/min。 控制方法：(1)1号磨煤机改为变频，在磨煤机最低出力以下进行调整，来控制锅炉制点火初期升温升压速率。(2)严格控制给水流量在最低安全线运行，保证点火初期有足够、稳定的蒸发量，防止壁温变化幅度过大。(3)严格把控高低旁路操作，禁止连续操作，防止操作幅度过大导致压力、温度大幅变化。

4.2 并网前重点

机组并网前，要对受热面进行吹扫，保证脱落氧化皮吹扫干净。吹扫流程为汽轮机冲车至3 000 r/min后，逐步增加锅炉热负荷至26%蒸发量，两台磨煤机运行，高低旁路调整门全开，维持主汽压力在5.0 MPa以上，主、再热汽温在500 ℃左右，控制压力变化率≯0.15 MPa/min，汽温变化率≯2 ℃/min。吹扫2～3小时后，通过凝结水含铁量是否小于100 μg/L判断氧化皮吹扫情况，并且根据高温受热面壁温情况，再确定是否继续进行吹扫。

5 氧化皮对机组的影响

5.1 电网两个细则影响

我公司锅炉高温受热面管壁内氧化皮的厚度达到了脱落的高峰期，由于氧化皮的膨胀系数与管壁的膨胀系数不同，为了防止主蒸汽温度变化率>3 ℃/min，造成氧化皮集中脱落，导致堵管事故发生。我公司限制了机组负荷变化率，因此受到电网两个细则的调峰考核。为了避免电网两个细则的调峰考核，通过逐步放大负荷变化率试验验证，机组负荷变化率在7 MW/min时，温度变化率最大在7 ℃/min左右，经长时间观察统计，锅炉运行正常，不会造成氧化皮集中剥落。

5.2 机组启动的影响

锅炉启动初期，需投入大油枪进行暖炉2～3小时，待分离器出口温度在120 ℃以上且稳定时，才能投入制粉系统运行。而且，在汽轮机3 000 r/min以后，还得进行氧化皮吹扫2～3 h，导致机组启动耗油量进一步增大，启动时间增长，并可能造成环保排放参数超标情况的发生。

6 结束语

总之，汽轮机无重要检修工作时，尽量不采取滑停。在锅炉正常运行时要严格按照规范进行操作，以防止操作中出现升降温速度过快的情况。同时，在锅炉停炉后要强化检查，贯彻逢停必查的检查原则，针对金属本体与管道进行氧化皮状态检查与清理，降低锅炉运行中由于氧化皮存在造成的事故概率。