超临界直流锅炉氧化皮脱落原因及预防办法研究

郭日土

摘要：由于社会生产力的不断提高，相应的电力技术也在不断的进步，基于这样一种背景，诸多的电力系统都开始使用容量大且参数高的发电机组，其中具有代表的型号为超临界直流锅炉。在这种锅炉的生产运行当中，其表面由于高温效果而产生的一种氧化皮脱落，会对于锅炉的使用于运作造成十分恶劣的影响。如果没有进行及时解决，就会使得锅炉的传热恶化，并使效率降低。在此基础上，本文以超临界冲压发动机锅炉为主要研究对象，在阐述和分析其概念和特点的基础上，结合其氧化皮的形成机理和成因，提出了其概念和特点，并对研究中发现的问题进行相应的对策提出。

关键词：超临界直流锅炉;氧化皮脱落;预防策略

直流锅炉的使用，经常会出现由于超临界温度环境下，其外部表皮产生氧化皮并且脱落的现象，如果不引起足够的重视，并没有对其进行一个有效的措施，这将导致锅炉管在长期高温运行过程中出现基层裂纹，甚至可能会使锅炉内的金属发生氧化或者是炉管发生爆炸。也不单单是影响了锅炉的工作流程，还会对经济造成相应的损失，甚至是引起工作人员的伤亡情况。所以，对于超临界直流锅炉外表皮氧化脱落的现象需要进行一定的分析与研究。

一、锅炉氧化皮的脱落原因

使得过热器以及再生器在管壁的表层上形成氧化物，并能吸附在管壁上面，若是氧化皮的厚度达到了一定的层级，锅炉内部温度市场改变时，由于膨胀系数的效果，将使得氧化皮就行脱落。同时由于在高温下的连续工作，金属管还会在此发生氧化，并且由于水蒸气等诸多因素的作用，管道内部的一些金属也会大量的发生氧化脱落的现象，从而使炉管处于十分严重的堵塞状态，并可能发生爆炸。具体的氧化皮脱落原因如下。

（一）炉管材质

在锅炉中进行导管的选材时，主要是合金，合金中的不同量的Cr，将决定锅炉的整体耐热效果以及抗氧化程度，使用炉管时有显著差异，因此需要对于使用条件进行相应的考虑。由于炉管运行中存在高温、高氧化等问题，加速了氧化皮的形成，导致氧化皮剥落。

（二）管壁温度

许多已形成氧化皮或氧化皮脱落的炉管仍在使用中，可能造成炉内局部高温，当炉温过高时，炉温会在短时间内升高，当达到一定厚度时，氧化皮厚度会增加，并在之后进行脱落。

（三）锅炉机组启停时形成的热应力

在进行对锅炉的启停时，总是需要较大程度的热负荷，是得循环水能够处于一种锅炉所需要的停堆标准。由于热负荷的影响，炉管通常变动高温且干燥。因此，锅炉停机时一般采用适当的冷却方式，炉管温度稳定，高温应力高，但氧化皮的形成与脱落的速度变快。如今，大多数氧化皮都是由于热应力现象引起的。

二、超临界直流锅炉氧化皮脱落的预防

（一）设计方面

氧化皮的形成与锅炉材料的选取密切相关，因此在设计锅炉时应考虑材料，应选用结晶度较高的钢材。奥氏体不锈钢是我国超临界直流锅炉常用的加热材料，主要是国产，从钢材的角度看，由于国内生产的硬质原料晶粒度达不到国际水平，与进口钢材还有差距，这就缓解了锅炉受热面结垢剥落的问题。在锅炉的抗氧化性和耐腐蚀性方面，除颗粒级外，还应使用优质钢。锅炉企业应积极开展选材试验研究，积极引进国外先进技术，提高国产钢材的质量，以满足超临界锅炉的运行要求。此外，在锅炉生产过程中，要加强质量控制，并严格控制锅炉生产工艺缺陷，特别是质量控制生产过程中壁厚不均、焊缝等问题应得到有效控制，在运行中容易造成偏差大和局部高温。表面加热的不均匀性是氧化皮快速形成和脱落的主要原因。总之，必须从设计上加强锅炉的质量控制，为锅炉的安全运行提供依据。

（二）安装方面

首先，在安装锅炉前，要求工作人员掌握熟练锅炉的安装程序，特别容易发生过热和蓄热的偏差。在安装锅炉的过程中，如果发生误差，在运行中会发生热失衡，加速氧化皮革的形成。安装前要确认锅炉箱的质量、锅炉管内是否有异物、锅炉的安装环境，安装后要用高炉、检查排水管等装置，确保安全性，其次严格管理焊接质量，铁骨焊接技术在锅炉的安装上是不可避免的，为了避免与不同钢铁种类的连接，受焊接设备和工艺的影响，很难保证该型钢接线的质量，不同品牌的钢在接线后的工序中会产生不均衡的温度应力，特别是焊接部会产生附加应力，使氧化膜脱落，最后定期检查炉炉管，每次检查锅炉管的发热和弯曲状态，检查和测试高温炉管。检查官壁氧化皮层的厚度，去除掉的氧化皮，仔细记录。

（三）运行方面

在进行对于锅炉临界运行工作的管理当中，需要注重下面的几点：第一，加强对工作的管理。氧化皮对于锅炉具有极大的恶劣影响。但通常来说，氧化皮的成形后脱落并对锅炉产生影响是需要一定的时间的，具有一定的潜伏期，所以要求，在日常的工作当中，对于氧化皮的具体情况进行分析和掌握，确定它的形成与剥离并研究其破裂的因素，选择使用行之有效的控制与预防的方案，减少在锅炉运行当中氧化皮的风险;第二，提高锅炉用汽水的质量。在鍋炉的工作运转当中，要求在水的质量上采用除盐水，并且水质合格。所以，为了严格控制锅炉内汽水的质量，必须严禁劣势水质进去机组，只有符合规定的水质，才可以起到减少锅炉内沉积盐现象的效果，并有效环节氧化皮的累积。第三，对于锅炉的主要工作运转进行优化。为了使锅炉能够正常运行，需要周期性的进行吹灰工作，以确保锅炉能有一个干净的环境，能够有效的环节因为部分位置温度太高而产生的氧化皮。与此同时还要注意对于锅炉内煤炭和氧气的把控，确保燃煤可以进行完全的燃烧，避免部位位置过热的情况。除此以外，在具体的工作当中，还应该按要求的进行把控二次风门的开度，使得两边的烟温偏差在一个预设的范围之内。锅里工作中，所使用的煤水配比也在进行把控，尽量不去使用减温水，一个有效的煤水比能够为运行的稳定起到很大的帮助。

三、结束语

综上所述，在进行对于超临界直流锅炉的运作机制研究中，发现由于该机组常年身处于一种高温的外部环境中，由于额定负荷的变化过于频繁，因此使得锅炉容易产生氧化皮并且脱落下来，从而影响整个锅炉机组的安全运行，以及稳定程度。所以要求，要求锅炉的整体设计、锅炉的实际安装以及锅炉运行中进行控制等方面进行相应的防护措施，严格的控制氧化皮的产生与脱落，增强锅炉的运行效果，并充分的体现它的作用。

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