大容量电站锅炉金属氧化皮问题综合分析

摘要

随着我国电力建设的快速发展，新投产的机组逐步向大容量、高参数方向发展，超临界以及超超临界机组将成为我国的主力机组。而机组参数提高后，金属氧化皮问题对锅炉、汽机安全运行的影响将更为突出。 本文研究了大容量电站锅炉受热面金属氧化皮的形成机理及导致金属氧化皮剥落的影响因素。结合国内多家电站锅炉金属氧化皮问题的实例，详细分析了金属氧化皮剥落的危害。同时针对氧化皮剥落造成汽机固体颗粒侵蚀的问题，从理论上分析研究了崮体颗粒的侵蚀机理、影响冈素及防范措施。 针对扬州第二发电厂氧化皮剥落问题，本文从锅炉的设计、运行、金属材质、剥落氧化皮的特征，以及金属氧化皮剥落的规律和现场金属氧化皮的测量数据等多方面进行了分析，确定了扬州第二发电厂锅炉受热面金属氧化皮的形成和剥落的主要原因是该厂高温过热器长期超温运行，加快了氧化皮的形成速度，但其厚度在氧化皮剥落过程中并不是决定因素。导致氧化皮剥落而堵塞受热面的关键原因是在启动过程中过早地投入过热器减温水，此情况下主汽流量很小，汽温特性的纯延迟时间和和时间常数比正常工况下人得多，减温水投入后，使主汽温及高温过热器壁温人幅度快速波动，导致了金属氧化皮产生剥落。 本文最后从燃烧调整、设备改造、启动方式优化等方面提出了减轻金属氧化皮形成、防止金属氧化皮剥落的综合解决方案。现场实践表明，已实施的方案有效地减少了扬州第二发电厂金属氧化皮剥落对锅炉安全运行的危害；针对氧化皮形成机理提出的待实施的改造方案将从根本上解决扬州第二发电厂金属氧化皮剥落的问题。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1选题背景

1.2选题意义

1.3文献综述

1.4论文主要工作、技术路线和主要成果

1.5扬州第二发电厂设备简介

1.5.1锅炉系统设备概述

1.5.2锅炉主要设计数据

1.5.3锅炉主要辅机及部件介绍

1.5.4汽轮机及热力系统概述

1.6本章总结

第二章氧化皮形成的机理及危害

2.1氧化皮形成及剥落的机理

2.1.1影响金属氧化皮的形成及厚度的增长的因素

2.1.2影响金属氧化皮剥落的因素

2.2锅炉管壁氧化皮厚度测量

2.3固体颗粒冲蚀机理及影响因素

2.3.1固体颗粒冲蚀特性与冲蚀机理

2.3.2影响同体颗粒运行轨迹的因素

2.4固体颗粒对汽机通流部位的冲蚀

2.4.1固体颗粒对调节级喷嘴的冲蚀

2.4.2固体颗粒对调节级动叶的冲蚀

2.4.3固体颗粒对再热第一级的冲蚀

2.5氧化皮剥落危害的实例

第三章扬州第二发电厂锅炉氧化皮形成与剥落原因

3.1扬州第二发电厂锅炉爆管概况

3.2过热器爆管的特征

3.3锅炉受热面氧化皮厚度测量

3.3.1锅炉受热面金属氧化皮厚度分布

3.3.2氧化皮测厚结果反映的问题

3.4锅炉金属受热面超温问题分析

3.5机组启动过程中参数控制问题

3.6 T22金属材质及其影响

第四章针对锅炉金属氧化皮剥落问题的对策

4.1防止或减轻受热面超温的对策及实践

4.1.1锅炉燃烧调整

4.1.2锅炉设备改造

4.2防止金属氧化皮剥落或堵塞的运行对策

4.3防止锅炉金属氧化皮剥落的其它改造方案

4.3.1对易超温部位的管材进行更换，提高材质抗氧化温度

4.3.2对于直流炉建议进行给水加氧处理

4.3.3对受热面采用镀铬处理

4.3.4进行化学清洗

4.4汽轮机减轻固体颗粒冲蚀的方法

4.4.1改进汽机通流部分结构

4.4.2增大喷嘴和叶片之间的轴向间隙

4.4.3提高通流部分表面的耐冲蚀特性

4.5本章总结

第五章结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文清单