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电厂锅炉高温腐蚀及防护技术知识研讨.ppt
三、危害 3. 剥落的氧化皮若带入汽机,会损伤叶片、喷嘴和调门。 从高温过热器和再热器管剥离的氧化皮,很大一部份会被有着极高流速的蒸汽携带出过热器和再热器。至调门以后、或再经喷嘴后,获得更大的速度,这些被携带的氧化皮剥离物颗粒具有极大的动能,它们源源不断地撞击汽轮机叶片,使得汽轮机高压缸和中压缸的前几级叶片受到很大的损伤。损伤严重时,前二级叶片会变小、缺损, 降低机组出力。 汽轮机叶片固体颗粒侵蚀是超(超)临界机组面临的主要问题,并且随压力和温度参数越高,这一问题越严重。该问题较多发生在锅炉启动阶段,因锅炉受热面受热冲击引起管子汽侧氧化铁剥离,剥离的氧化物根据其质量及形状的不同以及该处蒸汽动量的大小,或在管内沉积,或随蒸汽运动并形成固体颗粒,使汽轮机调节级和高、中压缸第1级叶片产生侵蚀。 图1 被固体颗粒侵蚀的叶片 美、日等国在这方面都有很多经验教训,许多超(超)临界大机组在投产若干年后,由于严重的SPE而不得不更换调节级和中压缸第1级动、静叶。 三、危害-案例 2、汽轮机叶片固体颗粒侵蚀(SPE) 图 脱落的氧化皮 有一定厚度的氧化皮脱落时一般呈片状(见图),若能被蒸汽吹离,则会沿蒸汽流向运动并逐步加速。在管子弯头处蒸汽转向时,氧化皮在离心力的作用下会径直撞向管壁,产生变形或破碎。从过热器、再热器到汽轮机,脱落的氧化皮跟随着蒸汽,要经过很多次的转向。在此过程中不断的重复上述运动,最终成为许多呈颗粒状的氧化金属。 一般情况下,管内的蒸汽设计流速60m/s。蒸汽中所携带的金属颗粒的动能及对管道内壁的侵蚀较为有限。但当金属颗粒进入汽轮机的静叶后,流道内的蒸汽热能(焓)转换为速度能,出口流速可达甚至超过音速,导致金属颗粒被大大加速,造成汽轮机叶片固体颗粒侵蚀。 三、危害-案例 形成机理 三、危害 4.水汽系统二次污染 过热器和再热器的高温氧化剥皮,是热力设备水汽系统Fe的重要来源,是水冷壁管沉积速率高居不下的重要原因之一。 三、危害 被高速蒸汽带出过热器和再热器的氧化皮剥离物颗 粒, 在汽轮机内完成对叶片的撞击和冲蚀以后, 颗粒本身会破碎、变小、变细(90%在5μm~50μm),并增加了一些叶片本身被冲蚀的产物,进入凝结水系统。如无凝结水过滤或除盐装置或投运不正常,这些细小氧化铁颗粒进入系统后会在锅炉水冷壁管、靠近省煤器端的高加水侧加热管沉积,导致水汽系统二次污染。 四、预防与治理 防止氧化皮剥离最重要的措施是正确选材、保持不超温的运行条件和尽可能减缓机组温度变 化的速率。 四、预防与治理 对于预防氧化皮导致受热面爆管,化学专业主要应在以下几个方面做好基础工作,加强监督。 火力发电厂过、再热器氧化皮 生成原因及防治 二O一四年十一月 一、概述 二、氧化皮形成及脱落 三、危害 四、预防与治理 主要内容 一、概述 在火电机组中,由于蒸汽通流部件表面氧化层的形成与剥离,大大影响了锅炉运行的安全性、可靠性和经济性, 而且还殃及汽轮机和管道部件。在我国火力发电厂曾发生过许多大机组过热器和再热器管的堵塞爆管、主汽门卡塞和汽轮机部件的固体颗粒侵蚀问题。涉及的机组既有蒸汽出口设计温度为 540 ℃左右的亚临界和超临界机组,也有蒸汽出口设计温度为 570 ℃左右的超临界机组;涉及的管材既有TP304H、TP347H等不锈钢管,也有 T23、T91等铁素体类钢管,可以预见,随着机组向超临界甚至超超临界参数发展,此类问题将会更为突出。 早在六十至七十年代,国外就将蒸汽通流部件表面氧化层的形成与剥离作为重点问题进行过研究。结果认为,蒸汽通流部件表面氧化皮的生成与剥离主要是由运行工况的变化以及通流部件的选材等方面因素所决定的。近期研究还认为,蒸汽通流部件表面氧化皮的生成与剥离问题在不同的水工况条件下没有区别。但由于此问题涉及设计选材、机组运行等多方面因素,若不能协同各专业采取有力措施,此问题难以全面解决。 一、概述 锅炉高温段炉管广泛使用的铁素体和奥氏体管材,这些管材在高温下运行与蒸汽作用会在炉管内壁生成一层氧化层,可以阻碍铁和水或蒸汽间的进一步反应,可以防止管内介质中的某些成分对金属的腐蚀,但是在一定条件下,这些氧化层会与母材脱离,大量的氧化层剥落对机组运行的安全是极大危害。 锅炉受热面管内壁氧化膜剥离问题很早就在国外的一些锅炉上有所发现,但当时因锅炉参数较低,所使用的管材多是碳钢或低合金钢,这种钢管内壁形成的氧化膜的晶格结构与钢管基体的晶格结构相近,热膨胀系数相差不大,氧化膜与基体结合较为紧密,即使氧化膜厚度达到 1mm 与不易脱落;即使脱落也是点蚀状脱落,不会是大面积片状脱落。 一、概述 近些年来随着锅炉参数的不断提高,锅炉大量采用了高合金耐热钢以及奥氏体不锈钢,氧化皮脱落的问题日益突出,尤其是奥氏体不锈钢管,
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