锅炉NOx控制影响及分析 我公司3×240t/h循环流化床锅炉SNCR烟气脱硝工程由江苏亿金环保科技有限公司设计、施工。目前，工程已接近尾声。通过初步的试运行和1#炉的168试运行，发现脱硝效果并不理想。喷入还原剂用量在设计值(249L/H)时，脱硝效率仅50%左右，出口排放NOx浓度在130mg/Nm3左右，只有当锅炉负荷低时，才勉强维持在100mg/Nm3左右。按照当前的锅炉运行状态，如要必须达到环保要求的100 mg/Nm3以下的目标值，需要喷入约3倍用量的氨水。 通过多方咨询及查阅资料，锅炉炉膛出口温度偏低是影响脱硝效率的主要原因之一。下面对循环流化床锅炉中的NOx生成机制进行说明，分析影响NOx浓度的因素，探讨控制NOx排放量的措施，提高脱硝效率，为循环流化床锅炉的达标运行提供参考。 1 NOx的生成机制 煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），这两者统称为NOx，此外还有少量的氧化二氮（N2O）产生。和SO2的生成机理不同，在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤燃烧方式、特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件关系密切。 在煤燃烧过程中，生成的NOx途径有三个： （1）热力型NOx（Thermal NOx），它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的。（2）燃料型NOx（Fuel NOx），它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx。 （3）快速型NOx（Prompt NOx），它是燃烧时空气中的氮和燃料中的炭氢离子团如CH等反应生成的NOx。 其中燃煤锅炉的NOx主要是燃料型的，它占总生成量约80%以上。热力型NOx 的生成与燃烧温度的关系很大，在温度大于1000℃时，热力型NOx的生成量可占到总量的20%；快速型NOx在煤燃烧过程中的生成量很小，可忽略不计。 2 NOx排放量影响因素分析 2．1燃料特性的影响
超临界锅炉高再管氧化皮脱落分析与解决措施 某公司2号炉，为哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，型号为HGl980/25.4-YMl。于2005年6月投产。 锅炉为单炉膛、一次再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构n型锅炉，锅炉设计煤种为神府东胜煤。主蒸汽额定蒸发量为1952t/h，温度543℃，压力25.4MPa；再热汽温度569℃。压力4.77MPa。 高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热器直接连接，没有布置中间连接集箱，采用逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列95屏，每屏管组采用10根管，人口段管子为Φ57mmx4.3mm，材质为SA-213T22，中间段管子为Φ51mmx4.3mm，材质为SA-213T91，出口段的前6根管子为Φ51mmx4.3mm，材质为SA-213 TP347H，后6(应为后4根)根管子与中间段相同。如图1所示。 图1 高温再热器结构图 1 高温受热面检查情况 根据其它超临界锅炉在运行中出现的问题，并结合日常金属监督统计结果，2007年2号机组首次大修中。将检查高温受热面有无氧化皮堆积列人检修项目。对屏过、末过、高再底部弯头有无氧化皮堆积进行射线拍片检查。屏过检查了4屏，末过检查了1屏，未在底部弯头处发现有氧化皮堆积。因2号炉的高温再热器在日常金属监督中，发现个别测点处经常有超温现象，故本次着重对超温处进行检查。 1.1 高再检查情况
图3 T91管内壁形 貌图4 P347管内壁形貌 日常的金属监督统计中知道高再只是在个别测点附近的管屏超温，从检修时的拍片检查证明了这一点。是超温严重引起氧化皮的产生与脱落。同时高再氧化皮堆积的分布特点是B侧多于A侧，可初步判断在水平烟道内存在流速或者温度场的左右分布不均，造成B侧高温再热器超温严重。同时我公司将高再的超温报警值定为626°C，此温度目前看来不合理．超过了T91的长期使用温度。不能保证高再的正常运行．应该降低。 高温再热器局部区域超温的原因是水平烟道内烟气分布不均，而烟气分布不均的原因：一是因吹灰器对中间的5-6排吹不到，使中间几个管屏处积灰严重，导致中间部分的通流面积小；烟气在两侧的流量大。二是从锅炉专业得知A侧空预器堵塞比B侧严重。使B侧烟气流量比A侧大。这就造成B侧超温严重，促进氧化皮的生成，使高再管底部弯头堆积较多的氧化皮。 3 处理措施 3.1 检修措施 考虑到检修时间，本次检修只对堆积高度超过10mm的高再管进行割管，取出堆积的氧化皮。 3.2 运行措施 1)对于检查出的氧化皮堆积高度低于10mm的管屏及其它还未检查的管屏，由发电运行部制定措施。于启动过程中利用旁路尽早建立较大的启动蒸汽流量。对再热器进行吹扫，力求将底部弯头堆积的氧化皮吹出，减少氧化皮沉积形成堵塞的可能性。 2)为防止氧化皮的脱落，运行上也采取了对应的措施，如启停机过程中控制升压降压速度；机组在启停操作当中，升(降)温升(降)压平缓可控，不可大起大落或者幅度过大。减温水操作时其投停和调节尽量平稳和小幅度操作。防止减温水大增大收的脉冲式变化；避免在蒸汽流量很低时投用减温水，防止出现启动过程汽温与壁温的大幅波动现象。
锅炉水冷壁管氧化皮生成、危害、防范措施 运行中，受热面钢材内表面氧化皮的生成是金属在高温水汽中发生氧化的结果。在570 ℃以下，生成的氧化膜是由Fe2O3和Fe3O4组成，Fe2O3和Fe3O4都比较致密(尤其Fe3O4) ，因而可以保护钢材以免其进一步氧化。当超过570 ℃时，氧化膜由Fe2O3、Fe3O4、FeO共3层组成( FeO 在最内层) ，主要是由FeO 组成，因FeO致密性差，破坏了整个氧化膜的稳定性。 一、锅炉氧化皮生成的主要因素 1.锅炉燃烧区域炉膛热负荷越大时，说明火焰越集中，此区域温度也越高，对锅炉燃烧稳定性和抗干扰能力越有利；但燃烧区域水冷壁吸热量也越大，水冷壁管越容易超温，为锅炉水冷壁管的氧化提供了有利的温度条件。 2.锅炉贴壁风速过低，会导致煤粉气流冲墙，造成水冷壁管减薄和超温。 3.水冷壁管检修工艺差，由于检修质量差，部分水冷壁管受热向内膨胀，由于热态下膨胀系数较大，使其过于靠近燃烧区域，受热超温。 4.水冷壁管的厚度过大或者不均（我厂水冷壁管厚度要求正偏差，且按吨交货），部分地方因传热和热阻不同，造成水冷壁管的各部位吸热量不同，部分地方有可能超温。 二、氧化皮剥离和堵塞的原因 1.氧化皮剥离和堵塞的因素有： ①部分管子长期超温，形成含FeO成分较多的易剥离的多层氧化膜。 ②在锅炉启停过程中，管子温度变化幅度较大，使得管内氧化皮容易剥离。 2.氧化皮剥落的危害 ①氧化皮堵塞管道，由于通流面积变小，流量变小引起相应的受热面管璧金属超温，最终导致管子超温爆破。 ②锅炉蒸汽管道内剥落下来的氧化皮，是坚硬的固体颗粒，严重损伤汽轮机通流部分高/中压级的喷嘴﹑动叶片及主汽阀﹑旁路阀等，导致汽轮机通流部分效率降低，损伤严重时甚至必须更换叶片。 ③检修周期缩短，维护费用上升。 三、控制氧化皮生成及剥落的防范措施 1.机组启动控制措施 ①主参数控制：汽包壁温升速率变化不大于1.5℃/min，最大汽温变化不大于5℃/min，受热面壁温不超过规定值。在机组启动过程中，全程监视各壁温测点
大唐保定热电厂 #10、11机组氮氧化物超标分析报告 分析人员：宋京辉汤辉苟雪峰赵勇毛春芳 报告编写：毛春芳 报告日期： 2013年01月28日 一、事件经过 17点14分至20点30分 #10炉氮氧化物出口浓度最高810毫克/立方米，#11炉氮氧化物出口浓度最高150毫克/立方米。运行值班人员立即进行调整，降低两炉锅炉氧量，#10炉最低降至1.7%左右、#11炉最低降至3.0%左右，已无调整余量。调整各层二次风配比，值长令降低工业、采暖负荷未取得明显效果，联系中调降两机组电负荷，因晚高峰未获批准。出现超标现象后，值长及时联系燃料将配煤比例改为1:1.8:1，经配煤调整后，于20:30机组NOx指标逐渐恢复正常。 二、原因分析 由于#10炉没有低氮燃烧器和脱硝装臵，目前采取的措施是增加烟煤掺烧比例，提高煤质挥发分创建还原区，来降低氮氧化物排放，#11炉低氮燃烧器设计煤种为50%的烟煤掺配50%的贫瘦煤。氮氧化物指标超标的主要原因是入炉煤烟煤比例下降导致。
筒仓存煤情况：#1筒仓存煤为古交，#2筒仓煤种为口泉、定州，#3筒仓煤种为老厂倒运过来的汽运。化验结果：#1筒仓古交煤挥发分13%，#2筒仓口泉挥发分为27%—31%左右。#3筒仓汽运混煤，煤种较杂。 #1仓古交煤导致制粉出力低，只能少量掺配，考虑到#3筒仓混煤挥发分不明，出于安全考虑，1月25日白班第一次上煤比例按1:1:1配比，通过燃烧情况和飞灰化验结果分析（飞灰达到7%），汽运煤种含有白煤（无烟煤）成分较多。第二次上煤比例调整为1:1.5:1配比， 17点14分氮氧化物升高后，再次将配煤比例调整为1:1.8:1。 1、来煤结构影响，汽运煤煤质变化较大，无法满足掺烧煤质要求。汽运煤中含有白煤是引起氮氧化物超标的主要原因。 2、发电二部在环保指标超标后，虽然进行了燃烧调整，但未能采取有效措施，将氮氧化物降低到合格范围内，导致了环保指标不同时段超标。 三、暴露问题 1、来煤结构不合理，尤其是古交煤磨制困难，无法多掺配，其次#3筒仓汽运煤煤质杂，只能凭经验和燃烧情况进行掺配。 2、发电二部在环保指标超标时，没有将环保指标作为优先指标处理，在降低热负荷无效的情况下，未能进一步降
超（超）临界机组氧化皮 生成、剥落机理与防治措施 锅炉水/蒸汽流通系统中氧化皮的生成、剥落与沉积主要集中在炉前高压给水系统、水冷壁、过热器、再热器、主汽调门中。氧化皮的生成、剥落与沉积受温度、压力、蒸汽参数（密度、离子积、介电常数、PH、氢电导率、阴离子含量、比电导率、氧化还原电位）、蒸汽溶氧量、蒸汽含铁量、蒸汽铬酸根含量等多种参数共同控制。在锅炉不同位置氧化皮的生成、剥落、沉积机理不同，炉前高压给水系统和水冷壁中的氧化皮的沉积主要是流动加速腐蚀所致。再热器、过热器与主汽调门中的氧化皮形成、剥落与沉积机理更加复杂，总的来说控制蒸汽含铁量、控制蒸汽氧化还原电位、降低蒸汽溶氧量有助于减少氧化皮的形成、剥落与沉积。 图1 电厂系统图
一、生成、剥落与沉积原理 1.1、氧化皮在炉前和水冷壁中的生成、剥落与沉积机理 碳钢在水中不稳定，有腐蚀倾向，只有在钢表面形成稳定的氧化膜后，才能保持稳定。在不同温度条件下，氧化膜的形成机制不同，其微观结构也不同。在较低温度条件下形成的磁性铁氧化膜是多孔、疏松的。在较低温度下，氧化膜的形成分为3步： 第一步：Fe的氧化和H+的还原: Fe→Fe2++2e-；2H++2e-→H2； 总反应为： Fe+2H2O→Fe2++2(OH-)+H2 (1) 第二步：Fe2+和2(OH-)极易发生反应生成Fe(OH)2； Fe2++2(OH-)→Fe(OH)2 (2) 第三步：Fe(OH)2被氧化生成Fe3O4； 3Fe(OH)2→Fe3O4+4H2O+H2↑ 由式(1)可见，在较低温度下，氧化膜的形成需要有一定量的铁离子和氢氧根。钢表面上的铁离子是由腐蚀过程扩散至表面的，而氢氧根则与水的PH值有关。磁性氧化铁的形成通常受形成和溶解2个反应动力学控制。任何条件的变化导致此动力学状态改变时，都会影响磁性氧化铁的稳定。扩散系数和介电常数等因素会综合影响碳钢的腐蚀速率。
超临界锅炉过热器氧化皮形成和剥落机理分析及预防措施 [摘要]介绍了XX电厂锅炉末级过热器因氧化皮引起的爆管情况。分析了超临界锅炉氧化皮的形成和剥离机理，并从锅炉设备运行、改造及管理等方面，提出了控制氧化皮形成和剥落的措施。通过采取这些措施，有效地控制了氧化皮的产生。 [关键词]过热器；氧化皮；壁温；堵塞；爆管 1锅炉过热器系统 XX电厂8号锅炉为上海锅炉厂引进美国阿尔斯通技术生产的单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、全钢架悬吊结构、固态排渣超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，型号为SG-1913/25.4-M95，蒸汽压力25.4MPa/4.19MPa，蒸汽温度571/569。过热和再热蒸汽调温除摆动燃烧器喷嘴调节外，主要靠喷水和调节煤水比。 2爆管情况 XXXX年X月XX日，XX电厂8号炉点火，至21日0：30，机组带负荷至600MW。6月221：50，锅炉再热汽温异常升高，给水流量突增至100t/h，现场检查68m处异音较大，确认为受热面泄漏。停炉后检查发现，末级过热器有两处爆口：第1处在右侧第14屏第9根管，爆口呈菱形，长度60mm，宽度32mm，端面光滑。爆口两边呈撕薄撕裂状，从爆口特征分析为短期过热爆口。第2处爆口在右侧第24屏第11根管，未全部爆开，长度20mm，爆口附近有众多平行的轴向裂纹，从爆口特征分析为长期过热爆口。在该根管下弯头处割管取出约90g 的氧化皮，其厚度0.14mm（如图1）。两处爆口全部在标高70m位置。爆管管子格：d38.1mm7.96mm，材质SA213T91。 发生爆管后，XX电厂采取源透视、胀粗测量、割管等措施扩大检查，共发现吹损减薄管35根，胀粗直径大于d38.5mm的管子6根，内部沉积氧化皮管子3根，对此全部进行了处理。爆管原因初步分析为：上海锅炉厂超临界锅炉末级过热器管屏内圈直管和下弯头部位设计使用了抗高温氧化性能比T91等级低的T23材料，在长期高温作用下，T23管内壁生成氧化皮，并不断增厚。在锅炉起、停以及负荷突变的情况下，由于母材与氧化皮的线膨胀系数不一致，温度应力差等致使氧化皮拉裂而发生剥落，顺蒸汽流至出口端下部弯头处堆积，使管路流通截面减小，进而发生过热而爆管。 1氧化皮形成剥落分析 1.1氧化皮的形成 钢表面氧化皮的生成是金属在高温水汽中发生氧化的结果。在570度以下，
不锈钢管内壁氧化皮脱落分析及防范措施 一、氧化皮结构及形貌 氧化皮由内、中、外3层结构和形貌不同的氧化物组成，内层仍为结构致密的富Cr氧化物，中间层为结构相对疏松、多孔的Fe3O4氧化物，内层与中间层的界面附近分布着较多的孔隙，最外层为结构致密但厚度不均的Fe2O3氧化物。 TP347H管内氧化皮
TP347H管内氧化皮 二、高温氧化皮对机组运行的危害 1、氧化皮剥离会造成受热面超温爆管。堵塞达到1 /2管径就会引起管道过热，有爆管危险.需要进行割管清理;当堵塞大于1/2管径，就 会使管道短期过热爆管。氧化皮的产生会影响金属换热效果，影响机
组运行的经济性。一般氧化皮堆积堵塞小于1 /3管径不会引起爆管，但影响热交换而且使氧化皮的产生速度加快，形成一种恶性循环 2、氧化皮的产生容易使主汽门卡涩，造成机组停机主汽门无法关闭威胁机组的安全运行，并容易堵塞细小管道、疏水阀门、逆止门等，使系统产生潜在隐患。 3、流动蒸汽带出的氧化皮对汽轮机部件产生固体颗粒侵蚀，造成汽轮机喷嘴和叶片侵蚀损坏并污染水汽品质，使汽水中铁含量增加，造成锅炉受热而沉积速率增加。 三、不锈钢过热器和再热器管子内壁氧化皮的生长、剥落规律及影响氧化皮生长速度和剥落倾向的因素 1、氧化皮的生成 高温蒸汽管内壁生成氧化皮是个自然过程，高温过热器使用材料(SA-213TP347H)为奥氏体不锈钢，当其长时间处于高温高压的水蒸汽中时，管子内壁会氧化。由于Cr的活性较高，在氧化的初始阶段，管子内表面会生成很薄的Cr2O3氧化皮，这层氧化皮的形成阻止了管子内壁进一步氧化，但随着运行时间的增加，氧化皮以下的基体相应地发生Cr的贫化，同时在超温或温度、压力剧烈波动等情况的作用下，外层氧化物出现细微的裂纹，Fe向氧化皮外扩散，大大恶化了其高温下的抗氧化能力，氧化发展速度加快，抗氧化性能降低，氧化层也开始向双层、多层发展。 通常认为金属温度和氧化速度之间呈指数曲线关系，温度的小幅提高就会引起蒸汽氧化速度的大幅增加，经常性超温或运行中管壁金属温
国外超超临界机组技术的发展状况 一、超超临界的定义 水的临界状态点：压力 22.115MPa，温度374.15℃；蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。锅炉、汽轮机系列（通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级）：次中压2.5 MPa，中压3.5 MPa，次高压6.5 MPa，高压9.0MPa，超高压13.5 MPa ，亚临界16.7 MPa，超临界24.1 MPa。 超超临界（Ultra Super-critical）（也有称高效超临界High Efficiency Supercritical））的定义：丹麦人认为：蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线；日本人认为：压力>24.2MPa，或温度达到593℃(或超过 566℃)以上定义为超超临界；德国西门子公司的观点：从材料的等级来区分超临界和超超临界；我国电力百科全书：通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。 结论：其实没有统一的定义，本质上超临界与超超临界无区别。 二、国外超超临界技术发展趋势 （一）超超临界机组的发展历史 超超临界机组发展至今有50年的历史，最早的超超临界机组于1957年投产，建在美国俄亥俄州（Philo 电厂6#机组），容量为125MW，蒸汽进汽压力31MPa，进汽温度621 / 566 / 566 C（二次再热）。汽轮机制造商为美国GE公司，锅炉制造商为美国B&W公司。 世界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段： 第一阶段（上世纪50-70年代）
以美国为核心，追求高压/双再的超超临界参数。1959年Eddystone 电厂1#机组，容量为325MW，蒸汽压力为34.5MPa，蒸汽温度为 649 / 566 / 566 C（二次再热），热耗为8630kJ/kWh，汽轮机制造商美国WH 公司，锅炉制造商美国CE公司。其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。1968 年降参数（32.2MPa/610/560/560 C）运行直至今，但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。 结果，早期的超超临界机组，更注重提高初压（30MPa或以上）,迫使采用二次再热。使结构与系统趋于复杂，运行控制难度更难，并忽视了当时技术水平和材料水平，使机组可用率不高。 第二阶段（上世纪80年代） 以材料技术发展为中心，超超临界机组处于调整期。锅炉和汽轮机材料性能大幅度提高，电厂水化学方面的认识更趋深入，美国对已投运的超临界机组进行大规模的优化和改造，形成了新的结构和新的设计方法，使可靠性和可用率指标达到甚至超过了相应的亚临界机组。其后，美国将超临界技术转让给日本，GE公司转让给东芝和日立公司，西屋公司转让给三菱公司。 第三阶段（上世纪90年代开始） 迎来了超超临界机组新一轮的发展阶段。主要原因是国际上环保要求日趋严格，新材料的开发成功，常规超临界技术的成熟。大规模发展超超临界机组的国家以日本、欧洲（德国、丹麦）为主要代表。日本以川越电厂31 MPa /654℃/566℃/566℃超超临界为代表，开拓了一条从引进到自主开发，有步骤有计划的发展之路，成为当今超超临界技术领先国家。其值得我们认真学习。 三、各国超超临界发电技术情况
关于锅炉氮氧化物控制的规定 为确保锅炉在运行当中，降低锅炉烟气氮氧化物，脱硝运行期间，喷氨量过大，与烟气中的SO3生成硫酸氢铵，造成空预器堵塞，现对锅炉脱硝调整规定如下： 1、锅炉脱硝运行期间，为调动锅炉操作人员对烟气氮氧化物指标控制的积极性，进行奖励与考核，奖励以每月每台炉四个班之间进行奖励。 2、锅炉脱硝装置运行期间氮氧化物控制在80-100mg/?之间，每月每台炉每班奖励500元。 3、锅炉氮氧化物分钟均值（5分钟）低于80 mg/?每班连续超标4次，小时均值超标一次，取消当班（8小时）奖金分配，扣除当天的奖金（22天计算每天的奖金），氮氧化物分钟均值（5分钟）低于80 mg/?每班超标4次以上考核100元，如连续在超过4次以上分钟均值累计相加考核，锅炉氮氧化物超过100mg/?以上由安环处按重新下发的指标控制进行考核。 4、每月统计的氮氧化物，指标在80-95mg/?之间，95mg/?为标杆值，氮氧化物在95-100mg/?之间，越接近100mg/?为最好，每月在每台炉四个班之间，评比第一名、第二名，第一名奖励200元，第二名奖励100元。
5、副值长、班长按每月4台炉氮氧化物的月平均值，评比出第一名、第二名、第三名进行奖励，第一名奖励400元(副职长、班长各200元)、第二名奖励300元(副职长、班长各150元)、第三名奖励100元(副职长、班长各50元),值系、班组有连续两天扣除当天奖金的（22天计算每天的奖金），连带扣除副值长，班长当天奖金（22天计算每天的奖金），对于值系未得名次的考核值系200元（副值长、班长各100元） 6、氮氧化物分钟均值，小时均值平均指标，氮氧化物分钟均值，小时均值超标指标统计由发电车间统计，上报生计处审核后进行奖金分配。 7、此规定下发后，前期下发的规定作废 中泰矿冶热电厂 生产技术处 2015年6月11日
世界火力发电机组的发展历史及现状, 论证采用超临界和超超临界参数将是新世纪初火力发电厂主要发展方向之一，近而说明我厂三期建成一台超临界机组符合时代发展的要求。 关键词：火力发电机组；超临界 1 前言 对我厂三期工程建设一台亚临界机组还是超监界机组的问题进行分析论证。并最终得出结论。 2 超临界化发展模式的成功实践 超临界火电机组是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。提高蒸汽初参数一直是提高这类火电厂效率的主要措施。当蒸汽压力提到高于22.1MPa时就称为超临界机组，如果蒸汽初压力超过27MPa，则称为超超临界火电机组。目前一些发达国家中，超临界和超超临界机组巳是火电结构中的主导机组或是占据一个举足轻重的比例，也就是说火电结构巳经"超临界化"了。以超临界化为特点的对火电结构的更新换代早在20世纪的中叶就已开始。超临界化可以说是火电发展的一种模式，一条道路，是被多国实践证明的成功模式。 美国于1957年投运的第一台125MW超临界机组的参数为31MPa/621℃／566℃／560℃，1958年投运的325MW机组的参数为34.4MPa／649℃／566℃／566℃，实质上它们已是迄今最高参数的超超临界机组。到60年代中期，新增机组中有一半采用超临界参数，但到70年代订货台数急剧下降。根据EPRI的一份调查报告认为，这一下降的原因是多方面的，当时美国缺乏超临界机组调峰运行的经验，最重要的是核电站担负起了基本负荷，因而对带基荷的超临界机组的需求量出现了下降，在采用超临界参数方面出现了反复。在日本和欧洲则情况则有所不同。尽管如此，从宏观上看美国在1967年-1976年的10年期间，共安装118台超临界机组，单机最大容量为1300MW，到80年代初，超临界机组仍增至170余台，占燃煤机组的70％以上，占总装机容量的25.22％，其中单机容量介于500-800MW者占60％-70％，至1994年共安装和投运了9台1300MW的超临界机组。 日本在1967年第一台超临界的600MW机组系从美国引进，在长崎电厂投运。此后日本的超临界压力火力发电得到了迅速的发展。截止1989年3月，日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中，超临界压力的为49350MW，占总装机量的65％，比重很大，致使火电机组全国供电煤耗由1963年的366g／kWh 降低到1987年335g／kWh 。1989和1990年在川越电厂投运的两台700MW机组的参数是两次再过热的31MPa /566/566/ 566℃℃℃，在满负荷下的热效率达41.9％，投运以来情况很好。目前在日本，450MW以上的机组全部采用超临界参数。从1993年以后已把蒸汽温度提高到566/593℃℃和593/593℃℃，一次再过热，说明这种等级的超超临界参数已达到成熟阶段。 原苏联也是世界上拥有超临界机级最多的国家，共有224台，总容量达79300MW，凝汽式汽轮机中，超临界机组的容量占48.7％。1963年，苏联投入第一台300MW超临界机组，其热耗率比超高压的200MW机组降低了5.2％。这一成功促使苏联决定，300MW以上的机组全部采用超临界参数。300MW 机组在70年代中期的可用率已达86.4％，1984年雷夫提恩电厂的300MW机组的利用小时达7043小时。德国早在60年代开始发展超临界机组，是研究和制造超临界机组最早的国家之一，但初期容量较小。1972年投运了一台430MW的超临界机组，1979年投入了一台475MW二次再过热的机组。德国VEAG电力公司在1999和2000年于Lippendorf电厂投产的两台900MW褐煤机组，蒸汽参数为26.8MPa/ 554/ 583℃℃，净效率为42％；计划于2002年在Niederaussen 发电厂投产的985MW褐煤机组，使用的蒸汽参数为26MPa/580/600℃℃，由于采用了以超超临界参数为主的多项提高效率的措施，净效率高达45.2％，机组滑压运行，可超负荷5 ％。最低负荷为50％，电厂大修期最少为4年。 丹麦是热能动力方面很先进的国家，在火电机组上也处于领先地位。在1998年在Skaebaek发电厂投产的
防止高温氧化皮脱落对机组造成危害的技术措施高温氧化皮是指金属与高温蒸汽中的氧发生氧化反应而生成的氧化物。在我国高温氧化皮研究是在2000年以后正式被提上议程，随着超临界发电机组在国内的不断投产，防止高温氧化皮生成、脱落对机组安全运行造成的危害越来越被重视。 一、高温氧化皮的特性 1、高温氧化皮生成具有阶段性：高温蒸汽管道的氧化皮在560℃以下生成非常慢，在560℃~590℃之间生成较快，超过590℃~620℃之间生成速度很快（超临界机组设备厂家和运行规程规定，锅炉主汽温度禁止超过590℃，一是考虑金属应力变形，二是考虑氧化皮问题），620℃以上又呈下降趋势。也就是说高温氧化皮生成具有阶段性。以前125MW机组、200MW 及300MW强制循环机组，由于温度不超过560℃，很少考虑氧化皮问题。 2、高温氧化皮随着机组连续运行时间延长厚度会逐渐增加，达到一定厚度会脱落，特别是在温度突变时，脱落速度会加快且成片脱落。 3、高温氧化皮开始生成速度较快，当形成氧化膜层后，生成速度逐渐减缓。 4、不同钢材抗氧化皮性能所有不同。 二、氧化皮脱落的危害及处理 1、机组连续运行时间越长，氧化皮层越厚，氧化皮脱落的可能性越大；温度反复突变，氧化皮越容易脱落。运行中氧化皮脱落，对汽轮机喷嘴、阀芯、叶片等部件产生冲击，容易损坏汽机部件。锅炉停炉及点火过程中，由于管道没有蒸汽流动或蒸汽量很小，脱落的氧化皮就会沉积在管道的下部或联箱的底部，容易造成部分管道的流通面积减小，在机组并网后锅炉燃料增加，烟温逐渐升高，部分流通面减小的过热器管因得不到蒸汽的充分冷却，就会超温，金属的分子结构发生改变，强度下降最后爆管。 2、防止氧化皮大面积快速脱落，一是保持温度升降平稳，避免大起大落，也就是在正常运行调整中，避免给水量大幅变化、减温水阀门突开突关；二是机组连续运行一段时间后（一般为2200小时），采用降温降压大流量冲刷一次，使已形成一定厚度但量不是太大的氧化皮脱落，随着蒸汽带走。这里所说的降温降压大流量冲洗，是指汽机调门全开，主汽和再热汽温度降至520℃，维持85%左右额定负荷运行4~6个小时。为什么选择这样的参数，原因如下：一、这样的参数，锅炉已达额定蒸汽量即大流量；二、降温降压的目的是增大蒸汽流量，提高锅炉管道蒸汽的流速，增强冲洗效果；三、汽机调门全开目的是降低进入汽轮机叶片等设备的流速，减少蒸汽携带的固态氧化皮对设备的冲击而可能造成的损害；四、主汽温度选
关于氮氧化物超标的预防措施 一、氨区运行维护 1、监视环境温度变化对液氨储罐压力的影响，尤其是冬季液氨储罐压力偏低，应及时对液氨储罐充氮或利用备用液氨储罐给运行液氨储罐打压，以维持其压力稳定。夏季时，监视液氨储罐压力，防止其超压运行。 2、液氨供应泵应可靠投入，如出现机械密封漏氨等异常情况时，应及时联系检修人员处理，尽快恢复备用，并保证液氨供应泵处理正常。 3、根据机组负荷情况及双机运行或事故状态等情况，导致供氨量较大时，应根据实际情况投、停蒸发器运行，并保持蒸发器水浴水位高水位运行，保证蒸发器水浴温度时刻大于70℃。 4、尽量维持供氨母管压力在0.2MPa以上，如供氨母管压力偏低，可对液氨储罐充氮或利用备用液氨储罐给运行液氨储罐打压，以设法提高母管压力。 5、在事故状态或供氨量较大时，氨区监视画面设专人监视调整。 二、SCR区运行维护 1、加强SCR区声波吹灰器的维护，发现声波吹吹灰器有不响的，压缩空气管道漏气等情况时，应及时联系检修处理，防止因吹灰不良导致催化剂层积灰，影响脱硝效率。 2、加强SCR区监视，当SCR区A、B侧供氨调节门开度一致，但A、B侧供氨流量不同时，及时联系修检查处理调节门或校验热工测点是否准确。
3、加强SCR区催化剂层入口温度监视，防止因入口温度高导致保护动作，造成SCR区供氨中断，必要时可开大再热器烟气调节挡板，关小过热器烟气挡板，开启再热器事故喷水的方法降低SCR区入口温度。 4、加强SCR区稀释风机的监视维护，防止稀释风量低导致保护动作，导致SCR区供氨中断。 三、锅炉调整 1、按照运行部相关规定调整氧量，加强监视调整，防止氧量超规定运行。 2、根据机组负荷情况，尽量维持下层磨煤机运行。 3、在满足磨煤机安全运行，石子煤量排放次数不超规定的情况下，维持低一次风压运行。开大磨煤机热一次风调节门，维持磨煤机风量稳定，参考磨煤机出口温度不低于56℃。 4根据锅炉氧量，合理送入二次风。 5、提高吹灰质量，防止受热面积灰，保证受热面换热效率。 6、严禁锅炉超负荷运行。 7、加强入炉煤质检测，尽量燃用接近校核煤种发热量的原煤。 8、尽量调平各磨煤机的给煤量。 9、保证磨煤机维护质量，确保磨煤机出粉细度均匀一致。 四、机组启、停及事故状态下的异常处理。 1、在机组启动投入SCR区供氨运行时，应确保供氨母管压力稳定，锅炉燃烧稳定，SCR区A、B侧催化剂层入口温度满足后，投入SCR 区供氨运行。
过热蒸汽管道内氧化膜得形成分为制造加工与运行后两个阶段。?过热蒸汽管道制造加工过程中氧化膜得形成就是在５70℃以上得高温制造条件下，由空气中得氧与金属结合形成得。该氧化膜分三层,由钢表面起向外依次为FeO﹑Fe3O4﹑Fｅ２Ｏ3。试验表明：与金属基体相连得ＦeＯ层结构疏松,晶格缺陷多，当温度低于５70℃时结构不稳定,容易脱落，或在半脱落层部位发生腐蚀.因此，在新锅炉投产前，一定要对锅炉进行酸洗,全部去除制造加工时形成得易脱落氧化层,然后重新钝化，以利在机组运行时形成良好得氧化层。同时,在基建调试期间也可以考虑对过热器与再热器管道进行加氧吹扫,将易脱落得氧化层颗粒冲掉得同时加速形成坚固得氧化层，否则,在投运后会产生严重得氧化皮问题.?在45０℃～570℃，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成得氧化膜由Fe2O３与Fe３O4组成，Ｆe２O3与Fe3O4都比较致密，可以保护或减缓钢材得进一步氧化.在570℃以上，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成得氧化膜由Ｆｅ2O3、Fe３O4、FｅO三层组成，FｅO在最内层,ＦeO就是不致密得，破坏了整个氧化膜得稳定性,氧化膜易于脱落。因此，过热蒸汽管道内壁在运行后所形成得氧化膜可分为两种情况: （1)?如果在锅炉投运之前,通过严格得酸洗与吹管两个环节，将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净,吹扫过程中或整机调试得初期，当锅炉运行在亚临界低参数工况下（此时温度不会超过570℃），使管道内壁形成致密得、不易脱落得氧化膜(由Fe2Ｏ3与Fe3O4组成,这种氧化膜与金属得基体结合很牢固，只有在有腐蚀介质与应力条件
下才会被破坏)。当日后机组运行于超临界工矿下,温度超过570℃时,这种氧化膜可以保护或减缓钢材得进一步氧化,同时自身也可以相对长期地保留.采用加氧运行，可加速形成上述氧化膜. 如果在锅炉投运之前，酸洗与吹管两个环节不过关,未将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净,则投运后很难形成致密得﹑不易脱落得氧化膜。这种易脱落得氧化膜在机组投运后产生恶性循环:脱落→氧化→再脱落→再氧化，最终形成大量得氧化皮。 什么就是氧化皮 超临界机组氧化皮问题，就是具体管材在高温、特别就是超温情况下，由水蒸气氧化生成氧化层，在达到一定厚度形成氧化皮后,主要由于快冷等原因造成大面积集中脱落，大量堆积使管内蒸汽流量减少或者中断，管内蒸汽冷却效果变差，导致再超温与短期过热爆管。 超温与快冷,不精确控制与不规范操作,就是伴随氧化皮问题而存在得三包胎兄弟。?在机组停运时，尤其高负荷非停后，特别发生过超温后非停,客观又由于风机等原因造成锅炉快冷,则管内氧化皮会大面积集中脱落,就会发生局部堵管与再次启动发生短期超温爆管事故。 氧化皮得危害 目前国内已投运得超／超超临界机组普遍存在严重得氧化皮问题，其危害巨大，主要表现在以下几个方面:?(１） 氧化皮堵塞管道,引起相应得受热面管璧金属超温，最 )?长期得氧化皮脱落,使管终导致机组强迫停机。?(2 壁变薄，强度变差,直至爆管.?(３） 锅炉过热器﹑再热器﹑主蒸汽管道及再热蒸汽管道内剥落下来得氧化皮，就是坚硬得固体颗粒,严重损伤汽轮机通流部分高/中压级得喷嘴﹑动叶片及主汽阀﹑
中国?海南中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集 11 火力发电机组超临界化的发展趋势 李波 （通辽发电总厂） 摘要：从世界火力发电机组的发展历史及现状, 论证采用超临界和超超临界参数将是新世纪初火力发电厂主要发展方向之一，近而说明我厂三期建成一台超临界机组符合时代发展的要求。 关键词：火力发电机组；超临界 1 前言 对我厂三期工程建设一台亚临界机组还是超监界机组的问题进行分析论证。并最终得出结论。 2 超临界化发展模式的成功实践 超临界火电机组是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。提高蒸汽初参数一直是提高这类火电厂效率的主要措施。当蒸汽压力提到高于22.1MPa时就称为超临界机组，如果蒸汽初压力超过27MPa，则称为超超临界火电机组。目前一些发达国家中，超临界和超超临界机组巳是火电结构中的主导机组或是占据一个举足轻重的比例，也就是说火电结构巳经"超临界化"了。以超临界化为特点的对火电结构的更新换代早在20世纪的中叶就已开始。超临界化可以说是火电发展的一种模式，一条道路，是被多国实践证明的成功模式。 美国于1957年投运的第一台125MW超临界机组的参数为31MPa/621℃／566℃／560℃，1958年投运的325MW机组的参数为34.4MPa／649℃／566℃／566℃，实质上它们已是迄今最高参数的超超临界机组。到60年代中期，新增机组中有一半采用超临界参数，但到70年代订货台数急剧下降。根据EPRI的一份调查报告认为，这一下降的原因是多方面的，当时美国缺乏超临界机组调峰运行的经验，最重要的是核电站担负起了基本负荷，因而对带基荷的超临界机组的需求量出现了下降，在采用超临界参数方面出现了反复。在日本和欧洲则情况则有所不同。尽管如此，从宏观上看美国在1967年-1976年的10年期间，共安装118台超临界机组，单机最大容量为1300MW，到80年代初，超临界机组仍增至170余台，占燃煤机组的70％以上，占总装机容量的25.22％，其中单机容量介于500-800MW者占60％-70％，至1994年共安装和投运了9台1300MW的超临界机组。 日本在1967年第一台超临界的600MW机组系从美国引进，在长崎电厂投运。此后日本的超临界压力火力发电得到了迅速的发展。截止1989年3月，日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中，超临界压力的为49350MW，占总装机量的65％，比重很大，致使火电机组全国供电煤耗由1963年的366g／kWh降低到1987年335g／kWh 。1989和1990年在川越电厂投运的两台700MW机组的参数是两次再过热的31MPa /566/566/ 566 ℃℃℃，在满负荷下的热效率达41.9％，投运以来情况很好。目前在日本，450MW以上的机组全部采用超临界参数。从1993年以后已把蒸汽温度提高到566/593 ℃℃和593/593 ℃℃，一次再过热，说明这种等级的超超临界参数已达到成熟阶段。 原苏联也是世界上拥有超临界机级最多的国家，共有224台，总容量达79300MW，凝汽式汽轮机中，超临界机组的容量占48.7％。1963年，苏联投入第一台300MW超临界机组，其热耗率比超高压的200MW机组降低了5.2％。这一成功促使苏联决定，300MW以上的机组全部采用超临界参数。300MW 机组在70年代中期的可用率已达86.4％，1984年雷夫提恩电厂的300MW机组的利用小时达7043小时。 德国早在60年代开始发展超临界机组，是研究和制造超临界机组最早的国家之一，但初期容量较小。 1972年投运了一台430MW的超临界机组，1979年投入了一台475MW二次再过热的机组。德国VEAG电力公司在1999和2000年于Lippendorf电厂投产的两台900MW褐煤机组，蒸汽参数为26.8MPa/ 554/ 583 ℃℃，净效率为42％；计划于2002年在Niederaussen 发电厂投产
600MW锅炉氧化皮脱落原因分析及防治措施 发表时间：2018-08-17T15:05:00.547Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：唐基林 [导读] 摘要：锅炉是一种能量转换设备，在很多领域均有较多应用。 （湖北华电襄阳发电有限公司湖北襄阳 441021） 摘要：锅炉是一种能量转换设备，在很多领域均有较多应用。但是锅炉氧化皮的脱落可能造成过热器短期超温爆管、堵管等问题，对设备运行稳定性、安全性等产生影响。本文对火力发电厂600MW锅炉氧化皮脱落原因方面的内容进行具体分析，对脱离危害方面的内容进行研究，最后以襄阳电厂为例对防治措施方面的内容进行阐述，希望为锅炉氧化皮脱落问题的防治工作提供一定启发和参考。 关键词：600MW锅炉；氧化皮脱落原因；防治措施 引言 随着国产600MW等级超临界、超超临界机组相继投产发电，国内许多电厂均出现了锅炉高温过热器、高温再热器氧化皮脱落导致爆管停炉事故，湖北某电厂同一台锅炉在一个月时间内就因炉管氧化皮脱落造成多次爆管停炉，给该电厂的安全、可靠、经济运行蒙上了一层阴影。其实，超临界锅炉高温受热面氧化皮的生成、脱落是一个必然的过程，是一个从量变到质变的过程，如果认识不够，没有超前防范措施，将会对设备造成严重后果，如锅炉传热恶化、汽轮机通流部分效率下降、锅炉高温受热面超温爆管、汽轮机固体颗粒物浸蚀、主汽门卡涩、叶片损坏等。下面对锅炉氧化皮脱落原因、防治措施方面的内容进行具体分析 1、氧化皮脱落的危害 氧化皮的脱落会使杂质进入管子底部位置，如果沉积量过多，便会对管道通畅性产生一定影响，从而会使受热面出现超温爆管的问题。例如，某电厂发生一起超温爆管事故，设备停运冷却之后开始内部检查工作，察觉到高温过热装置因进口管迅速升温的因素出现多个爆口，而吹损方面的原因同样导致高温过热装置出现几处爆口，且高温再热装置同样出现几处爆口[1]。检修人员对其进行抢修处理，从其中取出较多的氧化皮，弯头位置取出的最大值近 400 克，通过研究分析，发现大规模爆管问题的原因便是氧化皮的脱落，对管道造成了堵塞，进而引发锅炉超温爆管，因未能在第一时间对其进行停炉，锅炉蒸汽压力较高，进而让爆管炉内出现扭曲及不定向位移等问题。 2、锅炉氧化皮脱落原因分析 2.1氧化皮形成原因 超临界直流锅炉运行温度高达560～570℃，这一温度正好处在水蒸汽的强氧化区间内（500～700℃），在这个区间内水蒸汽对金属受热面的氧化能力比空气高达十几倍，因此很自然地在金属内壁生成氧化皮。锅炉实际运行情况下，高温过热器、高温再热器管内水蒸汽流量大，流速高水与金属反应产生的氢气被水蒸汽带走，因此PH2/PH2O远远低于平衡值，导致金属持续被氧化。在高温过热器、高温再热器管内流过高温蒸汽时，水蒸汽与金属元素铁发生化学反应，最初生成Fe3O4氧化膜，这层氧化膜是致密的和富有韧性的，一旦生成氧化速度就会减缓，对金属母材起着保护作用[2]。 2.2氧化皮脱落机理 氧化皮脱落必须具备两个条件：氧化膜达到一定厚度（因管材、温度变化速度而异，对于不锈钢为0.05～0.1mm，铬钼钢为0.2～ 0.5mm）；母材基体与氧化膜之间的应力达到临界值（因管材、温度变化速度、氧化膜特性而异）。这两个条件相互之间还存在一定影响，氧化皮剥落的允许应力随着氧化皮厚度的增加而减小。奥氏体不锈钢的内壁氧化膜在双层界面处脱落是自然发生的，剥落的临界厚度因锅炉管材、管子规格、运行工况和温度变化幅度而不同，一般在0.05～0.1mm左右，通常容易剥落的是磁性Fe3O4和少量的а-Fe2O3。高温过热器、高温再热器钢材的热膨胀系数存在差异，在氧化层达一定厚度后，尤其是在金属温度反复波动和变化，使金属应力交替变化，氧化皮很容易从金属本体剥离。 3、600MW锅炉氧化皮脱落的防治措施 3.1提高锅炉制造质量 采用晶粒度等级高的钢材。国内超临界直流锅炉高温受热面（屏式过热器、高温过热器、高温再热器）材质一般采用耐高温的奥氏体不锈钢，如T91、T23、TP304H、TP347H等，这些钢材逐渐被国产化，但国产钢材质量与进口钢材质量还存在很大差异。从有关资料分析得知，国产钢材晶粒度等级低于进口钢材，造成氧化皮生成量差别大，在高温下更容易出现氧化皮脱落[3]。湖南某电厂采用国产的TP347H 钢材，锅炉运行不到半年就多次发生因高温过热器和高温再热器氧化皮脱落造成爆管停炉事故。另外，尽可能采用抗氧化、耐腐蚀性能更好的钢材。锅炉制造厂应对新材料、新工艺进行积极研究，在做好引进技术的同时还应借鉴国外的先进经验，从电站锅炉设计上进行改进，在制造工艺上进行改良。 3.2加强锅炉安装前检查和检修维护工作 做好安装前检查，严把安装工艺关。过热器、再热器在安装过程中总会存在安装偏差，如管束之间间距、节流孔径不一致，运行中则不可避免地出现受热面的热偏差。锅炉在安装前检查不认真，成品保护不良，锅炉U型管内进入杂物，锅炉吹管不彻底将会造成锅炉管之间流量不均，管壁超温，氧化皮生成量突增。锅炉疏水点安装不规范、安装过程中造成疏水管堵塞，运行中出现管壁超温。这些问题的存在，就会导致运行中锅炉管内氧化皮生成厚度、 致密度不一致，最终导致脱落、聚积、超温、爆管。定期割管检查，分管编号，做好高温管档案记载。利用每次停炉机会，查看高温受热面变形、弯曲情况，并对高温段割管检查、取样化验，对氧化皮厚度进行测量，进行垢量分析，分管编号，做好高温管档案记载。 3.3加强锅炉运行管理 要重视超临界直流锅炉氧化皮脱落潜伏的危害性，电厂应成立攻关小组，经常性开展锅炉氧化皮脱落原因分析，提出控制策略，指导生产实践。华电湖北襄阳电厂因600MW锅炉投产初期氧化皮脱落，造成锅炉频繁超温、爆管，电厂管理层高度重视，组织专家会诊和治理，总结出大量运行管理经验，并制定防范措施，取得良好效果。例如，锅炉启动和运行中，要加强锅炉汽水品质的监督，尽可能提高控制标准。锅炉启动前上水时必须用合格的除盐水，水温控制在70～90℃，炉水水质合格方可点火。必须严格执行冷、热态清洗流程，防止不合格的蒸汽进入汽轮机。在锅炉点火阶段，采用油枪配合等离子的方式助燃，投油枪点火1小时后再启动第一台制粉系统，防止点火初期锅炉壁温突升。在锅炉点火至并网阶段严格控制升温率小于1.5℃/min，启动过程中特别注意减温水调整，尽量使用一级减温水，机组负荷在150MW以下时，禁止使用二级减温水。锅炉启动运行第一周，锅炉过、再热汽温降温运行，分阶段控制汽温，逐步将过、再热汽温提升