超（超）临界锅炉高温管内氧化皮形成机理及堵塞规律研究

发布时间：2017-05-23 13:19

  本文关键词：超（超）临界锅炉高温管内氧化皮形成机理及堵塞规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着超(超)临界发电技术的发展,机组蒸汽温度、压力等参数大幅提高,锅炉高温受热面易发生蒸汽侧氧化并由此产生了一系列安全问题,其中剥落的氧化皮阻塞管道而造成锅炉过热器、再热器管超温爆管成为了影响超(超)临界机组安全运行的主要问题之一。 为了解决大型火电厂超(超)临界锅炉管内氧化皮剥落引起管道堵塞而出现超温爆管问题,本文紧紧围绕超(超)临界锅炉高温受热面管内氧化皮的形成与剥落机理、流动规律以及防治措施等方面展开研究。通过在典型超临界锅炉受热面布置、高温管道用材及其运行特点分析的基础上,对现场高温管材及其产生的氧化皮进行样本采集和特性研究。采用能量色谱仪、X射线衍射仪、光学金相显微镜和扫描电子显微镜,对超(超)临界锅炉的氧化皮成分与结构及管道爆口附近管材的金相组织与微区成分进行分析,得到了氧化皮的形成及剥落机理。结果表明在高温运行状况下,金属基体中的铁与渗透进来的氧反应生成FeO,形成内层高温氧化层,氧化皮由原来的2层膜转变为3层膜,且内层高温氧化层不稳定易分解,使氧化皮与金属基体之间产生不稳定层,在热应力的作用下从内层发生开裂剥落。通过研究超(超)临界锅炉高温管道氧化皮的流动规律,得到了氧化皮易堵塞部位,为电厂检测检修工作提供指导参考。 本文从锅炉运行调整方面,设备设计方面、选材及改造方面,以及表面处理和化学清洗等其它方面提出了预防和减少超(超)临界锅炉高温受热面管内氧化皮的形成及剥落的措施。这些防治措施可以有效地减少因氧化皮形成与剥落而带来的长期困扰大型火电机组安全运行的问题,提高了机组的可靠性。
【关键词】：超临界锅炉 氧化皮 爆管 形成机理 堵塞规律
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK224.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-26
• 1.1 选题背景11-19
• 1.1.1 国内外超(超)临界机组发展11-14
• 1.1.2 超(超)临界锅炉氧化皮堵塞问题14-15
• 1.1.3 超(超)临界锅炉氧化皮堵塞的危害15-19
• 1.2 文献综述19-22
• 1.2.1 国外超(超)临界锅炉氧化皮的研究现状19-20
• 1.2.2 国内超(超)临界锅炉氧化皮的研究现状20-22
• 1.3 论文研究目的及内容22-26
• 1.3.1 研究目的22
• 1.3.2 研究内容22-23
• 1.3.3 实施方案23
• 1.3.4 技术路线23-24
• 1.3.5 主要研究成果24-26
• 第二章 超(超)临界锅炉高温受热面特点分析26-34
• 2.1 超(超)临界锅炉高温受热面布置26-31
• 2.1.1 过热器系统26-29
• 2.1.2 再热器系统29-31
• 2.2 超(超)临界锅炉高温受热面管材31-33
• 2.3 本章小节33-34
• 第三章 超(超)临界锅炉氧化皮及管道爆口区分析34-44
• 3.1 超(超)临界锅炉高温受热面管内氧化皮分析34-37
• 3.1.1 分析方法及仪器34-35
• 3.1.2 氧化皮成分分析35-36
• 3.1.3 氧化皮XRD结构分析36-37
• 3.2 超(超)临界锅炉高温受热面管道爆口区分析37-43
• 3.2.1 分析方法及仪器37-38
• 3.2.2 金相组织分析38-40
• 3.2.3 扫描电子显微镜分析40-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 超(超)临界锅炉氧化皮形成与剥落机理及堵塞规律研究44-68
• 4.1 超(超)临界锅炉氧化皮的形成机理44-50
• 4.1.1 氧化皮的形成机理44-46
• 4.1.2 氧化皮形成的影响因素46-50
• 4.2 氧化皮的剥落过程50-58
• 4.2.1 氧化皮厚度与其热应力的关系50-53
• 4.2.2 氧化皮剥落的临界温度变化53-56
• 4.2.3 氧化皮破裂剥落机理分析56-58
• 4.3 氧化皮管内堵塞规律58-67
• 4.3.1 氧化皮在管内流动规律58-64
• 4.3.2 氧化皮堆积部位分析64-67
• 4.4 本章小节67-68
• 第五章 超(超)临界锅炉氧化皮剥落与堵塞防治对策68-75
• 5.1 锅炉运行调整68-70
• 5.1.1 避免超温和减小热偏差68
• 5.1.2 优化启停过程参数控制68-69
• 5.1.3 控制温度周期性波动和变化速率69-70
• 5.2 锅炉设备设计、选材及改造70-73
• 5.2.1 锅炉设备设计70-72
• 5.2.2 锅炉设备选材72
• 5.2.3 锅炉设备改造72-73
• 5.3 其它防治对策73-74
• 5.3.1 金属表面处理73-74
• 5.3.2 化学清洗74
• 5.4 本章小节74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 后续工作展望76-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果82-83
• 致谢83

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王力园;;600MW机组锅炉高温受热面氧化皮剥落原因分析及防治措施[J];广东电力;2011年03期

2 边彩霞;周克毅;朱正林;胥建群;;蒸汽侧氧化膜对锅炉T91钢管蠕变断裂寿命的影响[J];动力工程学报;2013年08期

3 刘定平;崔志鹏;;基于磁场强度的锅炉管内氧化皮测量精度实验[J];华南理工大学学报(自然科学版);2012年02期

4 唐杰;盖红德;游怡;;碱回收锅炉Ⅲ级过热器腐蚀原因分析[J];中国造纸;2012年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘定平;超（超）临界电站锅炉氧化皮生成剥落机理及其防爆关键技术研究[D];华南理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 艾志虎;超临界锅炉高温管内氧化皮失效及其数值模拟研究[D];华南理工大学;2012年

2 裴国雄;锅炉高温受热面内壁腐蚀及超温问题的研究[D];华北电力大学;2013年

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本文编号：388072