[實用新型]一種防止過熱器和再熱器氧化皮堵塞的裝置

有效

• 申請號: 201721806674.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN207815295U
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 王帥;路昆;張慶國;王學同;王凱;顏喜;王永佳;肖冠華
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: F22G3/00
• 分類號: F22G3/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本實用新型涉及一種防止過熱器和再熱器氧化皮堵塞的裝置。目前高溫過熱器和再熱器管道的彎頭底部氧化皮聚積較多，不易清理。本實用新型中：氧化皮防堵裝置位于過熱器或再熱器管道的進口段；氧化皮防堵裝置包括中部細管、矩形紐帶和固定端頭；中部細管為中空結構，矩形紐帶由中部細管的一端呈螺旋狀延伸至中部細管的另一端，固定端頭連接在中部細管一端的矩形紐帶處，氧化皮防堵裝置通過固定端頭卡在進口集箱與進口段的連接處。本實用新型成本較低，結構簡單，安裝方便，不僅可以避免高溫過熱器和再熱器升級材質帶來昂貴的成本，而且可以適應電網調峰導致的負荷快速波動的情況，降低運行人員的負擔，并且有效降低因氧化皮阻塞爆管造成的非停次數。

技術領域

本實用新型涉及一種防止氧化皮堵塞的裝置，具體涉及一種防止過熱器和再熱器氧化皮堵塞的裝置。

背景技術

超臨界機組及超超臨界機組中鍋爐高溫爐管內壁氧化皮剝落后在彎頭底部沉積而引起的超溫乃至過熱爆管問題是近幾年來困擾其安全與經濟運行的主要問題之一。高溫過熱器和再熱器管內壁的氧化皮層脫落，聚積在 U 型彎底部，減小了管道的通流截面，增加了蒸汽的流通阻力，管子內蒸汽流量相對減小，嚴重減弱了對管子的冷卻效果，造成了高溫過熱器和再熱器管短期過熱爆管。全國在運的超臨界鍋爐多次發生由于氧化皮層脫落造成鍋爐受熱面堵塞而短期過熱爆管。

高溫蒸汽管內壁生成氧化膜是個自然的過程，開始時氧化膜形成很快，一旦膜形成后氧化速度便減慢了。在超溫或溫度、壓力劇烈波動等情況下，由于管子母材和氧化膜不同的熱膨脹能力，金屬表面的氧化膜會產生裂紋，裂紋的存在使得基體金屬直接暴露于氧化環境之中，加速了氧化的進程，氧化層也開始向雙層、多層發展。隨著機組運行時間的延長，氧化膜的厚度增加，在鍋爐的頻繁啟動、停爐或升降負荷過程中，管子溫度變化幅度很大，由于母材和氧化膜的熱膨脹能力不同，基體會對表面的氧化膜產生拉或壓的作用，這些作用都會導致氧化膜開裂。剝離的氧化皮在 U 型彎的底部停滯。由于機組啟動時的蒸汽流量較小，無法將其帶走，脫落的氧化皮不斷的積聚，數量較多時，即便機組啟動后有了較大的蒸汽流量，也很難對其產生擾動并帶走，被堵塞的管子壁溫會異常升高，嚴重時會造成短期超溫爆管。

在鍋爐的啟動初期，由于受熱面溫變速率大，氧化皮脫落量大，同時蒸汽的流速低，氧化皮就會在受熱面的彎頭處沉積。T91和T23等鐵素體鋼蒸汽側氧化皮以片狀結構為主，TP347和TP347H等奧氏體鋼蒸汽側氧化皮以細小疏松的顆粒狀為主，過熱器管內氧化皮主要是碎片狀結構，而再熱器管內氧化皮主要是狹長的薄片結構。鐵素體材質和再熱器的工作壓力低等情況導致氧化皮尺寸更大，更加劇了U 型彎底部氧化皮的沉積和堵管。

目前高溫過熱器和再熱器 U 型彎底部氧化皮聚積較多，且個別管子內氧化皮結成核狀，無法用高壓空氣或蒸汽吹管的方法處理，而用化學方法處理會造成鍋爐管子的損壞，如申請號為CN201710301175.X的中國專利。因此，只能使用割管機械清理的方法。割下U型彎后，用銅棒敲擊垂直管子，使已經松動的氧化皮倒出。U 型彎內部清理后，用通球法100%通球檢查，全部清理后重新對口焊接。這種方法工作量大、檢修耗時多，存在重新焊接質量等問題。

如何解決氧化皮剝落后在彎頭底部沉積而引起的超溫乃至過熱爆管問題已經受到了很多人的重視和思考。

為了解決這個問題，目前傳統的技術主要有兩種方式：一是升級高溫過熱器和再熱器的材質，選用耐高溫氧化的材料，但是升級材質帶來昂貴的成本；二是優化機組正常運行調整，嚴格控制升降負荷速率，避免減溫水過早投入等，減少氧化皮的生成速率和脫落的速度，但是機組的頻繁啟停和響應電網調峰導致的負荷快速波動等情況會加劇氧化皮的生成速率和脫落的速度，并對運行人員的精細操作帶來了更大的挑戰。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種設計合理的防止過熱器和再熱器氧化皮堵塞的裝置，用于防止氧化皮堵塞過熱器和再熱器。