[發明專利]一種高溫蒸汽氧化試驗裝置

在審

• 申請號: 201910295321.1
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110132827A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 張新;馬志寶;張坤;高大偉;劉永超
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司火力發電技術研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明公開了氧化試驗裝置技術領域的一種高溫蒸汽氧化試驗裝置，包括除氧水箱、給水箱、蒸發器、電爐、冷凝器、循環水箱、水泵、計量泵、循環水泵及若干閥門和管路，除氧水箱的上端還通過管路和設置在管路上的閥門連接補水口，蒸發器的內部安裝有除氧管，電爐的內部設有試驗倉，采用若干經不同處理工藝下的試樣置于該在高溫蒸汽氧化試驗裝置的電爐內，通過改變試驗溫度，獲得不同溫度氧化試驗的數據，根據不同工藝處理后的試樣在相同參數條件下的氧化試驗結果，可以比較材料的抗氧化性能，分析出各個試樣承壓部件不同表面處理工藝在抗氧化特性上的差異，提出改各個試樣抗氧化特性的工藝，并且能在工程實際上得以實現。

技術領域

本發明涉及氧化試驗裝置技術領域，特別涉及一種以模擬火力發電廠蒸汽流通部件服役狀態的高溫蒸汽氧化試驗裝置。

背景技術

鑒于我國目前資源狀況和煤炭在能源生產及消費結構中占用非常重要的比例，高效率、高參數的超臨界(SC)和超超臨界(USC)火電機組是火電發展的主要方向，超臨界(SC)和超超臨界(USC)燃煤發電技術是目前國際上比較成熟且廣使用一種清潔燃燒技術。鑒于世界現有的火力發電技術水平，不斷提升機組蒸汽參數是提高火力發電廠效率的主要途徑，即提高蒸汽溫度和蒸汽壓力。

由于火力發電廠鍋爐蒸汽溫度和蒸汽壓力的進一步增加，越來越多鍋爐爆管事故隨之發生。統計發現電站鍋爐事故中,受熱面管水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管,又稱“四管”的爆漏損壞事故最為嚴重和常見,約占鍋爐事故的,火電廠鍋爐的“四管”爆漏引起的非計劃停運時間占機組非計劃停運時間的48.9％左右,少發電量占全部事故少發電量的50％以上。造成“四管”爆漏事故的原因很多,一般大容量高參數鍋爐“四管”爆漏主要由于氧化、應力腐蝕、過熱、磨損、焊接質量及材質等原因引起。而對于承受高溫和高壓蒸汽作用的過熱器管和再熱器管來說,氧化和腐蝕更是造成爆管的主要因素。作為高壓高溫承壓部件的過熱器、再熱器管在高溫水蒸汽環境下管道內壁氧化嚴重，氧化膜剝落使得管壁有效壁減小，另一方面管壁氧化膜增厚也會使其導熱性變差，運行溫度提高，管道將處于超溫服役狀態，最后導致爐管爆裂失效。再者，剝落的氧化皮對汽輪機末級葉片造成嚴重的沖刷損傷，主汽門也會出現因剝落的氧化皮導致卡澀現象。

目前在役超臨界(SC)和超超臨界(USC)火電機組使用的管道。高溫水蒸氣會加速合金材料氧化，管道在水蒸氣中比空氣中氧化更嚴重，氧化機理也與空氣中氧化不同。在水蒸氣氣氛中，隨溫度升高，氧化速度明顯加快，氧化產物為Fe3O4、Fe2O3、(Fe,Cr)3O4和(Fe,Cr)2O3等，但在氧化初始階段也可能生成Cr2O3相，在表面形成一層保護性的氧化薄膜。隨著氧化速度加快和溫度的變化，厚氧化膜受到較大的生長應力和熱應力，加之氧化膜的塑性變形程度小，管道在服役過程中經常出現氧化膜開裂剝落現象，而氧化膜的剝落又進一步加快氧化速度。

目前，國內外對管道氧化機理的研究相對校多，對提高管道材料抗氧化性的方法也有不少的研究，但針對管道這個部件在實際運行過程中的防止氧化皮脫落的手段非常少，并且研究的許多提高抗氧化性的方法在實際工程上并不能適用。

基于此，本發明設計了一種高溫蒸汽氧化試驗裝置，以模擬火電廠蒸汽流通部件服役條件的參數和火電廠實際服役條件等手段，對管道抗氧化機理進行不同表面處理工藝下，管道抗氧化影響的研究，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高溫蒸汽氧化試驗裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。