如何對付惱人的超（超）臨界機(jī)組高溫氧化皮

超（超）臨界鍋爐受熱面金屬在高溫高壓環(huán)境中可以與蒸汽直接反應(yīng)，極易被氧化而生成氧化皮。當(dāng)氧化皮達(dá)到一定的厚度和運(yùn)行條件發(fā)生變化時(shí)，鍋爐過熱器、再熱器等受熱面內(nèi)氧化皮會發(fā)生剝落，會給機(jī)組的運(yùn)行帶來很多問題和不良影響，具體包括：①氧化皮剝落會導(dǎo)致鍋爐受熱面內(nèi)部通流部分發(fā)生堵塞，從而使鍋爐金屬受熱面發(fā)生局部過熱而爆管。②剝落的氧化皮進(jìn)入汽輪機(jī)會沖蝕汽輪機(jī)通流部分，不僅沖蝕葉片，而且影響汽輪機(jī)的級效率。③沉積于汽機(jī)主汽門閥芯和閥座之間的剝落氧化皮，會造成汽機(jī)主汽門卡澀。機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)主汽門關(guān)閉不嚴(yán)會造成汽機(jī)超速事故，威脅著機(jī)組的安全運(yùn)行。④剝落的氧化皮隨凝結(jié)水流動會堵塞疏水管。⑤剝落的氧化皮還會造成機(jī)組的汽水品質(zhì)惡化等不良影響。氧化皮堵管引起的事故會給電廠帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，已引起了電廠的高度關(guān)注，每年都需要花費(fèi)大量資金來治理氧化皮問題，國內(nèi)外學(xué)者也做了不少關(guān)于氧化皮方面的研究，認(rèn)為過熱器和再熱器氧化皮的剝落，主要是由于運(yùn)行工況的條件（如超溫和溫度壓力變化以及材料等方面因素）所造成。因此可以通過控制運(yùn)行工況來減緩氧化皮的增厚，控制溫度變化速率來控制氧化皮的剝落，此外還可以選用抗氧化性能更好的材料制作過熱器和再熱器等關(guān)鍵部件。但是，目前最可行的辦法還是通過對氧化皮的檢測，及時(shí)排查存在的堵管問題，以防爆管。無損檢測方法推薦磁性檢測法是利用自身攜帶的永磁體，在鍋爐高溫管道上產(chǎn)生一個(gè)縱向磁場。如管內(nèi)有氧化皮，因其表現(xiàn)為鐵磁性，則磁力線發(fā)生變形，周圍磁場強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)改變。研究氧化皮與磁場強(qiáng)度的耦合關(guān)系，可以表征管內(nèi)氧化皮的狀況。氧化皮磁性檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：①檢測成本低，安全可靠，而且不影響電廠的檢修時(shí)間；②檢測周期短，相對傳統(tǒng)方法能立即獲取檢測結(jié)果，使管內(nèi)氧化皮被及時(shí)清除；③檢測靈敏度高，檢測裝置的敏感元件對磁場非常敏感，少量氧化皮也可測到，此外，還能檢測其他來源的鐵磁性異物；④對環(huán)境要求低，無需對被測物進(jìn)行表面處理。因此具有廣闊的應(yīng)用前景。基于以上優(yōu)點(diǎn)，這里推薦采用磁性檢測技術(shù)對氧化皮的堆積情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。氧化皮剝落評估方法對特定規(guī)格（管徑和厚度）的奧氏體不銹鋼管內(nèi)氧化皮堆積量進(jìn)行評估，當(dāng)管內(nèi)存在不同堆積量的氧化皮時(shí)，檢測儀會輸出不同的磁信號，因此可以通過試驗(yàn)對不同堆積量和磁信號之間的關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，然后根據(jù)現(xiàn)場測定磁信號的大小進(jìn)行對比，可判斷現(xiàn)場管道內(nèi)氧化皮的堆積量。檢測不同堵管面積下磁通量的大小，建立磁通量與堵管面積之間的關(guān)系；同時(shí)計(jì)算不同堵管面積下管壁溫度值，以確定堵管面積與管壁溫度的關(guān)系。管內(nèi)氧化皮堆積量與磁通量關(guān)系的測量示意圖采用幾何參數(shù)為?48mm×6.5mm的304不銹鋼管，在合適的部位沿徑向剖開，填入高度分別為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm的氧化皮，測定對應(yīng)的磁通量值。測量結(jié)果如下圖所示：管內(nèi)氧化皮堆積深度與磁通量關(guān)系的測量結(jié)果由上圖可知，隨著管內(nèi)氧化皮堆積深度的增加，磁通量逐漸增加。通過計(jì)算可以轉(zhuǎn)換為磁通量（mVs）和堵管面積（cm2）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系：y=-3.3864+3.2427cosπx式中：y為磁通量；x為堵管面積/流通面積。根據(jù)所測得的磁通量及磁力變化，反推出堵管面積/流量面積（x），可將爆管風(fēng)險(xiǎn)分為以下四檔并提出評估結(jié)果：當(dāng)x≤0.3時(shí)，無爆管風(fēng)險(xiǎn)。但影響熱交換，加快氧化速度，應(yīng)該加強(qiáng)該管道的監(jiān)督力度；若堆積量接近上限，應(yīng)進(jìn)行氧化皮吹掃，及時(shí)將氧化皮排出。當(dāng)0.3≤x≤0.5時(shí)，低風(fēng)險(xiǎn)爆管。引起管道過熱，長時(shí)間過熱會有爆管風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該進(jìn)行