黄山初冬，寒而不冻，超（超）临界锅炉氧化皮监控对策及疑难问题技术交流研讨会在业内同仁的期待下，于2013年11月29-30日在黄山召开。会议邀请国内资深专家和生产一线高级技术主管徐洪、肖芝林、周江、许好好、尹金亮、陈培生、金万里、肖旻砚、梁志远发表主题演讲，举办专题讲座。
会议现场
超（超）临界锅炉氧化皮监控对策及疑难问题技术交流研讨会
首先，与会嘉宾进行自我介绍，接着中国电力科技网魏毓璞主任宣布会议开始：“自2007年我们连续召开七届‘超超临界机组技术交流年会’，几乎每次会议氧化皮都是大家关心的焦点。近期超（超）临界锅炉管内蒸汽侧氧化皮产生、脱落、堵塞爆管和管外烟气侧高温腐蚀问题暴露突出，引起“非停”事故，因此中国电力科技网决定召开会议，专题研讨。为筹备会议，会务组提前征集大量疑难问题；本着对与会嘉宾高度负责的精神，徐洪研究员、周江高级工程师等专家在会前翻阅技术资料，不断优化PPT，从理论和实践两个方面做了大量准备工作，相信各位一定不虚此行、有所收获。”
中国电力科技网魏毓璞主任主持会议
国电浙江北仑第一发电有限公司锅检和金属监督专责周江高级工程师发表“蒸汽侧氧化监控技术研究成果介绍”演讲：a.氧化皮问题多样性及复杂性原因探讨；b.基建中防止氧化皮问题的努力；c.壁温监控系统及应用分析；d.炉内壁温的测量和分析；e.蒸汽侧氧化氢监测的实践及探讨；f.加氧后如何控制氧化速度；g.实际运行条件下喷丸与否的管子氧化皮对比；h.严重氧化皮堵塞锅炉连续四年无爆泄之经验。本专题用大量事例论述氧化皮问题的多样性和复杂性。指出影响氧化皮生长速度的关键是：材料本身的抗蒸汽氧化温度与其所处部位的内壁温度。这两个温度实际值的波动受多种因素的影响。在目前材料抗蒸汽性氧化温度余量小的情况下，要防止氧化皮问题，需要材料、锅炉、化学、运行和仪控等专业的通力合作。针对目前没有任何直接手段监测加氧对高温受热面危害，创造性地运用了氢量平均值来调节不同时期合理的加氧量。通过对膨胀量的计算，从理论上指出了目前以缓慢启停等为主要手段的控制氧化皮脱落方法。提出了在不同停机状态下不同的控制手段，并经过存在严重氧化皮堵塞机组，四年四次正常停机检修和三次短时停机考验。
国电浙江北仑第一发电有限公司高级工程师周江
中电投安徽淮南平圩发电有限责任公司高级工程师金万里发表“氧化皮产生状况对比综合分析”演讲：a.不同运行参数、不同炉型结构、不同水处理后和不同区域氧化皮状况对比；b.氧化皮脱落轻重原因分析；c.氧化皮脱落处理措施；d.氧化皮产生隐患和防控对策。通过149台次锅炉对比综合分析，表述我国4种炉型、不同地区、不同水处理氧化皮产生状况，成功消除氧化皮堵塞风险，提示从设计选材、温度控制、化水处理、停炉检测处理着手即可解决氧化皮堵塞隐患，提出行之有效防控对策。
中电投安徽淮南平圩发电有限责任公司高级工程师金万里
华电望亭电厂教授级高级工程师陈培生发表“超超临界机组高温炉管氧化皮堵塞预防管理”演讲：a.设计阶段监督管理；b.制造阶段监督管理；c.安装阶段监督管理；d.运行阶段监督管理；e.检修阶段监督管理。指出要从设计、制造到运行检修全过程进行严格技术监督和控制，才能有效防止超（超）临界机组高温炉管氧化皮堵塞爆管事故的发生。在机组投产运行之前如果不能有效做好各项工作，如：设计阶段管材的选择；过热器和再热器的结构布置；炉管壁温测点的位置和数量；是否设置节流圈；锅炉制造安装调试质量等等。那么在机组运行阶段就很难有效控制高温炉管内氧化皮脱落和堵塞，明确提出过量的含氧量会加速高温炉管内壁氧化皮的生成和脱落。从目前情况看，能有效防止高温炉管内壁氧化皮脱落和堵塞的主要手段：一是减少和防止炉管超温运行；二是尽量减少炉管内高温蒸汽的含氧量，尽可能提高给水质量；三是尽可能地减少高温炉管的升降温速度。
华电望亭电厂教授级高级工程师陈培生
华电电力科学研究院工程师肖旻砚发表“基于服役条件下超(超)临界锅炉用新型耐热钢高温蒸汽氧化特性研究”演讲：a.超临界流体性质；b.各金属材料氧化膜表面形貌的分析；c.金属材料高温蒸汽氧化机理及对策；d.氧化皮生长数据模型的建立与应用。超(超)临界机组受热面管路中氧化皮生长与剥落的研究不能仅局限于某个单一专业领域，它的生长机理与控制对策研究需要以锅炉机组运行介质——超临界水的性质为主要依据，结合水质，锅炉运行状况，氧含量等因素综合考虑。通过对氧化皮生长数据的收集，结合数据模型预测等方法对氧化皮生长趋势进行预测。
华电电力科学研究院工程师肖旻砚
浙江浙能能源技术有限公司材料专业主管/高级工程师许好好发表“超（超）临界锅炉TP347H材料高温炉管氧化皮问题”演讲：a.典型超（超）临界锅炉TP347H材料高温炉管氧化皮剥落堆积情况简介；b.TP347H材料高温炉管氧化皮生成与剥落特点分析；c.影响TP347H材料氧化皮生成和剥落堆积主要因素分析与探讨；d.TP347H材料高温炉管氧化皮剥落堆积的防范与治理；e.TP347H材料升级决策依据和建议。结合典型超（超）临界锅炉TP347H材料高温炉管内壁氧化皮剥落案例，根据测试数据和剥落规律统计事实，提出了蒸汽温度是主导氧化皮生成速率首要因素的结论，据此提出控制氧化皮生成与剥落防范措施，以及TP347H材料升级改造依据。对于超（超）临界锅炉给水加氧工艺，提出：1）为防止和减轻水侧的流动加速腐蚀（FAC），给水加氧工艺是必由之路；2）对高温蒸汽侧，鉴于富余氧可能带来的负面影响，采取精确加氧工艺也是必由之路。
浙江浙能能源技术有限公司高级工程师许好好
周江主持答疑，针对预先收集的近20个单位的疑难问题，进行了分类详细解答、说明。对喷丸质量检验问题，不但介绍了日本金相法和ALSTOM采用显微硬度法的各自要求，还对比了各自优缺点。由于喷丸质量对抗蒸汽氧化影响很大，建议应在合同中明确喷丸的深度及喷丸范围要求。解释了金属材料的抗火焰氧化温度、抗蒸汽氧化温度及许用温度区别。对调试和运行期间如何更有效防止氧化皮危害也进行了分析讨论。
11月30日，中电投河南技术信息中心高级工程师尹金亮发表“基于超超临界机组发电设备状态监测的综合治理研究”演讲：a.锅炉氧化皮治理思路；b.氧化皮预防及控制措施；c.炉管氧化皮厚度与金属当量温度；d.热偏差与调试优化和运行管理；e.基于ORP的精确给水加氧控制技术。全铁给水系统中给水处理优化的趋势是由还原性处理转向氧化性处理，但国内加氧控制宽泛，提出了基于ORP的精确给水加氧控制技术，通过给水O2、PH值和氢电导协调控制，实现较低给水含氧量精细控制，减小了FAC和锅炉压差，减轻了加氧对氧化皮生长和脱落不利影响。
中电投河南技术信息中心高级工程师尹金亮
华能金陵发电有限公司副总工程师/高级工程师肖芝林发表“华能金陵电厂减缓锅炉蒸汽通道氧化皮生成以及控制氧化皮适时脱落的探索”演讲：a.锅炉高温管箱基材配置及壁温限值；b.二号炉氧化皮大量脱落经过及原因分析；c.影响蒸汽通道氧化皮生成速度的因素；d.减缓氧化皮生成速度的举措；e.控制氧化皮适时脱落的探索。借助华能金陵发电有限公司超超临界百万机组生产实践，对某次锅炉高温受热面爆管停机过程氧化皮大量脱落的原因进行详细分析，根据脱落氧化皮晶相分析判断，氧化皮主要从晶粒较粗的TP347H管材上脱落，而之前高温受热面在运行中并没有出现严重超温现象，所以晶粒较粗的TP347H容易产生氧化皮，并在停机过程中因壁温大幅波动而脱落；同时详细探讨了氧化皮生成原因、脱落机理，重点阐述了氧化皮生产速度和脱落的影响因素，并从正常运行、起停机和检修管理等角度控制氧化皮适时脱落，这对超超临界锅炉控制氧化皮产生和脱落具有借鉴作用。
华能金陵发电有限公司副总工程师肖芝林
西安交通大学能动学院博士梁志远发表“国产耐热钢Super304H蒸汽氧化机理研究”演讲：a.Super304H钢服役机组介绍；b.氧化层微观形貌及生长机理推测。基于超超临界机组使用的新型耐热材料实机运行试验时间较短，多炉次材料氧化性能统计数据不足的现状，报告对国产Super304H钢蒸汽氧化机理进行了研究。研究结果表明运行12k小时管内壁氧化物由致密的Fe-O外氧化层和复杂胞状内氧化层组成，而运行34k小时的管内壁氧化层发生局部剥落，未剥落的氧化物呈典型双层结构。内层氧化物生长主要是以胞状结构向基体延伸，其中原晶界处尖晶石状氧化物生长与晶内氧化呈竞争模式，氧离子传输速度成为关键因素。Cr和Fe的氢氧化物挥发生成空洞，空洞的生长，聚合，最后导致裂纹生成，而氧化层间不同的热膨胀系数进一步加剧，最终导致剥落发生。
西安交通大学能动学院博士梁志远
会议安排运行和拟建两个电厂典型案例分析、会诊，在周江主持下，首先由江苏利港电厂介绍600MW锅炉氧化皮问题具体实践和大流量蒸汽冲管试验数据，专家和与会嘉宾共同参与，从中大家也得到了启发，在吸取经验教训的基础上，提出针对性解决方案；对华电富拉尔基热电厂提供的锅炉厂初步选材方案，专家提出了制造厂设计选材时仅考虑材料的许用温度，没有考虑抗蒸汽氧化温度的问题及改正意见，并通过会议当场举手的方式，了解同类锅炉选材产生氧化皮问题的事例。会议结束前该厂即表示，经与制造厂沟通决定对选材进行部分更改。这对该厂和大家筹建超（超）临界机组避免失误，少走弯路具有极大意义。由于周江就大家会前提出的疑难问题，提前做了大量准备工作，因而整个过程他表现突出，贡献颇多，赢得了与会嘉宾的敬重。
技术交流
左上：神华国华（北京）电力研究院有限公司谢建文；右上：华电安徽芜湖发电有限公司贺江南；左下：华润电力有限公司马成海；右下：华能上海电力检修公司徐晓阳
互动答疑
左上：上海电气电站集团工程公司熊伟；右上：华能山东发电有限公司生产部张华东；左下：中国电力出版社安小丹；右下：大唐长山热电厂运行部任兰玲
江苏方天电力技术有限公司首席工程师徐洪发表“超超临界火电机组蒸汽通道氧化皮剥落理论研究最新进展”演讲：a.环境破坏说要义；b.给水加氧处理引发蒸汽通道氧化皮剥落的机理；c.氧化皮剥落之影响要因分析；d.氧化皮双层界面铬蒸发的特征指标；e.氧化皮大面积脱落后金属表面的状态。在ASME POWER 2011诞生的“环境破坏说”以崭新的视角诠释了给水加氧处理引发蒸汽通道氧化皮剥落的机理，指出氧化皮脱落并非由纯物理因素所引起，而是物理和化学因素共同作用的结果。基于“环境破坏说”的氧化皮剥落理论全面、系统地阐释了锅炉高温受热面氧化皮剥落的影响因素。双层氧化皮内、外层界面存在的空穴是氧化皮剥落的内因，氧化皮承受的应力是氧化皮剥落的外因。氧化皮空穴的成因又可分为内因和外因，内因主要是金属含铬量，外因主要包括蒸汽参数和蒸汽含氧量等。主蒸汽含氧量与铬酸根含量之间具有显著的正相关性，而主蒸汽氢电导率是反映氧化皮铬蒸发的特征指标。外层氧化皮剥落以后，内层氧化皮会继续增厚，但难以剥落。对于已经发生了氧化皮大面积剥落的超（超）临界锅炉，如果检查确认高温受热面氧化皮剥落比较完全，脱落之氧化皮清理比较彻底，则在相当长时期内氧化皮剥落都将不再是运行忧患。
徐洪在2009年日本神户召开的国际动力工程会议（ICOPE-2009）上首次提出“超超临界压力锅炉垂直管屏水冷壁频繁失效的直接原因是水冷壁入口节流圈污堵导致水冷壁温度偏差和流量偏差，其根本原因在于给水铁离子含量长期超过机组循环化学平衡浓度”的科学论断，揭示了超超临界压力锅炉垂直管屏水冷壁失效的根本原因并提出了简单易行、行之有效的防爆策略，成功解决了国电泰州电厂和华能玉环电厂六台1000MW超超临界压力锅炉水冷壁频繁失效的难题。
徐洪首创的“环境破坏说”（Ecocide Hypothesis），揭开了OT与蒸汽通道氧化皮剥落因果关系的谜底。国际工程界最权威机构ASME燃料与燃烧委员会主席（动力分会前主席）Chris Blazek先生亲自发来了邀请函，邀请徐洪赴丹佛参加POWER 2011年会，并在会上作了题为“Effects of Oxygenated Treatment on Exfoliation of Duplex Scale in Steam Path”的专题演讲，受到国际动力工程学界同仁关注和好评。在“环境破坏说”基础上，成功开发了“本质安全的直流锅炉给水加氧处理方法”，该方法已获得国家知识产权局两项发明专利授权。迄今为止，该专利已经在国内31台超（超）临界机组上获得成功应用，产生经济效益高达数亿元。继而创立了崭新的氧化皮剥落理论——基于“环境破坏说”的氧化皮剥落理论，全面、系统地诠释了高温蒸汽通道氧化皮剥落的机理及影响因素，为防治氧化皮剥落提供了有力的理论工具。
演讲之后徐洪研究员对现场提出的问题进行解答。
江苏方天电力技术有限公司首席工程师徐洪
首战告捷，专题会议的召开得到与会嘉宾欢迎并给予高度评价。各发电公司呼声很高，期待继续举办，争取选派更多工程技术人员学习交流。主办单位欣然表态，愿意满足大家的要求，努力做好服务工作。
为使更多科技工作者共享会议成果，中国电力科技网对会议进行全程实况录像并制作标清DVD光盘和高清硬盘，方便未能参会者通过光盘和硬盘收看，既弥补缺憾，又有亲临会场的收获，这一贴心举措令大家非常满意。
