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与此同时,近年来陆续投产的超(超)临界机组,出现了极高比例的因氧化皮堵塞而导致的炉管超温甚至爆管。
事实上,锅炉的高温高压管道及联箱等在制造、安装(焊接)及启动和长期运行中均会在其蒸汽侧产生氧化皮。这些氧化皮若不能确保其不脱落或落下的氧化皮不能得到有效和迅速的清除,当氧化皮在炉管内囤积后会导致运行超温并加速氧化,严重的会造成爆管。
而这些氧化皮若能被蒸汽带走,则其在蒸汽管道内反复转弯时因惯性的作用而频繁撞壁并破碎,最终变成硬质颗粒,这些颗粒若进入汽轮机,则由于其在叶片流道中会随蒸汽而加速至数百米/秒,而高速颗粒在撞向叶片时具有很大的破坏力,持续的固体颗粒对汽轮机叶片的侵蚀,就导致了汽轮机效率的不断下降,并且这种效率的损失是不可逆的。通常情况下,人们期望通过基建阶段的酸洗、冲管等措施来清除制造和安装过程中的氧化皮,但理论和实践均已证明,传统这些措施远不能达到理想的目的。而近年来流行的一些点火启动方式,极易造成先干烧导致的超温及快速氧化,而后湿蒸汽流入后骤冷导致的氧化皮脱落,极大地加剧了炉管超温和爆管以及汽轮机的SPE问题。
冯伟忠告诉记者,他从上世纪90年代初,在石洞口二厂项目建设时就开始关注、思考并研究这一问题,随着研究的深入,他发现这一问题牵涉到电厂的各个主要专业,以及从设备形式、系统设计、安装、调试,控制方式直至机组启动方式和运行模式等诸多环节。通过长达15年全面和深入的研究,逐步形成了一套关于SPE问题的完整理论以及针对性综合治理的思路:1、应设法防止和减缓氧化皮的生成;2、对已生成的氧化皮应避免其脱落;3、对已脱落的氧化皮应尽快予以清除;4、对未能清除的氧化皮应尽量减轻其对汽轮机叶片的破坏等。
根据这一思路,他研究出了一整套“超超临界机组蒸汽侧氧化及固体颗粒侵蚀(SPE)预防系列技术”,涵盖了系统设计、设备选型、施工及调试、机组控制、启动和运行方式等方面的一系列的改进和创新。并在工程的各个阶段及各个相关环节果断实施了这一系列技术,从而最终使这一困扰了世界发电领域几十年的顽症被彻底根治。比如,为使在酸洗和冲管后仍残留的氧化皮得到彻底的清除,他发明了“蒸汽高动量冲洗技术”,在机组第一次汽轮机冲转前得到了应用,结果在凝汽器内竟清扫出了20kg的氧化皮。试想,如果没有这一措施,这么多氧化皮若进入了汽轮机,将是怎样的后果。
该套技术的及时实施,效果极其理想,创造了运行5年后,锅炉管道内光滑如初,汽轮机叶片依然光亮如新,效率丝毫不变的世界奇迹。
一晃,离机组投产已有六年了,在这几年里,国内已有许多超临界和超超临界机组陆续投产,但相当部分的机组才刚投产,就发现其效率已明显低于设计值,并且机组投产后,汽轮机的效率还在不断地往下降,这实际上是典型的SPE问题。冯伟忠感慨道,假如当初他对这个问题没有一套好的解决方案,机组因此有10多克/千瓦时的煤耗上升,那么外三其他的所有节能优化和创新项目的节能量总和也填不满这个窟窿。外三在国际上也就不会有今天的位置。
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