[发明专利]一种高温蒸汽氧化试验装置

说明书

本发明公开了氧化试验装置技术领域的一种高温蒸汽氧化试验装置，包括除氧水箱、给水箱、蒸发器、电炉、冷凝器、循环水箱、水泵、计量泵、循环水泵及若干阀门和管路，除氧水箱的上端还通过管路和设置在管路上的阀门连接补水口，蒸发器的内部安装有除氧管，电炉的内部设有试验仓，采用若干经不同处理工艺下的试样置于该在高温蒸汽氧化试验装置的电炉内，通过改变试验温度，获得不同温度氧化试验的数据，根据不同工艺处理后的试样在相同参数条件下的氧化试验结果，可以比较材料的抗氧化性能，分析出各个试样承压部件不同表面处理工艺在抗氧化特性上的差异，提出改各个试样抗氧化特性的工艺，并且能在工程实际上得以实现。

技术领域

本发明涉及氧化试验装置技术领域，特别涉及一种以模拟火力发电厂蒸汽流通部件服役状态的高温蒸汽氧化试验装置。

背景技术

鉴于我国目前资源状况和煤炭在能源生产及消费结构中占用非常重要的比例，高效率、高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组是火电发展的主要方向，超临界(SC)和超超临界(USC)燃煤发电技术是目前国际上比较成熟且广使用一种清洁燃烧技术。鉴于世界现有的火力发电技术水平，不断提升机组蒸汽参数是提高火力发电厂效率的主要途径，即提高蒸汽温度和蒸汽压力。

由于火力发电厂锅炉蒸汽温度和蒸汽压力的进一步增加，越来越多锅炉爆管事故随之发生。统计发现电站锅炉事故中,受热面管水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管,又称“四管”的爆漏损坏事故最为严重和常见,约占锅炉事故的,火电厂锅炉的“四管”爆漏引起的非计划停运时间占机组非计划停运时间的48.9％左右,少发电量占全部事故少发电量的50％以上。造成“四管”爆漏事故的原因很多,一般大容量高参数锅炉“四管”爆漏主要由于氧化、应力腐蚀、过热、磨损、焊接质量及材质等原因引起。而对于承受高温和高压蒸汽作用的过热器管和再热器管来说,氧化和腐蚀更是造成爆管的主要因素。作为高压高温承压部件的过热器、再热器管在高温水蒸汽环境下管道内壁氧化严重，氧化膜剥落使得管壁有效壁减小，另一方面管壁氧化膜增厚也会使其导热性变差，运行温度提高，管道将处于超温服役状态，最后导致炉管爆裂失效。再者，剥落的氧化皮对汽轮机末级叶片造成严重的冲刷损伤，主汽门也会出现因剥落的氧化皮导致卡涩现象。

目前在役超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组使用的管道。高温水蒸气会加速合金材料氧化，管道在水蒸气中比空气中氧化更严重，氧化机理也与空气中氧化不同。在水蒸气气氛中，随温度升高，氧化速度明显加快，氧化产物为Fe3O4、Fe2O3、(Fe,Cr)3O4和(Fe,Cr)2O3等，但在氧化初始阶段也可能生成Cr2O3相，在表面形成一层保护性的氧化薄膜。随着氧化速度加快和温度的变化，厚氧化膜受到较大的生长应力和热应力，加之氧化膜的塑性变形程度小，管道在服役过程中经常出现氧化膜开裂剥落现象，而氧化膜的剥落又进一步加快氧化速度。

目前，国内外对管道氧化机理的研究相对校多，对提高管道材料抗氧化性的方法也有不少的研究，但针对管道这个部件在实际运行过程中的防止氧化皮脱落的手段非常少，并且研究的许多提高抗氧化性的方法在实际工程上并不能适用。

基于此，本发明设计了一种高温蒸汽氧化试验装置，以模拟火电厂蒸汽流通部件服役条件的参数和火电厂实际服役条件等手段，对管道抗氧化机理进行不同表面处理工艺下，管道抗氧化影响的研究，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温蒸汽氧化试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。