随着超(超)临界发电技术的发展,机组蒸汽温度、压力等参数大幅提高,锅炉高温受热面易发生蒸汽侧氧化并由此产生了一系列安全问题,其中剥落的氧化皮阻塞管道而造成锅炉过热器、再热器管超温爆管成为了影响超(超)临界机组安全运行的主要问题之一。为了解决大型火电厂超(超)临界锅炉管内氧化皮剥落引起管道堵塞而出现超温爆管问题,本文紧紧围绕超(超)临界锅炉高温受热面管内氧化皮的形成与剥落机理、流动规律以及防治措施等方面展开研究。通过在典型超临界锅炉受热面布置、高温管道用材及其运行特点分析的基础上,对现场高温管材及其产生的氧化皮进行样本采集和特性研究。采用能量色谱仪、X射线衍射仪、光学金相显微镜和扫描电子显微镜,对超(超)临界锅炉的氧化皮成分与结构及管道爆口附近管材的金相组织与微区成分进行分析,得到了氧化皮的形成及剥落机理。结果表明在高温运行状况下,金属基体中的铁与渗透进来的氧反应生成FeO,形成内层高温氧化层,氧化皮由原来的2层膜转变为3层膜,且内层高温氧化层不稳定易分解,使氧化皮与金属基体之间产生不稳定层,在热应力的作用下从内层发生开裂剥落。通过研究超(超)临界锅炉高温管道氧化皮的流动规律,得到了氧化皮易堵塞部位,为电厂检测检修工作提供指导参考。本文从锅炉运行调整方面,设备设计方面、选材及改造方面,以及表面处理和化学清洗等其它方面提出了预防和减少超(超)临界锅炉高温受热面管内氧化皮的形成及剥落的措施。这些防治措施可以有效地减少因氧化皮形成与剥落而带来的长期困扰大型火电机组安全运行的问题,提高了机组的可靠性。