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火力发电厂高温过热器失效原因分析及寿命评估

火力发电厂高温过热器失效原因分析及寿命评估
火力发电厂高温过热器失效原因分析及寿命评估

火力发电厂高温过热器失效原因分析及寿命评估

刘东辉

神华神东电力有限责任公司,陕西神木719300

摘要:随着社会科技的不断发展,人们对于能源的获取方式还有利用已经发生了天翻地覆的变化,时至今日可以说电力资源的使用已经成为了人们不能或缺的能源。为了能够给人们提供稳定的电力能源,各种发电厂起着重要的作用,其中火力发电厂已经是重要的发电地点之一。而火力发电厂当中的高温过热器则是核心之一,人们对它的关注从来没有减少。

关键词:火力发电厂高温过热器失效寿命评估

火力发电厂是人们最主要的电力能源提供地点之一,其中最重要的操作机器可以说是电站锅炉,而电站锅炉当中过热器又是最主要的运行设备,但是由于高温或者是工作条件相对恶劣等种种原因,过热器在运行的过程当中经常会发生爆管一类的事故,当过热器发生故障的时候,机组的安全运行也就失去了保障,而且还会消耗大量无谓的能量。

过热器的运作原理其实并不复杂,就是利用烟气所产生的热量来加热饱和蒸汽,而高温加热器却是一般都会布置在炉膛的高温烟区进行运作,这些高温加热器一般指的是屏式过热器或者是高温对流过热器。

正如左图所表示的一样,加热器的内部有高温蒸汽作为构件,而外部则是高温烟气,这样的工作环境可以说已经是非常简单的。特别是对于大容量机组来说,因为它不仅机组本身的内外两个部分都要承受很高的蒸汽压力,而且两者还要同时的承受烟气腐蚀和高温蒸汽腐蚀的危害。在锅炉运作的时候会对内部很多因素产生影响,这些影响对于过热器

的运行参数会有复杂而巨大的影响,这些因素包括了燃料品质、负荷还有机组太过于频繁的启动和停止,这些因素共同作用之下,让过热器失效的速度加快。

一、高温过热器失效的影响因素

导致供温过热器失效的影响因素有很多,但是有几种最是经常也是最明显的影响因素,包括蠕变、疲劳、劳损还有腐蚀这四种方式。

1、蠕变对高温过热器的影响

所谓蠕变的影响指的是过热器的当中由金属材料组成的部件因为过热器本身不断的高温工作,在这样的条件之下发生了永久变形的行为。我们知道,过热器的工作温度一般来说都是在540摄氏度以上,有的时候甚至会高达600摄氏度。而钢材在温度大概是350摄氏度的时候就会产生蠕变的现象,在这样的工作环境之下,发生蠕变其实是很正常的事情,所以高温蠕变损伤其实对管道影响很普遍,也是它失效的一个重要因素。

2、疲劳对高温过热器的影响

一般来说,金属材料在经过反复交变的载荷作用之后会逐渐的失去本身的一些特性,这样之后金属的作用就会慢慢的失去。高温过热器的机组启动或者是变荷运行的时候,过热器的内部会产生剧烈的变动,这些变动的源头来自于蒸汽压力还有内部温度的变化还有波动,在这种时候过热器的内部需要承受着反复的交变应力,这样的变化直接的导致管道金属的疲劳寿命有剧烈的损耗。因为过热器的管道构造一般都是比较薄的,所以它管道壁的内外温度相差并不大,所以产生的热应力也比较小,所以说热应力造成的疲劳失效对高温过热器的影响基本小到可以忽略不计。

3、磨损对高温过热器的影响

磨损指的是由于高温过热器的烟气当中通常会携带固体颗粒,然后在流过受热面的时候因为速度过快对壁管撞击造成了磨损。过热器的外表面因为长期的暴露在高温烟道当中,而这样每天有大量的烟气经过,并且携带颗粒对管道外表面造成很大程度的磨损伤害。除此之外,还有存在一定量的飞灰沉积在管道的表面,这样子就直接的导致了传热热阻数值的增大,炉内传热功能弱化,过热器在这些部分就会有高温的现象,局部的超温也对过热器使用有很大影响。这些烟尘会对管壁产生腐蚀的作用让管壁不断的变得薄,这样使用的寿命也会急剧缩短,引起

管道的失效。

4、腐蚀对高温过热器的影响

过热器的腐蚀影响分为外部腐蚀还有内部腐蚀这两个部分。其中外部腐蚀主要是因为管壁之外的高温粘结性灰层,这些灰层的结构很复杂,其中存在着低熔点的复合硫酸盐。一般情况下这些硫酸盐在550到710摄氏度的时候会融化成为液态形状,这种液状物质会对管壁的外部有腐蚀的作用。而管壁内部的腐蚀原因是由于高温蒸汽产生造成的。蒸汽在接近400摄氏度的时候,如果有铁触煤的帮助就会发生分解,蒸汽分解之后会产生氧原子,这些氧原子会跟铁原子结合在管道的内壁部分产生均匀的氧化层,这些氧化层会腐蚀管壁内部,让管壁变薄。而且氧化层的作用不仅于此,它还会影响到管壁的传热效果,这个时候管壁的工作温度会逐渐的升高,形成一个恶性循环。

从上面的叙述我们可以知道,高温蠕变对管道失效的影响其实是最大的,其次就是管道的内壁腐蚀、外壁磨损,这些会是管道壁不断变薄,因为管壁需要承受的应力不断增大,失效的速度也相应的加快。另外,不能忽略的是管子的材质质量、安装方式还有锅炉的启停次数是否合理都会对管道失效有影响。

二、高温过热器寿命评估理论

1、计算依据

由上面我们可以知道,对于高温过热器寿命影响最大的是由于蠕变引起的原因,所以其实对于高温过热器寿命的评估其实在很大的程度上面是对于蠕变寿命的评估。对于蠕变寿命的计算我们首先采取的是拉森-米勒公式进行运算,这个公式计算的对象是金属在一定的温度还有应力之下的蠕断时间,这个计算出来结果之后用罗宾逊公式对高温蠕变损耗进行计算然后对其数值取百分数,如果这个百分数值接近1也就意味着它的寿命开始变得很短,安全性很低。在进行蠕变计算的时候,我们需要对其中的一些条件进行一定的假设,例如我们要把流体管里面的工质流动假设为是一种稳定的流动,因为工质压力的原因导致的径向应力是管壁最直接承受的应力,管道之内的氧化层分布是均匀的而且还会随着温度线性变化而变化,在这种假设的条件之下,我们的计算会有很大的便利。

左图所表示的是拉

森-米勒公式。

2、管子温度确定

其实我们能够对管子的温度以直接测量的方式得到,也可以利用由多次实验总结出来的公式进行预算,本文采取的计算方法是准确度比较高的内氧化层厚度法。

要进行管子的寿命评估,不管管子运行的时候环境是处于什么温度还有应力,在这样客观的条件之下运行了多长的时间其实都能够和其中一种情况视为等同,这种情况就是在一个固定温度还有特定应力之下的运行时间,这个固定温度我们就可以当作是测量时候的运行温度。

3、确定管子承受应力

在去顶管子承受应力的时候,我们需要考虑到的只是一点,就是承受工质内压的时候管子处于什么情况。我们可以根据工质压力、管子外径还有管壁的厚度。经过计算管壁的温度还有管子承受应力的程度,我们就能够计算管子在一定温度还有应力之下的蠕断时间。

我们先对工质压力的数值进行一个假设,也就是当管子处于额定负荷之下承受的工质压力来作为恒定的工质压力,这样更加方便计算管壁的应力,而且还能够让计算变得更加简单而且安全。

在经过了种种的分析还有探讨之后,我们能够得出这样的结论,高温过热器的失效原因主要是来自于高温蠕变,蠕变所引起的失效是导致锅炉事故的重要原因。我们对受热面进行寿命的评估,评估之后能够对电厂在制定锅炉检修计划还有维护计划的时候作一个指导工作,让锅炉的检修变得更加具有针对性。以往我们在检修的时候总是盲目的大面积扫描,这样的后果就是严重的经济损失还有高额的检修费用,有针对性的扫描之后能够解决这方面的问题。

参考文献:

[1].顾山.超临界机组锅炉过热器和再热器炉内壁温在线监测[J].热力发电.2008(4)

[2].杨淑红、郭福祥.电站锅炉过热器的失效分析和寿命评估[J].电力学报.2010(6)

[3].陈国宏.由内壁氧化层度评测过热器管道的剩余寿命[J].河南科技大学学报.2009(5)

作者简介:刘东辉(1980-),男,汉族,山西大同人,主管,助理工程师,从事火力发电厂金属技术监督试验工作。

过热器

2#锅炉过热器组合安装施工技术措施 1、概述 1.1工程概况 本工程由滨州市滨北新材料有限公司投资建设,位于滨州市经济技术开发区,规划容量为4×330MW燃煤机组,同步建设烟气脱硫装置、预留烟气脱硝装置。采用烟塔合一技术。锅炉选用四川华西能源工业有限公司生产的亚临界、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架、全悬吊结构、炉顶金属屋面带防雨罩的HX1190/18.4-Ⅱ4燃煤锅炉。 1.2结构特点 过热系统的组成包括:后竖井区布置前包墙、左(右)侧包墙、后包墙及顶包墙过热器、低温过热器;炉膛顶部布置顶棚过热器、全大屏过热器、屏式过热器;延伸侧布置高温过热器。包墙过热器布置在尾部为四周墙体,高温过热器管屏布置在延伸侧水平烟道上部,全大屏过热器布置在炉膛上部k2-k3处,屏式过热器布置在靠炉膛k3处,低温过热器布置在后竖井省煤器上部。 延伸侧包墙上集箱标高为(63700);水平烟道下集箱标高(52760);后竖井侧包墙上、下集箱标高(63700,39360);后竖井前、后包墙下集箱标高(39360);顶棚过热器进、出口集箱标高(62800),高温过热器进、出口集箱标高(66100,66300),全大屏过热器进、出口集箱标高(63700),屏式过热器进、出口集箱标高(64800,65300),低温过热器出口集箱标高(64800)。 工程量如下:

二、编制依据: 2.1 《电力建设安全工作规程》(第1部分:火力发电厂) 2.2 华西能源工业股份有限责任公司锅炉过热器图纸及相关技术资料 2.3《电力建设施工质量及验收技术规范》锅炉机组篇 DL/T5047-2005 2.4《电力建设施工质量验收及评价规程》第2部分锅炉机组(DL/T 5210.2-2009) 2.5《电力建设安全健康与环境管理工作规定》(2002-01-21) 2.6《火力发电厂焊接技术规程》DL/T 869-2012 2.7《电力建设施工质量验收及评价规程》焊接篇(DL/T 5210.7-2010) 2.8《电力工业锅炉压力容器监察规程》 (DL612-1996) 2.9《工程建设强制性条文》电力工程部分第一篇《火力发电工程》2006版 2.10《施工组织总设计》 2.11《锅炉专业施工组织设计》 2.12《锅炉安装说明书》 三、施工准备:

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业生产,凡是使用材料的地方都存在腐蚀问题,对国计民生的危害十分严重,据不完全统计,全世界每年因腐蚀报废和损耗的钢铁约为2亿多吨,约占当年钢产量的10%-20%,目前我国的钢铁产量己高达数亿吨,但其中却有30%由于腐蚀而白白损失掉了。据此测算,我国每年因钢铁腐蚀损失约有2700多亿元人民币,远远大于自然灾害和各类事故损失的总和。国家科技部门、各工厂对这个问题也越来越重视。对于化工企业,腐蚀造成的危害更大,不仅在于金属资源受到损失,还在于正常的生产受到影响,因腐蚀造成的设备事故对于职工人身安全也会带来严重的威胁。由于腐蚀问题越来越受到重视,因此对于腐蚀的研究也越来越多。 2 化工换热器的常见腐蚀现象 引起换热器腐蚀的原因是多方面的,主要有换热器表面的腐蚀磨损、沉积物引起的电化学腐蚀、换热管水侧的腐蚀等,下面就几个主要方面加以说明。 2.1 换热器表面的腐蚀磨损 磨损腐蚀是高速流体对金属表面已经生成的腐蚀产物的机械冲刷作用和新裸露金属表面的腐蚀作用的综合。 2.2 沉积物引起的电化学腐蚀 当介质流动不均或滞留时很容易在换热管表面形成沉积物,由于沉积物是不连续不牢固且不均匀的,在某些部位形成了裂缝和间隙,由于缝内外氧的差异而形成了电化学腐

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7.1.16管束深度 0.61GS m l = 7.1.17辐射层有效厚度 12 4*0.9(1)0.188s d m π σσ=-= (注:d 单位:m ) 7.2高温过热器的热力计算 7.2.1进口烟气温度 ' GG ?=995 0C 查表4-7,凝渣管结构及计算第11项 7.2.2进口烟气焓 'GG I = 11821.0703 KJ kg 查表4-7,凝渣管结构 及计算第12项 7.2.3进冷段烟气温度 ' GGL t = 513.3248 0C 即屏出口蒸汽温度,查表4-6,屏的热力计算 7.2.4进冷段烟气焓 ' GGL I = 3405.5931 KJ kg 即屏出口蒸汽焓,查表4-6,屏的热力计算 7.2.5总辐射吸热量 '''f f GG NZ Q Q == 157.4649 KJ kg 7.2.6冷段辐射吸热量 'f f L GGL GG L R LD H Q Q H H H =? ++ =237 157.464978.0623723110.06 ? =++ KJ kg 7.2.7热段辐射吸热量 'f f R GGR GG L R LD H Q Q H H H =? ++ =231 157.464976.0823723110.06 ? =++ KJ kg 7.2.8顶棚辐射吸热量 'f f LD GGLD GG L R LD H Q Q H H H =? ++ =10.06 157.4649 3.313623723110.06 ? =++ KJ kg 7.2.9出热段蒸汽温度 '' GGR t = 540 0C (建议取额定值5400C )

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蒸汽过热器爆管剖析-调节蒸汽温度(新版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 为了进一步从根源上找出爆管原因,全面分析了调节蒸汽温度的各种因素,以便彻底消除减温器事故隐患,见图2: 图2面式减温器与省煤器进水示意图 注:1——给水电动调节阀;2——给水旁通阀;3——逆止阀;4——给水直通阀;5——省煤器;6——汽包;7——减温水电动调节阀;8——减温水旋转调节阀;9——逆止阀;10——面式减温阀;11——减温器出水阀 过热蒸汽温度的调节在近1年时间内,由于8减温水旋转调节阀内漏,司炉工不得已采用手动调节11减温器出水阀,控制水量的大小,从而达到调节汽温的目的。经过减温器以后的冷却水,接至省煤器之前与给水混合,通过4给水直通阀全部进入省煤器,因而保证了省煤器供水的稳定、可靠性。 (1)当过热蒸汽温度下降时:关小或关闭11减温器出水阀,由于冷却水量出口的减小或中断,使10面式减温器内水压增大,蒸汽将

浅谈断路器常见故障及处理对策

浅谈断路器常见故障及处理对策 发表时间:2017-07-12T14:34:06.430Z 来源:《基层建设》2017年第8期作者:王明敏杨旭辉[导读] 现如今,断路器成为电力系统中重要的控制设备,以自身较高的性能在电力系统中得到了广泛的应用。 陕西镇安抽水蓄能有限公司陕西省西安市 710000 摘要:随着人们生活水平的提高,对电力的需求也随之加大,因此,电力系统得到了迅速的发展。现如今,断路器成为电力系统中重要的控制设备,以自身较高的性能在电力系统中得到了广泛的应用。但是,在断路器使用过程中仍然会有一些故障存在,文章主要对其进行分析,并提出解决措施,以供参考。 关键词:断路器;故障及处理对策引言 电力系统的稳定运行离不开输电线路,断路器是高压开关设备,可以关合并承载、开断正常回路下的电流,同时在规定的时间内安全切断故障线路中,存在的过电流、过电压,因此可以有效保护变电站,同时维护输电线路中的设备。变电站运行过程中,断路器故障屡见不鲜,对电网运行效果产生了不利影响。因此,需要对断路器主要故障原因进行分析,进而提出可行的解决对策,促进电网的稳定、安全、长远发展。 1断路器常见故障 1.1合闸失灵 断路器合闸失灵原因主要包括以下几种:就地或者远程控制开关操作方式不对应;合闸电源空气开关在分闸处或者接触不良,合闸电源回路不通;控制电源开关在分闸处或者接触不良,控制回路不通;辅助开关未接通或者接触不良;合闸线圈出现损坏;断路器内部卡滞等。 1.2跳闸失灵 断路器跳闸失灵,会使事故发生时产生越级跳闸,扩大事故程度,甚至可能导致系统崩溃,由于依靠上级电源后备保护动作跳闸,扩大事故范围的同时还延长了排除故障的时间,严重干扰了变电站运行的稳定性。断路器跳闸失灵原因主要包括以下几种:断路器运行中发生事故保护动作,但是断路器拒跳,因而导致越级跳闸;运行监视发现异常现象,断路器拒跳;正常操作,开关拒分。 1.3分闸故障 断路器出现分闸故障的原因主要是由于:一是,断路器的分闸杆和分闸阀出现铁芯被卡死和烧坏的状况,因此致使分闸的钢球无法完全复位,导致断路器的分闸出现问题,使断路器出现在合闸之后立刻产生分闸的情况。进而影响断路器的使用寿命。二是,由于断路器合闸的一级杆阀没有完全归位,进而导致钢球的归位受到阻碍,本能把合闸的油路封死,使断路器分闸之后立即出现合闸的现象。 1.4气体泄漏故障 电气设备的特殊性质,SF6气体的湿度对其影响巨大,会影响电气设备的使用寿命,以及绝缘性能。当气体湿度超过标准范围时,就会使灭弧性能产生影响,从而形成有毒且具有腐蚀性的化学物质,在高温的分解下形成的化学物质会进而腐蚀灭弧室内的金属元件而使断路器爆炸。在常见的SF6断路器的气体泄露故障中,通常是由于:断路器的支柱驱动杆以及密封圈遭到损坏、电路器的充气阀门没有得到有效密封、断路器的支柱瓷套的根部出现裂纹、断路器的灭弧室的顶盖中出现砂眼、断路器的焊缝与其他密封设备不配套的原因。同时,在法兰连接、三联盖板、压力表接头等位置,也是SF6断路器中漏气的常见部位。 1.5控制回路故障类型 引起控制回路断线故障的原因很多,归纳起来主要有以下几个原因:控制电源空气开关跳开、故障或控制电源熔丝熔断;断路器辅助接点接触不良或损坏;分、合闸线圈烧毁、断线;储能回路故障、储能电机或储能行程开关损坏、储能接点接触不良;电磁操动型机构电磁合闸线圈烧毁。 2断路器常见故障的处理对策分析 2.1合闸失灵的处理对策 合闸失灵后若发现断路器没有闭合,要立即切断控制电源,防止合闸线圈损坏;判断是否属于操作失误;检查控制电源和合闸电源是否正常,直流电压是否在正常阈值之内,检查红绿灯指示和弹簧储能,经过认为调整后再合闸送电;根据合闸铁芯是否动作,判断故障原因是机械回路还是电气回路。在断路器出现此类故障后应对断路器进行彻底检查,判断阀门是否出现变形以及损坏。发现此类情况应及时进行更换。 2.2跳闸失灵的处理对策 断路器跳闸失灵,会使事故发生时产生越级跳闸,扩大事故程度,甚至可能导致系统崩溃,由于依靠上级电源后备保护动作跳闸,扩大事故范围的同时还延长了排除故障的时间,严重干扰了变电站运行的稳定性。断路器跳闸失灵原因主要包括以下几种:断路器运行中发生事故保护动作,但是断路器拒跳,因而导致越级跳闸;运行监视发现异常现象,断路器拒跳;正常操作,开关拒分。 2.3分闸故障的处理对策 控制回路出现问题时,应对辅助接点、常闭触点以及密度继电器的接点进行检查,如果接触不良,应查看是否是由于灰尘等因素所引起的,如果发现是由于灰尘的因素可以进行简单的清洗,如果不是就需要更换相关部件。进行分闸电磁铁的检查,用万能表检查分闸线圈的线阻进行监测,查看电阻是否符合标准,如果发现异常应更换分闸线圈。同时,还要检查分闸脱扣器是否出现脱落或是松动的现象,如发现这类问题应进行及时紧固。发现受损要及时更换分闸电故障。 2.4气体泄漏故障 面对气体泄漏故障,首先,应在 SF6断路器运行时对其压力表进行检查,如果在温度相同的情况下。两次压力表的度数相差超过了0.01-0.03MPa,就要对漏气情况进行全面的检查。应先对瓷瓶进行检查,如果是由于瓷瓶的损坏造成的气体泄漏,应对瓷瓶进行更换。如果发现瓷瓶并无问题,应用浓肥皂液对相关的连接处进行涂抹。来检查是否存在漏洞以及接触不良的地方,如果发现存在应及时更换。同时,也可以运用一些塑料薄膜以及密封胶等物质进行密封,来解决漏气故障 2.5控制回路故障的处理对策

换热器的腐蚀分析正式样本

文件编号:TP-AR-L2856 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. (示范文本) 编制:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 换热器的腐蚀分析正式 样本

换热器的腐蚀分析正式样本 使用注意:该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 (1)管子本身材料缺陷在腐蚀介质和高温条件 下,发生全面腐蚀和局部腐蚀;管内异物堆积产生点 腐蚀。 (2)管子与管板的接口采用强度焊、强度胀因苛 刻工况下产生胀力松弛而形成缝隙或应力,缝隙内介 质浓度高于壳程侧介质浓度,产生缝隙腐蚀;已胀段 和未胀管间过渡区,管子内外壁存在较大拉应力,易 产生应力腐蚀破裂;管子与折流板处产生局部应力集 中,加之间隙存在,腐蚀介质浓聚,其结合部位易产 生应力腐蚀。

(3)壳体焊缝及热影响区在高温、腐蚀介质环境下,焊接质量不好更易发生腐蚀。 (4)壳体与折流板材质的电解电位不同,折流板材质的电位高于壳体,壳侧介质为电解质,壳体内壁因此受电化学腐蚀。 (5)大多数换热器失效都发生在管子与管板的连接处。连接接头处的失效可能造成产品不合格及减产、环境污染乃至引发火灾或爆炸,造成装置被迫停产。近年来,管壳式换热器在腐蚀性介质作用下产生的低应力破坏,引起了国内外/‘大学者及工程人员的极大关注,它的严重性正是由于破坏发生在远低于材料屈服点应力的状态下,应力腐蚀裂纹就是低应力

火力发电厂高温过热器失效原因分析及寿命评估

火力发电厂高温过热器失效原因分析及寿命评估 刘东辉 神华神东电力有限责任公司,陕西神木719300 摘要:随着社会科技的不断发展,人们对于能源的获取方式还有利用已经发生了天翻地覆的变化,时至今日可以说电力资源的使用已经成为了人们不能或缺的能源。为了能够给人们提供稳定的电力能源,各种发电厂起着重要的作用,其中火力发电厂已经是重要的发电地点之一。而火力发电厂当中的高温过热器则是核心之一,人们对它的关注从来没有减少。 关键词:火力发电厂高温过热器失效寿命评估 火力发电厂是人们最主要的电力能源提供地点之一,其中最重要的操作机器可以说是电站锅炉,而电站锅炉当中过热器又是最主要的运行设备,但是由于高温或者是工作条件相对恶劣等种种原因,过热器在运行的过程当中经常会发生爆管一类的事故,当过热器发生故障的时候,机组的安全运行也就失去了保障,而且还会消耗大量无谓的能量。 过热器的运作原理其实并不复杂,就是利用烟气所产生的热量来加热饱和蒸汽,而高温加热器却是一般都会布置在炉膛的高温烟区进行运作,这些高温加热器一般指的是屏式过热器或者是高温对流过热器。 正如左图所表示的一样,加热器的内部有高温蒸汽作为构件,而外部则是高温烟气,这样的工作环境可以说已经是非常简单的。特别是对于大容量机组来说,因为它不仅机组本身的内外两个部分都要承受很高的蒸汽压力,而且两者还要同时的承受烟气腐蚀和高温蒸汽腐蚀的危害。在锅炉运作的时候会对内部很多因素产生影响,这些影响对于过热器

的运行参数会有复杂而巨大的影响,这些因素包括了燃料品质、负荷还有机组太过于频繁的启动和停止,这些因素共同作用之下,让过热器失效的速度加快。 一、高温过热器失效的影响因素 导致供温过热器失效的影响因素有很多,但是有几种最是经常也是最明显的影响因素,包括蠕变、疲劳、劳损还有腐蚀这四种方式。 1、蠕变对高温过热器的影响 所谓蠕变的影响指的是过热器的当中由金属材料组成的部件因为过热器本身不断的高温工作,在这样的条件之下发生了永久变形的行为。我们知道,过热器的工作温度一般来说都是在540摄氏度以上,有的时候甚至会高达600摄氏度。而钢材在温度大概是350摄氏度的时候就会产生蠕变的现象,在这样的工作环境之下,发生蠕变其实是很正常的事情,所以高温蠕变损伤其实对管道影响很普遍,也是它失效的一个重要因素。 2、疲劳对高温过热器的影响 一般来说,金属材料在经过反复交变的载荷作用之后会逐渐的失去本身的一些特性,这样之后金属的作用就会慢慢的失去。高温过热器的机组启动或者是变荷运行的时候,过热器的内部会产生剧烈的变动,这些变动的源头来自于蒸汽压力还有内部温度的变化还有波动,在这种时候过热器的内部需要承受着反复的交变应力,这样的变化直接的导致管道金属的疲劳寿命有剧烈的损耗。因为过热器的管道构造一般都是比较薄的,所以它管道壁的内外温度相差并不大,所以产生的热应力也比较小,所以说热应力造成的疲劳失效对高温过热器的影响基本小到可以忽略不计。 3、磨损对高温过热器的影响 磨损指的是由于高温过热器的烟气当中通常会携带固体颗粒,然后在流过受热面的时候因为速度过快对壁管撞击造成了磨损。过热器的外表面因为长期的暴露在高温烟道当中,而这样每天有大量的烟气经过,并且携带颗粒对管道外表面造成很大程度的磨损伤害。除此之外,还有存在一定量的飞灰沉积在管道的表面,这样子就直接的导致了传热热阻数值的增大,炉内传热功能弱化,过热器在这些部分就会有高温的现象,局部的超温也对过热器使用有很大影响。这些烟尘会对管壁产生腐蚀的作用让管壁不断的变得薄,这样使用的寿命也会急剧缩短,引起

锅炉过热器爆管原因分析及对策(正式)

编订:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 锅炉过热器爆管原因分析及对策(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-8363-82 锅炉过热器爆管原因分析及对策(正 式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 摘要:锅炉承压部件的安全运行对整个电厂的安全至关重要。文章结合微水电厂实际,分析了过热器爆管泄漏的机理、原因及实际采取的一些对策,以求对锅炉过热器设备的完好运行有所裨益。 关键词:锅炉过热器爆管电网 1 前言 据统计,河北省南部电网锅炉各种事故约占发电厂事故的63.2%,而承压部件泄漏事故又占锅炉事故的86.7%。因此迫切需要大幅度降低锅炉临修次数。下面结合微水电厂实际,分析过热器爆管泄漏的机理、原因及采取的一些对策。 微水发电厂锅炉型号为HG-220/100-4,露天布置,固态排渣煤粉炉,四角切圆燃烧,过热器由辐

射式炉顶过热器、半辐射屏式过热器、对流过热器和包墙管4部分组成。减温水采用给水直接喷入,分两级减温。炉顶管、包墙管和第二级过热器管用?38×4.5的20号碳钢管组成。第一级过热器和屏过热器用?42×5的12Cr1 MoV钢管组成。 2 过热器爆管的主要原因 2.1 超温、过热和错用钢材 2.2 珠光体球化及碳化物聚集 针对12Cr1 MoV钢分析,试验表明当12Cr1 MoV 钢严重球化到5级时,钢的室温强度极限下降约11kg /mm2。微水发电厂1993年4月过热器爆管的统计资料表明:因局部长期过热,珠光体耐热钢已达到了5级球化现象,而它的塑性水平仍然比较高。发生球化现象以后,钢的蠕变极限和持久强度下降。通过580℃下对12Cr1 MoV钢的持久爆管试验,可以看出到了球化4级的钢管,其持久强度降低1/3。影响珠光体耐热钢发生球化的因素主要有温度、时间、应力和钢材的化学成份等。在钢中掺入“V”这种强碳化物元素,

(仅供参考)换热器泄漏原因分析及对策

换热器泄漏原因分析及对策 在装置运行和检修过程中,换热器泄漏是经常遇到的现象。就泄漏产生的形态而言,主要有腐蚀泄漏、磨损泄漏、静密封失效泄漏。原因有工艺方面的问题,也有设备的先天不足,还有施工习惯、质量控制等方面的缺陷。本文讨论的重点是通过加强对制造、安装、检修质量的控制来防止泄漏。 1·换热器芯子的泄漏 1.1管束与管板连接焊缝的泄漏 管束与管板间的连接有强度胀、强度焊、胀焊结合3种方式。强度胀如无过大的振动、温度变化和应力腐蚀,是比较理想的连接方式,但由于其工序复杂,对管束端部表面质量、硬度、管板的机加工精度、胀管经验要求很高,因此绝大部分芯子都是焊接方式。但该方式存在着不足:管束与管板的强度焊缝都是焊一遍,很容易出现焊接缺陷,因此,新制作的芯子在进行水压实验时从强度焊缝处泄漏是常有的事。同时,只进行强度焊接的芯子,管束与管孔之间存在着深且窄的间隙,焊缝在间隙内有很大的焊接残余应力,而且间隙中会积聚大量的Cl-,又处于贫氧状态,很容易产生缝隙腐蚀和应力腐蚀而出现腐蚀泄漏。1.2管束的腐蚀泄漏 1.2.1腐蚀泄漏的主要原因 (1)管束质量缺陷。管束表面往往存在着一些缺陷,如细小的砂眼、重皮、凹坑、局部擦伤等,这些缺陷可导致腐蚀的加强,容易产生泄漏。在制造管束的过程中,对管束的表面质量重视不够,认为只要试压不漏就行,实际上管束表面的这些缺陷往往是管束腐蚀泄漏的根源。

(2)折流板或支持板的负作用。主要表现在其管孔不合适或与管板间相互对中不好时会局部挤压管束。使受挤压处的防腐层难以涂上,如果由于外因而折流板或支持板相对于管束稍有错动,未防腐的部分就会裸露出来,从而加速管束的腐蚀。而且该处容易藏污纳垢,形成小的滞流区,导致缝隙腐蚀的产生。管孔外的锐角未去掉,穿管时会刮伤管束。另外,管孔不合适会造成管束的振动破坏。(3)吊装时钢丝绳对管束防腐层的破坏作用。在运输、安装过程中,采用的吊装工具几乎都是钢丝绳,由于其硬度高,很容易将管束的防腐层破坏,这也会造成腐蚀的产生。 (4)检修时吹扫、清洗、试压的负作用。检修时都是用蒸汽吹扫,用新鲜水清洗芯子和试压,而且试压从上水到放水经历的时间很长,结束后又不按要求吹干,这就会导致水分的增加,为腐蚀性介质的充分电离创造了条件;Cl-含量的增加,它们与管束中吸附的Cl-及H2S共同作用,会加剧腐蚀反应的进行;氧含量的增加,氧对碳钢芯子腐蚀起着很大的促进作用。水、腐蚀性介质、氧气的共同作用,使其腐蚀速度远高于水、氧含量低时的腐蚀速度。这就是“检修负效应”产生的主要原因。 艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商,专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式

锅炉受热面高温腐蚀原因分析及防范措施

锅炉受热面高温腐蚀原因分析及防范措施 Cause Analysis and Protective Measues to High-temperature Corrosion On Heating Surface of Boiler 张翠青 (内蒙古达拉特发电厂,内蒙古达拉特 014000) [摘要]达拉特发电厂B&WB-1025/18.44-M型锅炉在九八及九九年#1、#2炉大修期间,检查发现两台炉A、B两侧水冷壁烟气侧、屏式过热器迎火侧、高温过热器迎火侧存在大面积腐蚀,根据腐蚀部位、形态和产物进行分析,锅炉受热面的腐蚀属于高温腐蚀,其原因主要与炉膛结构、煤、灰、烟气特性及运行调整有关,并提出了防范调整措施。 [关键词] 锅炉受热面;高温腐蚀;机理原因分析;防范措施

达拉特发电厂#1~#4炉是北京B&WB公司设计制造的B&WB-1025/18.4-M型亚临界自然循环固态排渣煤粉炉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式。设计煤种为东胜、神木地区长焰煤。在九八及九九年#1、#2炉大修期间,检查发现两台炉A、B两侧水冷壁烟气侧、屏式过热器迎火侧、高温过热器迎火侧存在大面积腐蚀,两台炉腐蚀的产物、形状及部位相似。腐蚀区域水冷壁在标高16~38米之间及屏式过热器、高温过热器沿管排高度,腐蚀深度在0.4~1.0mm之间,最深处达1.7mm,腐蚀面积达500平方米左右。腐蚀给机组安全运行带来严重隐患。 1.腐蚀机理原因 1.1锅炉炉膛结构 锅炉炉膛结构设计参数见下表: 高40%多,同时上排燃烧器至屏过下边缘高度值比推荐范围的下限还低1.8米,这就导致燃烧器布置过于集中、燃烧器区域局部热负荷偏大、该区域内燃烧温度过高,实测炉膛温度达1370~1430℃。燃烧温度偏高直接导致水冷壁管壁温度过高,理论计算该区域水冷壁表面温度为452℃。大量的试验研究表明当水冷壁管壁温度大于400℃以后,就会产生明显的高温腐蚀。 1.2 煤、灰、烟气因素 蒙达公司实际燃煤是东胜、神木煤田的长焰煤和不粘结煤的混煤。:燃煤中碱性氧化物含量较高,灰中钠、钾盐类含量高,平均值达3.85%,含硫量偏高。 1.3 运行调整不当 为了分析运行调整因素对腐蚀的影响,在A、B侧水冷壁标高20、25、28米处安装了三排烟气取样点,每排三个,共18个。分析烟气成分后发现,燃用含硫量高的煤种时,由于燃烧配风调整不合理,省煤器后氧量偏大(实侧值 气体,加剧了高温腐蚀的产生与发展。 4.35%),导致燃烧过程中生成大量的SO 2 2.腐蚀类型 所取垢样中,硫酸酐及三氧化二铁的含量最高,具有融盐型腐蚀的特征,属于融盐型高温腐蚀。从近表层腐蚀产物的分析结果看,S和Fe元素含量最高,具有硫化物型腐蚀特征,说明存在较严重的硫化物型腐蚀。因此,达拉特发电厂的锅炉高温腐蚀是以融盐型腐蚀为主并有硫化物腐蚀的复合型腐蚀。 3.防止受热面高温腐蚀的措施 2.1.采用低氧燃烧技术组 由于供给锅炉燃烧室空气量的减少,因此燃烧后烟气体积减小,排烟温度下 的百分数和过量空气百分数之间降,锅炉效率提高。燃油和煤中的硫转化为SO 3 的转化明显下降。的关系是,随着过量空气百分数的降低,燃料中的硫转化为SO 3

关于断路器异常运行及故障原因分析(终审稿)

关于断路器异常运行及故障原因分析 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

关于断路器异常运行及故障原因分析 贾献居 (山东曹县供电公司) 摘要:高压断路器是重要的电网设备,其运行状态直接影响整个电力系统的运行稳定性和供电可靠性,所以做好高压断路器的异常分析,提高检修人员对各类异常的认识,对电网的稳定运行和提升检修人员的业务素质有着积极的意义。本文就断路器常见运行故障进行分析。 关键词:断路器、常见故障、原因分析。 断路器是接通和切断电路的主要电气设备.由于它的操作非常频繁,因此经常出现一些故障。例如,断路器合不上或拉不开.断路器不正常的自动分闸或自动合闸.泊断路器缺油或油质炭化,断路器操作能源失常,甚至还会发生断路器着火或爆炸的重大事故.等等。 一、断路器运行中发生拒绝跳闸故障的分析、判断与处理 断路器的"拒跳"对系统安全运行威胁很大,一旦某一单元发生故障时,断路器拒动,将会造成上一级断路器跳闸,称为"越级跳闸"。这将扩大事故停电范围,甚至有时会导致系统解列,造成大面积停电的恶性事故。因此,"拒跳"比"拒合"带来的危害性更大。对"拒跳"故障的处理方法如下。 1.拒跳”故障的特征为:回路光字牌亮,信号掉牌显示保护动作,但该回路红灯仍亮,上一级的后备保护如主变压器复合电压过流、断路器失灵保护等动作。在个别情况下后备保护不能及时动作,元件会

有短时电流表指示值剧增,电压表指示值降低,功率表指针晃动,主变压器发出沉重嗡嗡异常响声,而相应断路器仍处在合闸位置。 2.确定断路器故障后,应立即手动拉闸。 (1)当尚未判明故障断路器之前而主变压器电源总断路器电流表指示值碰足,异常声响强烈,应先拉开电源总断路器,以防烧坏主变压器。 (2)当上级后备保护动作造成停电时,若查明有分路保护动作,但断路器未跳闸,应拉开拒动的断路器,恢复上级电源断路器;若查明各分路保护均未动作(也可能为保护拒掉牌),则应检查停电范围内设备有无故障,若无故障应拉开所有分路断路器,合上电源断路器后,逐一试送各分路断路器。当送到某一分路时电源断路器又再跳闸,则可判明该断路器为故障(拒跳)断路器。这时应隔离之,同时恢复其他回路供电。 (3)在检查“拒跳”断路器除属可迅速排除的一般电气故障(如控制电源电压过低,或控制回路熔断器接触不良,熔丝熔断等)外,对一时难以处理的电气或机械性故障,均应联系调度,作为停用、转检修处理。 3.对“拒跳”断路器的电气及机械方面故障的分析判断方法。 (1)断路器拒跳故障查找方法。 首先应判断是电气回路故障还是机械方面故障: ①检查是否为跳闸电源的电压过低所致;

高温过热器传热特性及寿命分析

高温过热器传热特性及寿命分析 摘要:近年来,各种类型的大容量火力发电机组不断涌现。过热器内部是高温高压的蒸汽,又布置在烟温较高的区域,工作条件最为恶劣,易造成锅炉爆管;同时锅炉设备实行状态检修需要了解管子蠕变损伤的程度。因此,分析过热器爆管的原因和蠕变损伤的机理,并对高温部件剩余寿命作出正确的评估,已成为保证火电厂安全运行和提高经济性的关键课题之一。 本文通过研究高温过热器的传热特性,分析了高温过热器爆管的原因,并介绍了高温腐蚀对爆管的影响,而且按工质流程逐个对微元段进行热力计算,掌握高温过热器壁温分布情况,以便于从根本上减少爆管发生率。同时根据拉——米参数式确定蠕变断裂时间,对过热器剩余寿命进行预测,以延长电厂的检修周期,提高电厂的经济性。 关键词:过热器;爆管;腐蚀;壁温计算;寿命分析 Abstract:In recent years, various types of large-capacity thermal power generating units will continue to emerge.Inside the superheater there is steam with high temperature and high pressure, at the same time the superheater is in the region where the flue-gas temperature is higher, so the superheater’s working conditions are most poor, resulting in the explosion of boiler pipes easily.Meanwhile in order to overhaul the boiler equipment on the basis of operating condition,it is necessary to know about the tubes’ creep damage extent. Therefore, the analysis of reasons for superheater explosion and creep damage mechanism ,also to assess the remaining life of high-temperature boiler parts correctly, have become one of the key projects that guarantees safe operation of thermal power plants and improves the economical efficiency. This paper analyzes the reasons for high-temperature superheater blasting via the research on heat transfer characteristics of high-temperature superheater, and puts emphasis on illustrating the effects that high-temperature corrosion have on the superheater explosion.In addition, according to the flow path of work substance,it conducts the thermodynamic calculation of small tube section separately ,grasping the wall temperature distribution of high-temperature superheater, in order to reduce the rate of tube explosion radically. At the same time the creep-rupture time is determined by Larson-Miller Parameter,and the remaining life of superheater can also be predicted ,which will be used to extend the maintenance cycle and improve the economy of thermal power plants. Keywords:Superheater; Tube Explosion; Corrosion; Wall Temperature Calculation; Life Analysis 1 引言 随着我国电力工业建设的迅猛发展,各种类型的大容量火力发电机组不断涌现,锅炉蒸汽参数的提高,使得过热器和再热器系统成为大容量锅炉本体设计中必不可少的受热面。这两部分受热面内工质的压力和温度都相当高,且大多布置在烟温较高的区域,因而其工作条件在锅炉所有受热面中最为恶劣,受热面温度接近管材的极限允许温度;而锅炉容量的日益增大,使其过热器和再热器系统的设计和布置更趋复杂[1]。这不可避免地导致并联各管内的流量与吸热量发生差异。当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时,就容易造成锅炉爆管。 锅炉爆管严重威胁着火电机组的安全经济运行。据有关资料统计,爆管引起的非计划停运时间占总停运时间的20%左右,少发电量占总少发电量的25%左右。由此可见,其造成的经济损失十分巨大[2]。 事实上,当爆管发生时常采用所谓快速维修的方法,如喷涂或衬垫焊接来修复,一段时间后又再爆管。爆管在同一根管子、同一种材料或锅炉的同一区域的相同断面上反复发生,这一现象说明锅炉爆管的根本问题还未被解决。因此,了解过热器爆管事故的直接原因和根

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