锅炉承压部件损伤的原因分析及预防措施.pdf

第15卷(2013年第5期)
电力安全技术
安全生产
nquanshengchan
锅炉承压部件损伤的原因分析及预防措施
杨利民
(新疆奎屯热电厂,新疆奎屯833200)
〔摘要〕从锅炉炉外承压部件损坏、承压部件磨损、管壁过热损坏、受热面疲劳损坏以及人
员责任引起的承压部件损坏等几个方面闻述了锅炉承压部件损伤的原因,并就此提出了预防措施。
〔关键词)承压部件唐损;管壁过热损坏;受热面疲劳损坏;人员责任;预防措施
锅炉承压部件的爆、漏是造成大型火电机组力超过材料屈服极限时,其表面原有的磁性氧化铁
强迫停用的主要原因,占锅炉机组强迫停用次数的保护膜会损坏,并在含氧水的作用下再次氧化造膜
82%,强迫停用时间的78%。因而,预防锅炉承如此反复,形成应力腐蚀疲劳破坏。此类损坏因其
压部件损坏,有明显的经济效益。
发生在内壁,不易被发现,且因为有2个薄弱点,
一般爆破口较大。对于主蒸汽或再热器管道,因外
1防止锅炉炉外承压部件损坏
表的高应力区促进其高温蠕变的发展,会较早发生
蠕变孔泂或蠕变裂纹而提前损坏。
锅炉炉外承压部件损坏虽然为数不多,但因其
一-些早期苏联和国内生产的平封头联箱及手孔
涉及人身安全,故必须引起电厂安全工作者的重视。堵,不适当地在管端二次应力区采用未焊透的焊接
国内外事故统计表明,饱和汽水混合物管道、结构,也容易发生应力腐蚀疲劳裂纹,从而构成了
主蒸汽管道及超临界压力锅炉下辐射区联络管弯头炉外承压部件的薄弱环节。对此类运行年久的锅炉
以及汽水联箱封头、手孔堵是锅炉炉外承压部件的必须重视炉外承压部件的损坏间题。
薄弱环节
防止炉外承压部件损坏,应采取如下防范措施。
就弯头而言,分析表明,在内压作用下弯头椭
(1)制作管道弯头时要严格控制弯头的不圆
圆断面上存在3个高应力区。汽水管道弯头内表的度,必要时应增加壁厚,或采用回火工艺以消除冷
2个高应力区,在锅炉启停、温度变化使其局部应弯时引起的加工硬化与残余应力。
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降低。重新对脱水皮带裙边进行粘接后,石膏脱水大,在真空脱水皮带中脱水达不到效果。通过更换
效果有明显改善。
石膏旋流站旋流子,使…级脱水效果达标,进而使
(3)滤布过厚也会造成脱水困难。过厚的滤布得进入真空脱水皮带机的石膏水分被充分脱去。
质地坚硬,与真空脱水皮带裙边之间不能很好地吸
附,产生很大的缝隙,造成大量漏气,使真空度降参考文献
低,脱水困难。将购买的国产脱硫滤布与厂家原配1沈煜晖脱硫添加剂对湿法脱碗系统的影响.华电技
的进口滤布进行对比,发现国产滤布双面均为麻面
术,2012(6)
且质地坚硬,而进口滤布一面非常光滑,且非常薄,2谭忠、化学分析参数在石灰石一石膏湿法烟气脱硫运
脱水时滤布紧密地吸附在真空皮带上。因此,电厂
行中的应用[J].华电技术,2010(3)
更换了较为合适的脱硫滤布,使石膏脱水效果有了3汪洋.一种新型的脱硫系统浆液密度测量装置[冂.华
明显提高。
电技术,2012(2)
(4)石膏脱水旋流站旋流子磨损严重,使一级4徐斌湿法烟气脱硫系统增容改造技术方案,华电
脱水达不到效果,进入真空脱水皮带的石膏含水量
技术,2012(4)
(收稿日期:2012-11-28)
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2)对于已运行多年的锅炉,若其汽水管道弯降,例如管子内部堵塞,缺水、水循环破坏或膜态
头的不圆度超过8%,在锅炉启停次数超过允许值沸騰等都可能造成短期过热。大部分短期过热损坏
时,要加强对弯头内表面的检査。
处会呈现明显的延伸和收缩变形,在破裂处呈现刀
(3)对于主蒸汽、再热汽管道,要重点监视弯刃状边缘,只有当过热温度超过相变温度,钢材的
头的外弧侧外表的微裂纹。
铁素体转变为奥氏体时,管壁减薄才不明显。
4)要改善停炉保护工作,认真控制化学清洗
短期过热损坏有不同的起因,防范措施亦因此
工作的质量。
而不同。一般的要求是,建立防止作业工具切削颗
(5)要加强金属监督,以防止错用钢材、焊接粒以及焊渣进入管段的检修工艺;建立防止汽包低
缺陷扩展和法兰螺栓断裂。
水位及过量使用减温水导致过热器管内出现水塞的
操作规程。
2防止承压部件的磨损
3.2高温蠕变
高温蠕变又称中、长期过热,是因为钢材长期
锅炉承压部件磨损是一种机械性损坏,一般有工作在蠕变温度以上,金相组织发生变化,包括
4种形式:飞灰磨损、吹灰器磨损、落渣磨损以及珠光体球化、碳钢和钼钢的石墨化、碳化物聚集
煤粒磨损。磨损使管壁减薄,当管壁应力超过材料奥氏体钢发生变相沉淀等,从而降低了金属的晶间
的屈服极限时,管子就会爆破。
强度而发生的损坏。这种损坏管壁没有明显减薄,
(1)近年来采用小管径、小节距、高烟速以减厚唇状破口是高温蠕变的特性。
少省煤器体积及钢材消耗的做法已逐步淘汰。当前
高温蠕变的原因差异很大,一般情况下,首先
飞灰磨损主要发生在烟气走廊地带、管排不均匀处要弄清是汽温长期超温、个别蛇形管超温,还是炉
及导流板异常位移处。加强防磨、防爆检査,避免内管壁超温;弄清是因为热力偏差、水力偏差,还
炉墙漏风以及正确使用与维护防磨装置是防止飞灰是结构偏差引起的蛇形管超温。若个别管过热,采
磨损的主要措施。
用高一级材料替代往往可以取得良好的效果。
欥灰介质(空气或蒸汽)带水,吹灰器卡
涩在一个位置上不动以及吹灰器定位不当是吹灰磨4防止受热面疲劳损坏
损管壁变薄的主要原因。吹灰操作程控,吹灰器位
置的正确信号显示及采用其他吹灰方式清洁受热面
炉管受到周期应力或应变的作用,导致疲劳裂
是解决吹灰器磨损的途径。
纹的发生、发展而缩短其使用寿命,称为疲劳损坏。
(3)锅炉冷灰斗斜面被炉膛上部下落的灰渣冲它可分为:振动疲劳、热疲劳、应力及低周热疲劳。
刷使冷灰斗边排管爆破的事故还不多见,一旦发生,损坏发生所需要的时间取决于应力交变辐度、交变
可采取的防范措施是,在此部份管壁上堆焊防磨层次数、应力集中程度与腐蚀介质种类。
或加焊防磨棒。
4.1振动疲劳损坏
(4)煤粒磨损主要发生在喷燃器出口处。主要
由振动引起的锅炉承压部件疲劳损伤事例并不
原因是喷口位置不正确,防磨保护层磨耗、脱落或多见。机械疲劳破坏的断?往往有明显的疲劳裂纹,
管排异常变形,可针对性地采取措施加以预防。
且裂纹由外向内发展,断口表面呈细状。锅炉喷
水减温器喷头、喷管及温度表库通常处于一端固定
3防止管壁过热损坏
一端自由的悬臂状态,当汽流激振频率其固有频率
相同时会发生共振,就有可能导致振动破坏。锅炉
管壁在高温烟气中受热,如果得不到可靠的冷转向室吊挂管在烟气流“卡门旋涡”作用下也可能
却,会在其运行温度超过设计值或运行时间超过运发生振动疲劳损坏。
行时限时发生损坏,称为过热。
在锅炉设计时事先考虑或事后加装隔板或连杆
3.1短期过热
以改变自振频率,是防止此类损坏的根本措施。检
短期过热造成的损坏是因高温使管材强度下修中加强检查,及时发现疲劳裂纹有利于早期处