大型锅炉事故及预防——第五节防止锅炉承压部件的损伤

大型锅炉事故及预防第五节防止锅炉承压部件
的损伤
锅炉承压部件的爆漏是大型火电机组强迫停用的主要原因,占锅炉机组强迫停用次数的82%,强迫停用时间的78%。因而预防锅炉承压部件损坏,有其显然的经济效益。
本节表达的是锅炉承压部件因各种原因,使管壁不能承受内压应力而发生的爆漏。通常是指管壁的局部应力超过材料的屈服极限、持久强度,包括管壁磨损、腐蚀、腐蚀减薄使应力升高的因素,包括管壁温度升高材料组织发生变化而使材料强度下降的因素,以及附加应力或交变应力的存在使管壁爆漏等。其中受热面内、外壁腐蚀因涉及化学专业,修复工作量一般较大,同时发生在一大批承压部件上,所以另节表达。
一、炉外承压部件的损坏
锅炉炉外承压部件的损坏,虽然为数不多,因其涉及人身安全,故必须引起电厂安全工的重视。
国内外事故统计说明,饱和汽水混合物管道、主蒸汽管道及超临界压力锅炉下辐射区联系管弯头以及汽水联箱封头、手孔堵是锅炉炉外承压部件的薄弱环节。就弯头而言,分析说明,在内压作用下弯头椭圆断面上存在三个高应力区。汽水管道弯头内表的两个高应力区,在锅炉启停、温度变化其局部应力超过
材料屈服极
限时,表面原有的磁性氧化铁保护膜会损坏,在含氧水的作用下再次氧化造膜,如此反复,形成应力腐蚀疲惫破坏。因其发生在内壁不易发现,且因为有二个薄弱点,一般爆破较大;关于主汽或再热器管道,外表的高应力区促进高温蠕变的发展,较早发生蠕变孔洞或蠕变裂痕而提前损坏。一些早期苏联和国内生产的平封头联箱及手孔堵,不适当的在管端二次应力区采纳未焊透的焊接结构,也容易发生应力腐蚀疲惫裂痕。从而构成了炉外承压部件的薄弱环节。对此类运行年久的锅炉,备必重视炉外承压部件的损坏问题。
防止炉外承压部件损坏,应采用如下防范措施:①制作管道弯头要严格控制弯头不圆度,必要时增加壁厚,采纳回火工艺以消除冷弯时引起的加工硬化与残余应力;②关于已运行多年的锅炉,汽水管道不圆度超过8%的弯头,在锅炉启停次数超过同意值时,要强化弯头内表面的检查。③主蒸汽、再热汽管道要重点监视弯头的外弧侧外表的微裂痕,对10-14MPa,510℃~540℃参数的φ133×10、φ194×12、φ219×14、φ273×20、φ325×22的12Cr1MoV主汽管和导汽管,以及φ426×17Cr1MoV再热汽管要重点检查。④要改善停炉保护工作,认真控制化学清洗工作的质量。
⑤要强化金属监督,防止错用钢材、焊接缺陷扩大和法兰螺栓断裂。
二、防止磨损
锅炉承压部件磨损是一种机械性损坏,一般有四种形式:即飞灰磨损、吹灰器磨损、落渣磨损与煤粒磨损。磨损使管壁减薄,当管壁应力超过材料的屈服极限时,管子爆破。近年来采纳小管径、小节距、高烟速以减少省煤器体积及钢材消耗的做法已逐步淘汰。当前飞灰磨损主要发生在烟气走廊地带、管排不均匀处及导流板异常位移处。强化防磨、防爆检查,避免炉墙漏风以及正确使用与维护防磨装置是防止飞灰磨损的主要措施,中国电力出版社出版的《防止电力生产重大事故安全系列片》第三集有形象化的描述,值得一看。
烟气道吹灰介质〔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纳其他吹灰方式清洁受热面是解决吹灰器磨损的途径。
黄秋葵软胶囊锅炉冷灰斗斜面被炉膛上部下落的灰渣冲刷使冷灰斗边排管壁
爆管的事故还不多见,一旦发现防范措施是在此部份管壁上堆焊防磨层或加焊防磨棒。
煤粒磨损主要发生在喷燃器出处。主要原因是喷位置不正确,防磨保护层磨耗、脱落或管排异常变形。
三、防止管壁过热损坏
管壁在高温烟气中受热,如果得不到可靠的冷却,其运行温度超过制定值或超过运行时限发生损坏,称为过热。短期过热造成的
损坏是因高温使管材强度下降,例如管子内部堵塞,缺水、水循环破坏或膜态沸腾等,大部分短期过热损坏处会浮现显然的延伸和收缩变形,在破裂处浮现刀刃状边缘;只有当过热温度超过相变温度AC3,钢材的铁素体转变为奥氏体时,管壁减薄才不显然。高温蠕变或称中、长期过热是因为钢材长期工作在蠕变温度以上,金相组织发生变化;包括:珠光体球化,碳钢和钼钢的石墨化,碳化物聚集,奥氏体钢发生σ相沉淀等,从而降低了金属的晶间强度而损坏。这种损坏管壁没有显然减薄,厚唇状破是高温蠕变的特性。
珠宝制造短期过热损坏有不同的起因,防范措施亦因此而不同。一般的要求是,应建立防止作业工具、切削悄粒以及焊渣进入管段的检修工艺,建立防止汽包低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。高温蠕变的原因差异更大,一般状况下,首先要弄清是汽温长期超温、各别蛇形管超温、还是炉内管壁超温;弄清是因为热力偏差、水力偏差还是结构偏差引起的蛇形管超温。各别管的过热采纳高一级材料替代往往可以取得优良的效果。四、防止受热面疲惫损坏
炉管受到周期应力或应变的作用,导致疲惫裂痕的发生、发展而缩短其使用寿命,称为疲惫损坏。分为:振动疲惫、热疲惫、腐蚀疲惫及低周热疲惫。损坏时间决定于应力交变辐度,交变次数、应力集中程度与腐蚀介质种类。
〔一〕振动疲惫损坏
锅炉承压部件由于振动引起疲惫损伤事例并不多。机械疲惫破坏,其断往往有显然的疲惫纹,裂痕由外表向内发展,断表面呈细瓷状。锅炉喷水减温器喷头、喷管及温度表库通常处于一端固定,
一端自由的悬壁状态,当汽流激振频率与自身固有频率相同时发
生共振,就有可能导致振动破坏。锅炉转向室吊挂管在烟流“卡地磁指数预报
烟囱脱硫门旋涡〞作用下也可能发生振动疲惫损坏。
在锅炉制定时加以合计或事后加装隔板或连杆改变自振频率,是防止此类损坏的根本措施。检修中强化检查及时发现疲惫裂痕有
利于早期处理。管件焊接避免咬边、实施圆滑过渡降低应力集中
也是防止振动疲惫损坏的有力措施。
〔二〕热疲惫损坏
锅炉受压部件表面急剧冷却、加热,经受热冲击,当应力辐度及交变次数足够时,便出现网状、放射
状或鳄鱼皮状裂痕。锅炉汽
包省煤器再循环管孔四周的裂痕、安全阀管座四周、疏水管管座
等处,往往容易出现两种温度不同的汽水介质,从而构成壁面温
度交变的条件,是锅炉承压部件发生热疲惫损坏的区域。
据西德TUV报道,中间再热机组的快速减温减压装置所用高压旁路阀体内壁在阀门开启之际,温度变化速度最大可达4℃/S,在1~2min内各别的温度可从240℃升到450℃,加以不可避免的存在铸造缺陷,从面使相当多的一部分阀体出现热疲惫裂痕。龙虾地笼

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