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HG2008186型锅炉后屏过热器壁温计算及寿命评估

时间:2015-08-10  来源:中国锅炉网  作者:[db:作者]  浏览次数:617

  制循环汽包炉,该炉后屏过热器共24片,每片19根管以762横向节距均布于炉膛上方折焰角前。从1992年投运至2000年3月,累计运行43 5101.其间虽无爆管记录,但在1998年进行的次停炉检修期间,发现外壁氧化脱落明显,且部分管子已达级球化。为弄清该过热器过热失效的原因,了解该过热器的壁温状况并对其寿命进行综合评估,我们编制了后屏过热器壁温计算程序,并进行了取样和金相分析。

  1后屏过热器壁温计算1.1后屏过热器壁温计算模型该模型由吸热偏差模块流量偏差模块和壁温计算模块组成1.其中,壁温计算的具体公式1如下!管内计算断面上介质平均温度;At区段中介质温度大于平均温度之值;外径与内径之比;热散漫系数,是毕欧准则数Bi的函数;qc热负荷*大管子上*大处热负荷;管壁金属导热系数;s管子壁厚;1.2计算结果分析利用该模型,对满负荷下后壁过热器出口壁温进行计算结果2,并从现场壁温测点获取部分数据,以便对计算结果进行验证。从2可,炉膛左侧后屏过热器壁温明显高于右侧,且左侧靠近炉膛中部的第910片管壁温*高,已接近或超过600.这是因为炉膛出口处烟气的残余旋转导致左侧烟气回流并对后屏过热器次加热,使左侧超温。由于现场壁温测点均布置在炉外,测量值应比实际温度低,故不能以测量值作为寿命评估的依据。但从2所反映的壁温分布规律来看,计算结由1可知,234和6号试样的使用温度均接近或超过121+,钢的许用温度58,0,显微组织中1区域不明显,有的甚至完全消失,珠光体球化达4级以上,钢材老化严重。121+,钢的珠光体球化照片3.由扩散理论,球化时间!

  与运行温度间有如下关系3可由球化评定结果反推各试样的运行温度,结果列于1.同时,按照现场测量所得的各管段壁温并根果与实际吻合较好,说明该程序能较好地反映后屏过热器的壁温状况。

  为弄清材料在高温下的破坏程度,我们从后屏过热器中选取中60,121+,钢管6根进行以下金相试验。

  2.1珠光体球化试验与评级对上述试样采用4!硝酸酒精溶蚀后观察其显微组织,并对其球化程度进行评级,121+,试样的金相组织特征及球化评级结果1.

  试样取样组织球化热力计算球化推算编号位置特征级别壁温0壁温0典型的+组织,a晶界清晰,无弥0号原管材散碳化物,中碳化物非全片状大部分碳化物球分1号2屏2号管布于F晶界,少数区域痕迹尚存大部分碳化物球分2号6屏2号管布于晶界,1区仅存极少数痕迹区形态完全消失,碳化物球分布3号10屏2号管于晶界,有大量双重晶界现象4号4屏7号管同2号5号8屏7号管同1号6号屏3号管接近3号据其球化程度,亦可计算出与其相对应的球化时间2.由2可,若用实测壁温进行球化时间计算,各管段达到目前的球化程度,所需时间均超过50104小时,这与实际运行4.3104相差很大。而接近,说明计算壁温比测量壁温更符合实际情况。

  2.2碳化物分析由于后屏过热器各管的运行温度均已超过5500,根据文献2,它们的碳化物相结构已达到++236++73++3程度。随着使用温度的提高,钢中合金元素过渡到碳化物中的量也逐渐增多,而以为主的+236相呈有规律的递增关系。为弄清碳化物的形成情况,采用;1=;1.650型扫描电镜配合1=2像处理系统对121+,试样作晶内和晶界碳化物能谱分析3及碳化物颗粒尺寸测定4.

  试样号1号2号3号4号5号6号球化级别测量壁温0球化时间h试样号计算壁温0碳化物成分wt!CrMo 0号1号2号3号4号5号由3可知,试样运行温度愈高,其碳化物中+,含量越大,这将对材料的寿命产生不利的影响。

  碳化物尺寸是征材料蠕变损伤的重要指标,两者存在如下关系下转第44页3电动执行机构软伺放的应用。采用位置式脉冲控制方案,将伺服放大器的功能由,3中的软件功能块代替,利用脉冲,控制模块,偏差值经,10运算后输出控制电动执行机构正反转的脉冲宽度信号,驱动两只固态继电器,使电动执行机构正反转,当系统掉电后,0,3将软伺放保位使执行机构保持失电前的位置。这种方式既节省了伺服放大器,减少了设备投资,又简化了系统,减少了环节,避免了伺服放大器易损坏调整麻烦的缺点,为运行和维护工作提供了方便。

  4在0,3的改造过程中,去掉了绝大多数常规仪,取消了大量的操作把手,*大限度地减少后备手操,对控制室盘台进行了成功地改造,实现了以操作员站的01和键盘为监控机组的主要方式,既使控制室简洁明亮,又满足了机组运行的要求。

  4系统的投运和测试从1999年10月开始,利用机组的大修时间,完成了4号机组0,3系统的全部改造工作,2000年1月中旬机组在0,8系统的控制下次启动成功,随机组投入运行年多来,系统的软硬件工作正常,各项功能均能满足机组运行的要求,自动调节系统的正常投入协调控制的实现提高了机组的自动化水平,并为实现0,自动负荷控制创造了条件333的正常工作提高了机组运行的安全性;顺控功能的实现使机组在调峰能力节能降耗减少设备损坏等方面都得到改善。丁101600在200.贾机组上的应用取得了较好的效果。

  为了对改造后的系统作出正确的评价,由湖北省电力试验研究院对荆门电厂4号机组采用0,3系统进行了全面测试。按照部颁的火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程和火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程对NETWORK 600的软硬件性能,10系统精度,抗干扰能力及系统的可靠性实时性等技术指标进行了测试,同时还进行了机组模拟量控制系统负荷变动试验,考核了锅炉汽机以及有关辅助设备要模拟量控制下,机组负荷以正常速率变化的能力和各模拟控制子系统的调节品质及对负荷的适应能力。测试结果经济地连续运行。

  测试中感到系统响应时间较慢,如01画面数据刷新时间约为1.74,因而使得带执行机构时的系统反应时间也较长;另外S0E的事件分辩率也有待提高,测试中发现,按148间隔的事件顺序会出现错误。这是该系统应该注意解决的较大的问。上接第38页由4可知,位于左侧接近上炉膛中部的第10屏2号管碳化颗粒直径*大,蠕变及球化*严重,是整个后屏寿命*薄弱的环节。

  结论与建议dt,测得碳化物平均尺寸;k碳化物长大速度,与温度有关;t运行时间根据管材的蠕变损伤率!。及蠕变时间,即可由式4估算其剩余寿命783,结果4.

  试样编号球化级别碳化颗粒壁温K蠕变损伤率!

  剩余寿命h 0号1号2号3号4号5号后屏过热器左侧管屏壁温普遍高于右侧,这与角切圆燃烧所造成的炉膛上部空间烟气残余旋转有关。为消除烟气残余旋转,减少热偏差,应加强燃烧调整,合理投放反切次风。

 

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