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    锅炉管道泄漏知识及应用现状

    2019-01-14   来源:   点击数:15次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中國鋼管信息港持續關注及報道:按設計規范確定的水力摩阻系數計算式和管輸量等相關公式進行工藝計算,以確定采用內壁覆蓋層與不采用內壁覆蓋層時的不同水力摩阻系數及管輸能力和相同輸氣量條件下的起點壓力和壓氣機站所需功率等參數,并以此為依據進行有關經濟評價。
      
      高溫蠕變,異種鋼焊接水側腐蝕苛性腐蝕,氫損傷,孔蝕,應力腐蝕裂紋煙氣側腐蝕低溫腐蝕,水冷壁腐蝕,煤灰腐蝕,油灰腐蝕磨損飛灰磨損,落渣磨損,吹灰磨損,煤粒磨損疲勞振動疲勞,熱疲勞,腐蝕疲勞質量缺陷維修損傷,化學偏離,材料缺陷,焊接缺陷0前言隨著國民經濟對電力需求的加,大型火電站先后建成然而鍋爐“四管”爆破泄漏(BTF)給電廠運行的安全性和經濟性帶來了極大的影響。
      
      同一時期,世界其它國家如英國、加拿大澳大利亞等也得到了關于爆管機理的相同結論爆管往往是由多種機理共同引起的,鍋爐不同部位讀博士學位目前主要研究方向為鍋爐優化運行和鍋爐的受熱面,由于受熱條件不同,發生爆管的主要原因也不同過熱器泄漏主要原因是由于過熱及焊接質量問題,再熱器則是煙氣熱偏差大和選材不當及焊接質量問題,省煤器管則是由于飛灰腐蝕,水冷壁泄漏的主要原因是高溫腐蝕,氫損傷及過熱問題各種爆管機理引起的爆管,爆口的特征和金相分析結果不同,據此可以判斷引起爆管的主要機理,采取正確處理措施,盡量避免重復爆管。處理泄漏爆管事故,除了修復失效管段以外,更重要的是消除爆管泄漏機理,防止再一次爆管從國內的火電廠運行實際狀態來看,我們對于消除爆管泄漏機理的研究太少,甚至還沒有意識到,而國外對這一方面的研究較為重視,從運行角度杜絕管段失效泄漏清楚理解泄漏機理,不僅有助于正確處理泄漏事故,而且有助于全面地進行泄漏預防工作,這包括鍋爐設備設計質量、鍋爐水處理、燃煤品質、曰常運行規程等多方面。只有從多方面系統地著手,才能根本解決鍋爐“四管”泄漏問題2泄漏監測診斷技術發生泄漏后,及時報警并對泄漏故障進加專家系統鍋爐行監測和發展趨勢預測,為申請計劃停機檢修提供決策依據,是電廠普遍需要的。專家普遍認為:防止一次事故或減少一天非計劃停運,所挽回的損失就足夠補償監測系統的所有投資。目前,鍋爐泄漏監測診斷技術經過多年的研究開發,己達到商業化水平,技術發展成熟,實際應用效果妊根據泄漏監測技術的基本原理不同,可將泄漏監測技術分為4類:運行人員監測診斷技術水質量平衡監測診斷技術鍋爐水化學監測診斷技術、超聲波監測診斷技術2.1運行人員監測診斷技術多年的電廠實際運行經驗表明:當鍋爐受熱面管道泄漏時,會出現某些異常的泄漏征兆。運行人員發現這些泄漏征兆,即可確定鍋爐發生泄漏。
      
      泄漏征兆具體如下:若鍋爐負荷穩定,則給水量加,給水量不正常地大于蒸汽量;鍋爐負荷、主汽溫度、再熱汽溫度有減小的趨勢;燃料量加,減溫水量加;泄漏點后的煙氣溫度下降,排煙溫度下降,泄漏位置處受熱面煙氣進出口溫差大;泄漏點后煙道負壓加,爐膛負壓不正常地減小,引風機電流加;汽包壓力小幅度下降,汽包水位降低;煙氣含水量加,煙氣顏色變成白色或灰白色,嚴重時煙道(或冷灰斗)漏水、濕灰沉積;泄漏點處煙道里有泄漏產生的高頻噪音運行人員泄漏診斷監測技術是指運行人員運用他的經驗知識、推理意識和視聽感覺去發現以上的泄漏征兆,估計判斷鍋爐機組是否存在泄漏。它包括日常鍋爐巡檢、聆聽異常噪聲,觀察鍋爐機組是否有濕水的地方等等,也包括視察控制監測儀表讀數是否正常,爐膛火焰溫度有無異常變化等等這種泄漏監測技術是最古老最普遍的,幾乎每個電廠都采用它,檢測效果也還令人滿意,巡檢運行人員可以發現60%左右的泄漏事故。當然,這種檢測方法的檢測效果與運行人員的專業水平密切相關提高運行人員專業水平,完善運行例程,可以大大提高檢測效果2.2水質量平衡監測診斷技術鍋爐泄漏會使爐水外泄流失,引起水質量不平衡水質量平衡監測診斷技術是指所有系統的龐大系統的水質量平衡。水質量平衡監測技術要求每股流入、流出汽包的流量都精確測量,尤其是鍋爐排污,以保證泄漏監測的靈敏度。根據流量數據,進行詳細地計算統計、與原有流量數據對比、圖表分析,來判斷泄漏狀態。此監測技術的效果與流量裝置的精度數量水平衡系統的選取,計算的細致程度密切相關。
      
      中國鋼管信息港持續關注及報道:鍋爐水化學監測診斷技術鍋爐水化學監測診斷技術是指在爐水中添加一定量的某種化學藥品,泄漏會致爐水的化學性質發生變化,如電導率化學藥品殘余量、示蹤原子濃度下降,通過分析爐水的化學性質來監測泄漏。由于運行方式改變也會使爐水化學性質變化(如排污加、化學給藥減小、鍋爐給水含氧變化),故而所有的水化學性質變化都要經過細致的計算分析,排除正常的變化原因之后,才能確認發生泄漏此技術對鍋爐排污的測量裝置精度要求較高,也要求保存鍋爐給水的化學分析日志表精密的化學加藥裝置和水化學分析裝置是鍋爐水化學監測技術的基礎24超聲波監測診斷技術鍋爐發生泄漏時,管內高壓介質通過裂縫或破口噴射出來,產生頻帶較寬的高頻噪聲,噪聲沿空氣和金屬管道傳播開去這種因泄漏產生的高頻噪音與鍋爐正常運行時的低頻噪音區別明顯,泄漏嚴重時人耳可以區分開來超聲波監測診斷技術使用先進的數據采集器和傳感器采集傳送所有的現場噪聲數據,由專用電腦軟件根據數學模型或神經網絡模型進行計算分析,區分背景噪音和異常噪音,判斷是否存在泄漏產生的噪聲,從而發出泄漏警報這項技術的缺點是會產生誤報警,要求報警時運行人員做出進一步判斷是否真的發生泄漏其優點是靈敏度高,可以檢測到微量泄漏,并能實時地監測泄漏的發展狀態;系統設備費用相對便宜。
      
      這4種技術對于檢測泄漏都是可行,同時又不是完全準確可靠的,因為每種技術只使用某一部分而非全部的泄漏信息將各種技術給合起來使用,會產生更好的泄漏檢測效果目前,國內火電廠大多采用第一種和第四種泄漏檢測診斷技術,其它2種使用的較少,同時安裝采用多種泄漏診斷技術的電廠則更為少見同時,工業上使用的運送液體、氣體、漿液的長輸管道也會發生泄漏,水平衡,從簡單的水篇統平相當釀與鍋爐道泄肩'有許多相似之處其泄扁監測技net術如聲發射、壓力測量是可以借鑒,用于診斷鍋爐管道泄漏的3管道剩余壽命診斷在火電站中發生的各項鍋爐事故中,各類受熱面管子造成的事故占70%,是機組強迫停機事故的主要原因。因此,大力開發準確的鍋爐管道壽命診斷技術,以減少爆管失效的次數,同時也可避免不必要的提前換管,變被動維修為定期檢修,己成為每個火電廠的迫切需要。
      
      目前,進行管道剩余壽命診斷,不外乎以下3種方法:①應用理論計算的應力解析法;②從實際構件切取試驗樣品的破壞性試驗法,③不用切斷構件而取得非破壞性檢查數據的無損探傷檢測法(NDT)美國電力研究所制定的對電站進行部件評估時采用的三級評估方法,就是這3種方法:先根據數據資料進行應力計算,有必要再進行無損探傷檢測和應力分析,最后進行破壞性試驗,分析應力和斷裂情況針對不同的實際情況和診斷目的,相應結合采用上述一種或幾種方法,對鍋爐管子進行剩余壽命診斷,就可獲得準確的剩余壽命數據,以指導機組運行和檢修。
      
      3.1應力解析法眾所周知:鍋爐管子作為承壓的邊界,同時還要傳遞熱量鍋爐參數越高,管子越厚,則管子的傳熱強度越高,內外壁溫差越大,管子的熱應力就越大在正常情況下,管子內外壁為以一定速度氧化,氧化膜對管子壽命有很重大影響。一方面,氧化層的形成和加厚實際上使管子承壓管壁減薄,使管壁中工作應力高;另一方面,氧化膜加了管子的熱阻,從而大了內外壁溫差,使管子平均壁溫提高同時,在鍋爐管子的長期運行期間,由于水側和火側的各種腐蝕和磨損沖蝕作用,導致管壁減薄,使管壁應力水平不斷升高,造成管段壽命明顯下降因此,在應力分析時,一定要考慮內外壁氧化膜厚度及管壁磨蝕應力解析方法大都是根據蒸汽的溫度、壓力和煙氣的溫度參數,綜合氧化和管壁減薄這兩大主要因素進行應力計算的,而具體的方法和模型,則各有各的特色和優點在應力分析時,管子壁厚是一項重要數據。現在測量壁厚有多種方法,如脈沖反射法、超聲頻譜法,管子沖蝕磨損監測管等。實際管壁厚度可以采用超聲波等據和實時數據,推算出氧化層厚率和管壁減薄速率,從而計算出管壁厚度,進行應力解析評價管子壽命,在定期檢修時再進行實測,根據實測數據進行必要的修正這方法簡單,成本低,而且可用于實時監測,對于單個電站是可行的。基于應力解析法的管道壽命預測在線監測系統在國內個別電站中己有應甩3.2破壞性試驗法從實機上切取試驗片通過破壞性試驗方法評定管子剩余壽命是最直接的確切方法。對高溫運行的鍋爐鋼管來說,因能在停運時進行試驗體的切取,所以很早就被廣泛使用,發展得也較為成熟。在切取試驗片時,要選擇具有代表性的鋼管段,如最短設計壽命管段、平均運行溫度管段腐蝕和氧化最明顯管段不同運行狀態下的管子剩余壽命相差較大,正確選擇試驗片,是試驗成功的基礎對于破壞性試驗法不再過多介紹,可查閱相關資料。
      
      3.3無損檢測法無損檢測是新近發展起來的檢測方法,它無需對機組造成任何損壞就可測量得到實際設備的數據根據不同的原理,有多種無損檢測法:紅外線成像法超聲波法硬度測定法、電阻法、渦電流法、X線衍射法、電化學法、堿性法等等。下面僅介紹一種新方法一一磁性法磁性法檢測管子的原理是管子在長期運行后出現的強烈磁化現象,通過磁性參數的差別可以檢測出受損臨危管子。通過測量管子材料的導磁率,按概率理論就可確定因過熱而損壞的管子。這種方法適用于電廠中由碳鋼和低合金鋼制成的各種類型的加熱器管和水冷壁管,在一天內可以完成,具有效率高,操作簡便的特點;但不足之處是它只能檢測因過熱受損的管子,對于因其它機理而失效的管子則無能為力近年來,金相檢測技術發展迅速,也成為無損檢測技術的一個組成部分,采用金相檢測技術進行金屬管壁溫度與應變損傷狀況的評定和預測在電廠中更有實用性通過金相測試,綜合分析管壁材料的氧化速度硬度、碳化物粒子粗化球化腐蝕減薄和晶粒變形,可以預測管段的剩余壽命,也可以鑒別管子損傷的機理剩余壽命診斷技術包括把握操作部位的現狀(壽命消費)和推斷將來運轉條件下的剩余壽命。無損測量2也可以簡單處理。根據1些歷史運行數應用解析破壞性性試驗法‘無損檢測法命診斷方面各有特點,表2對3種技術方法進行的剩余壽命診斷因此,通過改進各種診斷技術,了比較由表2可見:這3種診斷方法是各有優并將其有效地組合,開發高效的實用綜合管子剩劣,相輔相承,單獨使用某一種方法無法進行準確余壽命診斷系統是很有前景的表23種剩余壽命診斷技術比較種類實用性診斷精度診斷方法監控經濟性間接診斷應力解析法可應用于任意部位不能正確地把握運行履歷;材料數據成為誤差因素;不能考慮不同使用環境下的材料惡化使用破壞的標準(線性損傷等)可進行在線監控開發費用多,運行時費用少直接診斷破壞性試驗法要切取試驗片運行履歷、材料數據不成為誤差因素;能夠推斷使用環境下的材料惡化試驗測量數據不適用無損檢測法難以在狹小部位、內面等處應用使用損傷檢定線、標準限度樣本等方法定期進行好4鍋爐泄漏專家系統將現代化的計算機控制技術信息技術和人工智能技術與鍋爐管道泄漏知識綜合在一起,開發出的鍋爐泄漏專家系統,把大量的數據信息經過處理,將其中蘊含的最主要的信息直接形象地顯示給運行人員,大大方便了鍋爐的運行和泄漏維修,產生了不可估量的社會經濟效益開發實用的鍋爐泄漏專家系統,使泄漏知識智能化和專家化,將是鍋爐泄漏今后的發展趨勢之一。鍋爐泄漏專家系統大致分為兩類:一類是泄漏監測診斷專家系統,用于監測鍋爐運行狀態,檢測泄漏及泄漏發展狀態,如東北電力學院開發研制的BLD鍋爐承壓管泄漏在線監測系統和國外的許多泄漏監測系統;另一類是泄漏事故診斷專家系統,用于判斷事故原因、失效機理提供正確的事故處理方案,如EPRI研制的鍋爐管子失效診斷專家系統ES-CARTA和廣東電力試驗所西安熱工院共同研制的鍋爐“四管”爆漏專家系統5結論由不同的泄漏機理引起的泄漏,在泄漏處會有不同的外觀表征和金相特點,正確地鑒別出爆管機理和主要原因,采取相應對策措施可避免重復泄漏。當發生泄漏時,及時檢測出泄漏狀況和預估泄漏的發展,可為申請計劃停機贏得寶貴時間,以避免發生更大的鍋爐事故。同時,采用管子剩余壽命診斷技術,鑒別臨危管子,在檢修時就予以更換,以減少發生鍋爐爆管次數泄漏前更換臨危管段,泄漏時及時檢測泄漏狀態,泄漏后正確處理爆漏管區和泄漏原因。從多方面著手,才能將鍋爐泄漏事故減小到最小,保證電站鍋爐更安全的運行,發揮電站最佳經濟效益。中國鋼管信息港持續關注及報道
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