邓峰 罗光全 沈月锋
杭州锅炉集团股份有限公司 , 浙江 杭州 310000
摘要:随着经济和科技水平的快速发展,锅炉长期处于高温高压等恶劣工作条件下,操作不当、设备本身缺陷都有可能导致承压部件损坏,再加上锅炉本身部件较多,体积较大,如果运行管理不到位,很容易导致管道阀门、附件等部件发生故障,从而被迫停止运行,严重的甚至威胁人身安全,所以必须保证锅炉相关部件产品质量,所有部件合格后方可使用,同时针对锅炉运行记录及时发现运行异常,强化运行监控,保证锅炉运行安全。
关键词:锅炉;承压部件;损伤
引言:
锅炉的承压部件与安装质量控制存在较多问题,如承压部件的制造商无法提供有效的合格证明文件,承压部件的生产材料以及合格证明中的相关材料存在差异,无法确保出厂后的承压部件质量均能满足行业标准。提出了提高锅炉安装中承压部件质量控制的对策,如强化锅炉承压部件的质量检测工作,所有锅炉承压部件的生产厂家必须要具备特种设备的制造许可证明。构建完善的承压部件质量控制体系,施工人员必须做好锅炉承压部件的质量检查工作,并将遇到的问题进行整合,统一上报给上级部门进行处理。
一、锅炉承压部件损伤原因分析
(一)水冷壁损坏
锅炉水冷壁损坏的现象主要表现:锅炉系统蒸汽压力、给水压力均出现下降现象;锅炉排烟温度出现不正常降低现象;出现轻微泄露情况时,出现有蒸汽喷出的声音,严重泄露时,锅炉炉膛内部出现有爆破声,并伴有蒸汽喷出和炉膛熄火现象;给水流量异常,并且大于蒸汽流量。锅炉给水质量下降或者本身就存在质量问题,再加上锅炉化学监督缺失,没有按照规定定期排污,导致管道内部结垢腐蚀。锅炉水冷壁防磨层出现损坏,水冷壁严重磨损。锅炉检修安装过程中,管子遭杂物堵塞,进而导致水循环不良,影响水循环质量,进而导致管子过热出现破裂现象。启停炉操作不当,导致锅炉局部管壁温度过高,或者管子膨胀不良引起的焊口位置裂纹[1]。
(二)锅炉长时间运行导致的损坏
通常锅炉都会在超高温下运行,由于长期在高温、高压恶劣工况下运行,所以经常受到局部损坏,如果不能及时发现并处理,甚至会导致其他重要部件和整个系统的受损。如某锅炉在内部监测时通过磁粉监测发现,该锅炉主蒸汽安全阀管右侧出口位置主汽阀阀体左侧存在裂纹,长度约10 mm,通过对现场进行消缺处理之后发现,裂纹长80 mm,宽15 mm,深15 mm。锅炉设备已经运行41910小时,主蒸汽安全阀管段右侧出口主汽堵阀阀体材料为C 12 A,由于长时间的运行,再加上阀门在制造过程中,没有严格按照制造工艺进行,导致发阀门部件存在缺陷。其次该阀门为主蒸汽出口段阀门,工作温度为540°,经过4万多小时的运行后,制造过程中产生的缺陷逐渐进行扩展。
(三)锅炉管壁过热损坏
裂纹发生在热影响区的粗晶区,沿晶开裂,具有再热裂纹特征,该部位工作温度500多度,比较接近再热裂纹的敏感温度550丈~s s o t,安装时如果焊接速度过慢,热输入过大,导致焊缝内部晶粒粗大,运行时极易产生再热裂纹。
安装时,由于规范没有规定SA 213-T 2 3材料焊后必须进行热处理,安装单位对此类焊缝均未进行热处理,由于安装时强力对口、安装时温度较高冷却常温时残余应力的产生、焊缝余高控制等因素的影响,导致焊缝内部仍有焊接应力的存在[2]。
二、锅炉承压部件损伤问题解决对策探析
(一)水冷壁损坏问题处理对策
如果水冷壁出现爆破现象,并且无法维持汽包水位,则必须立即停炉,及时汇报故障信息,保持引风机运行;其次进一步地提高给水压力,最大限度地增加积水量,时刻保持汽包水位;再者如果损坏过于严重,锅炉气压迅速下降,并且积水量的增加无法维持汽包水位必须停止给水;等到炉内蒸汽完全排出之后,及时停止引风机运行;如果锅炉水冷壁损坏不大,并且能够保证正常水位,可以适当的降低锅炉蒸发量。如某锅炉在检修过程中发现多处烟管管端、焊缝及管板均开裂。由于该锅炉炉型为单焰回程,无回燃室,结构紧凑,受热面布置密集,热负荷较大。
管板与管端处的传热主要是辐射热,其次是很小的对流热。而管端的传热情况较为复杂,该处的传热是辐射和对流的叠加,由于存在“进口”效应,该处的热负荷是整个管板热负荷最大处,热应力大。经测量,管端开裂处烟管伸出管板表面长度为2.1 mm大于锅炉图纸的设计要求(矣1.5 mm),伸出部分直接与高温烟气接触,冷却条件差,长时间局部过热,引起材料冲击韧性下降,发生脆性开裂,在管板应力作用下不断扩展。烟管内装有扰流板,前管板右侧烟管装有扰流板的数量约为左侧的两倍,造成右侧热负荷比左侧高很多,导致开裂处均在前管板右侧。针对上述情况,首先要及时更换开裂的烟管,并打磨管板裂纹并对其进行补焊;其次要抽掉烟管内的扰流板,在满足使用的情况下,降低火焰的强度;再者对前管板处烟管的伸出端进行打磨,使其符合锅炉图纸的要求。
(二)长时间运行损坏处理对策
要针对存在缺陷的阀门及时返修,并且交由有资质的安装单位进行维修,以确保维修质量达到规范要求;其次,针对此现象,对其他的阀门进行磁粉检测,避免缺陷漏检;再者,锅炉定期检测中要加强对阀门部件的检验,若发现问题应扩大检测比例,避免缺陷漏检,从而确保设备安全运行。
(三)过热损坏处理对策
在安装过程中细化焊接工艺,最大限度减少焊接热输入,SA 213-T 2 3材料焊接时不需要预热,但为了改善焊接质量,焊接时增加预热环节,严格控制层间温度,控制焊接电流,防止焊缝晶粒粗大。安装时杜绝强力对口,增加焊后热处理工序消除焊接应力,在再热裂纹的敏感温度范围550 T-GSOT需加大升降温速度,减少再热裂纹的产生条件。完善焊接工艺,根据材料的焊接特性,增加预热工序、控制焊接电流、控制焊缝成形、消除焊缝咬边等,同时增加热处理工序,尽量消除焊接应力,特别在再热裂纹产生敏感温度时控制热处理升降速度,消除再热裂纹的产生条件。
三、结束语
锅炉本体设备的安装过程一定按照安装工艺和技术要求进行。不仅要严格按照一定的安装步骤,按照安装顺序正确安装零部件,而且对其重点部件,应按照相应的安装技术标准进行,确保锅炉安装的质量和安全。
参考文献:
[1]蔡永江.超临界火电机组锅炉承压部件损伤的原因分析及预防措施[J].科技资讯,2020,18(23):37-39.
[2]林明强.锅炉承压部件损伤的原因与对策探究[J].锅炉制造,2019(06):32-34.