电站锅炉安装过程中对承压部件的质量控制

发表时间:2019/10/17   来源:《基层建设》2019年第21期   作者:李志强
[导读] 摘要:在电站锅炉的安装过程中,承压部件是其中的重要组成部分。
        河南省锅炉压力容器安全检测研究院新乡分院  河南省新乡市  453000
        摘要:在电站锅炉的安装过程中,承压部件是其中的重要组成部分。承压部件数量较多,包括集箱、受热面管、汽包等多个部件。它与电站锅炉的运行效率、安全性能直接挂钩,做好电站锅炉承压部件的安装控制工作已经成为电站安全稳定运行的重要前提。在整个电站锅炉的安装施工过程中,质量控制工作是确保安装工程能够符合行业标准、设计标准的基础条件,能够更好地掌握承压部件的生产规范,使承压部件的安装工作能够顺利开展。
        关键词:电站锅炉安装;承压部件;质量控制
        一、电站锅炉承压部件泄露或爆破的现象及原因
        1、“四管”爆泄的现象
        水冷壁、过热器、再热器、省煤器在承受压力条件下破损,称为爆管。受热面泄露时,炉膛或烟道内有爆破或泄露声,烟气温度降低、两侧烟温偏差增大,排烟温度降低,引风机出力增大,炉膛负压指示偏正。煤器泄露时,在省煤器灰斗中可以看到湿灰甚至灰水渗出,给水流量不正常地大于蒸汽流量,泄露侧空预器热风温度降低;过热器和再热器泄露时蒸汽压力下降,蒸汽温度不稳定,泄露处由明显泄露声;水冷壁爆破时,炉膛内发出强烈响声,炉膛向外冒烟、冒火和冒汽,燃烧不稳定甚至发生锅炉灭火,锅炉炉膛出口温度降低,主汽压、主汽温下降较快,给水量大量增加。受热面炉管泄露后,发现或停炉不及时往往会冲刷其他管段,造成事故扩大。
        2、锅炉爆管原因
        锅炉运行中操作不当,炉管受热或冷却不均匀,产生较大的应力。冷炉进水时,水温或上水速度不符合规定;启动时,升温升压或升负荷速度过快;停炉时冷却过快。机组在启停或变工况运行时,工作压力周期性变化导致机械应力周期性变化;同时,高温蒸汽管道和部件由于温度交变产生热应力,两者共同作用造成承压部件发生疲劳破坏。运行中汽温超限,使管子过热,蠕变速度加快,超温与过热。超温是指金属超过额定温度运行。超温分为长期超温和短期超温,长期超温和短期超温是一个相对概念,没有严格时间限定。超温是指运行而言,过热是针对爆管而言。过热可分为长期过热和短期过热两大类,长期过热爆管是指金属在应力和超温温度的长期作用下导致爆破,其温度水平要比短期过热的水平低很多,通常不超过钢的临界点温度。短期过热爆管是指,在短期内由于管子温度升高在应力作用下爆破,其度水平较高,通常超过钢的临界点温度,会导致金属组织变化发生相变。长期过热是一个缓慢的过程,锅炉运行中管子长期处于设计温度以上而低于材料的的下临界温度,逐渐发生碳化物球化、管壁氧化减薄、持久强度下降、蠕变速度加快而导致爆管。根据工作应力水平,长期过热爆管可分为三类:高温蠕变型、应力氧化裂纹型和氧化减薄型。高温蠕变型、应力氧化裂纹型过热爆管主要发生在过热器中,氧化减薄型过热爆管主要发生在再热器中。长期过热的主要原因包括热偏差、热力计算失误、错用钢材及异物堵塞。短期过热是一个突发过程,运行中管子金属温度超过材料的下临界温度,因内部介质压力作用发生爆裂。短期过热通常发生在水冷壁、过热器和再热器向火面。热偏差,影响热偏差的主要因素是热应力不均和水力不均。
        3、传热恶化。第一类传热恶化也称作膜太沸腾,是指管外热负荷过大,因管壁形成汽膜导致的沸腾传热恶化。第一类传热恶化所对应的临界热负荷非常大,大型电站锅炉一般不会发生。第二类传热恶化即管内环状流动的水膜被撕破或者“蒸干”。发生第二类传热恶化的热负荷低于第一类传热恶化的热负荷值。直流炉因加热、蒸发、过热三阶段无明显分界点,工质含汽率x由0逐渐上升到1,发生第二类传热恶化不可避免。直流锅炉蒸发受热面的沸腾传热恶化现象主要与工质的质量流速、工作压力、含汽率和管外热负荷有关。受热面磨损。受热面磨损是由含灰气流对受热面冲刷撞击造成的。受热面磨损的速度与气流速度的三次方成正比,与飞灰浓度成正比,与管子的排列方式、管子的耐磨性能有关,同时,飞灰硬度、形状、直径大小也是影响受热面磨损速度的因素。


        二、电站锅炉安装过程中对承压部件的质量控制
        1、强化电站锅炉承压部件的质量检测工作
        为进一步提高电站锅炉安装的整体规范性,保证电站锅炉中承压部件的生产及安装质量,必须要从设计、生产、监造等方面入手,共同做好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,若发现该厂家不具备特种设备的制造许可证明,不仅不得购买该厂家的承压部件,还要及时上报给相关部门进行查办。负责生产制造A级承压部件和压力管道元件的厂家,必须要接受当地特种设备检验机构的监督与检查,确保合格后,应出具合格证明,方可投入市场中进行使用。若A级锅炉部件以及管道生产需要进行分包,分包单位也必须要具备特种设备的制造许可证明,并确保制造的产品质量证书准确无误。
        2、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,在检查过程中遇到问题,要第一时间进行解决。如果在安装过程中遇到突发问题,必须及时按照应急预案标准进行处理,以确保电站锅炉承压部件的安装质量。在完成锅炉安装工作之后,要对电站锅炉实施水压试验工作,掌握锅炉中承压部件的实际表现情况,判断承压部件的实际安装质量和锅炉的整体生产效率。
        3、做好工艺评定工作
        承压部件本身的性能会受到安装工艺、生产工艺的直接影响。要想保证承压部件的质量,就要对相关工艺展开深入研究,并在技术上给予足够支持。在焊接工艺评定上,必须确保所使用的焊接材料、承压部件材料均能满足电站锅炉的实际使用需求,工艺内容与实际的生产技术要相吻合。如果在锅炉安装过程中需要对焊接材料、焊接工艺进行变更,就需要在正式应用前开展焊接评定工作,确保焊接工艺能够达到电站锅炉的实际运行标准。对于一些新兴的焊接材料而言,如果在焊接试验开展前缺乏充足的材料证明,待试验合格后还需要再次进行工艺评定。要严格遵循行业标准进行焊接工艺评定,确保焊接工艺质量能够符合国家标准。
        4、加强承压部件的质量控制力度
        在检验承压部件的过程中,重要承压部件和高合金部件是检查工作的重点所在,如联箱、汽包、受热面管、铸造件等。一些极易出现缺陷问题、质量问题的承压部件同样是检验的重点。例如,汽包内部夹层钢板的拼接是否存在焊缝,内部装置是否被腐蚀。在检查过程中,如果使用的是高合金P92、P91材料,则需要对联箱、蒸汽导管、集气集箱进行检查。在检测连接管与联箱的焊接口时,要对高于入口和低于入口的焊接口检查工作给予高度重视。在实际运行过程中,若受热面管安装不当,极易发生爆管和泄漏问题,必须实施专项检验和无损检验。如果在检验过程中发现焊口处存在细小裂缝,必须要及时与焊接单位取得联系,在第一时间修复。
        结束语
        锅炉承压部件的安装工作会对锅炉运行的安全性产生重要影响,会直接决定锅炉的运行效率。要想做好电站锅炉安装过程中承压部件的质量控制工作,就要采取全寿命周期质量控制方法,以达到预期的运行效果。
        参考文献:
        [1]周振康.电站锅炉安装中对承压部件的质量控制[J].化工管理,2017(28):159-161.
        [2]周文凯.电站锅炉安装中对承压部件的质量控制[J].建材与装饰,2018(22):313-315.
        [3]林涛.浅析电站锅炉安装中对承压部件的质量控制[J].科技展望,2019(12):227-229.
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