660MW电站锅炉汽包超长缺陷分析与修复研究

发布时间：2020-05-25 16:20

【摘要】：汽包是火力发电厂电站锅炉的关键设备之一,其运行在高温高压环境中,所用材料要求需具有高温韧性,筒体壁厚一般要求100mm以上。在役汽包如果存在超标缺陷时,根本不可能对其进行更换,只能进行现场挖补修复。因为电站锅炉运行参数时时变化,汽包自身运行状态也在不停波动,同时汽包自身较重、内部饱和水蒸气量较大且与各种功能接管相连,这都将导致汽包应力变化更加复杂,故如何正确分析在役汽包缺陷并进行修复一直以来都是电站锅炉技术领域的世界难题之一。因此,本文选择国内某电厂进口660MW电站锅炉汽包2200 mm的超长缺陷修复过程作为研究对象,正确分析该缺陷情况和形成原因,在此基础上制定合理的修复方法并实施修复。本文首先制定了该超长缺陷取样理化试验分析的方法,通过化学分析、硬度检测、金相分析和扫描电镜等试验,明确了该超长缺陷的性质和成因;其次,结合汽包的运行特点,对修复过程中可能导致汽包变形的情况进行了研究分析,制定出包括对焊接、热处理等过程变形控制要求的修复方法,为了验证所制定的修复方法可行性,还制定和进行了修复前模拟缺陷修复验证试验;最后,按照以上方法和模拟试验验证,对汽包超长缺陷进行实际修复。为了验证修复质量,采用了整体无损检测、水压试验、声发射检测等方法对修复结果进行了全面“体检”,所有结果证明修复处符合要求,目前该电站锅炉已安全投入商业运行。因此,可确认本次所制定的取样理化试验方法、缺陷修复方法都是可行和有效的。通过研究,论文的主要结论如下:(1)超长缺陷都为埋藏缺陷,尚未扩展到汽包表面,属于超标连续埋藏缺陷;(2)理化试验和分析可知,基体内残留的焊渣,未熔合和气孔等焊接缺陷破坏了基体的连续性,交变载荷作用下,裂纹以疲劳方式扩展;(3)消缺前的预热、半焊道技术、随焊脉冲锤击和分部位阶梯局部整体热处理,都是减少修复附加应力良好工序。通过本次660MW电站锅炉汽包超长缺陷的分析和修复研究,为国内汽包修复提供了有益的经验,为制造和修复类似汽包提供重要参考依据。
【图文】：

波形,汽包,外观图,汽水混合物

图 1-1 汽包外观图的工作流程如下：从水冷壁上集箱出来的汽水混合物经汽包上管进入汽包内部，汽水混合物顺着汽包内壁与弧形筋板形成的流而下，这样才能保证汽包的内壁受热均匀，确保锅炉启停时大，这样也可以保证电站锅炉基本快启、快停的要求。同时，须保持流动，从而不导致夹层内水层停留过冷。汽水混合物要量标准，还需经过进一步的汽水分离，具体有三个步骤：第一旋风分离器来让进入汽包的汽水混合物改变流动方向时的惯性分离；第二次汽水分离：将被分离出来仍带有不少水分的蒸汽进入汽包顶部的波形板型分离器，通过带有水滴的蒸汽在波形中的少量水将黏附在金属波形板壁面上，水冷却后形成水膜流根据汽水的密度差原理，二次分离蒸汽进行一次重力分离，最

汽包,侧视图

图 1-2 汽包侧视图是电站锅炉中最笨重且价格昂贵的厚壁承压部件（见图 1-3），但相对于其部件，汽包工作条件最为复杂，事故发生后将造成严重的后果。为此，在、安装过程中，，必须对汽包所用材料的材质成分、力学性能和焊接工艺进制和检验。目前，电站锅炉使用的汽包由筒体和封头组成：汽包筒体：指圆筒区域，一般电站锅炉汽包筒壁厚度都在 100mm 以上，在制造阶段汽压力机上预压制后，再用大型多辊筒卷板机卷制，它的设计直径和长度与求、锅炉蒸汽量、温度压力参数及内部装置组成方式相关联。封头：电站般为半球形，因制造能力限制，有些高压、超高压锅炉只能在水压机或油成椭球形，为了保证安装和检修汽包内部装置，汽包封头上必须设置人孔
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM621.2

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