某一循环流化床锅炉Ⅱ级过热器管材失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和定量光谱仪等对465 t/h循环流化床(CFB)锅炉Ⅱ级过热器管爆口进行了金相组织分析、宏观及微观形貌观察、材质化学成分以及结构和运行状况分析,探讨了过热器管材的失效原因和机理.结果表明,CFB锅炉内颗粒的冲刷与撞击造成过热器管屏的磨损,磨损引起的壁厚减薄是管材失效的主要原因,磨损机理主要是冲刷磨损和高温腐蚀相结合的冲蚀磨损;管子内压应力与管系应力加速了爆漏过程,是造成过热器管撕裂爆口的次要原因.     

基于有限元模拟的高温过热器弯头短期失效探析

对某600 MW超临界机组高温过热器弯头在运行不到1 000 h发生开裂现象进行了外观检查、显微分析,同时对冷弯成型工艺过程进行数值模拟。研究表明：亚稳态不锈钢TP347H冷弯成形时内弧应变量超过ASME规范要求,产生马氏体相变,形成点蚀源,在残余应力与高温运行时热应力的共同作用下引起的内弧面开裂是弯头寿命降低的主要原因。     

某一循环流化床锅炉Ⅱ级过热器管材失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜（SEM）和定量光谱仪等对465t／h循环流化床（CFB）锅炉Ⅱ级过热器管爆口进行了金相组织分析、宏观及微观形貌观察、材质化学成分以及结构和运行状况分析，探讨了过热器管材的失效原因和机理。结果表明，CFB锅炉内颗粒的冲刷与撞击造成过热器管屏的磨损，磨损引起的壁厚减薄是管材失效的主要原因，磨损机理主要是冲刷磨损和高温腐蚀相结合的冲蚀磨损；管子内压应力与管系应力加速了爆漏过程，是造成过热器管撕裂爆口的次要原因。     

某厂1号锅炉高过和后屏过热器寿命分析

屏式过热器通常也称半辐射式过热器,是指布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处,既接受炉内的直接辐射热,又吸收烟气的对流热的受热面。大型锅炉中一般设置:分隔屏(前屏、大屏)和屏式过热器。某厂锅炉在运行时间超过15万小时之后,炉内受热面产生了老化倾向,通过各种检测手段对高温过热器和屏式过热器进行了分析,得出了受热面剩余寿命的年限,该文对新、老电厂锅炉受热面的维护管理有一定的借鉴作用。     

热电厂F12材质主蒸汽管道系统的寿命评价

高温持久强度试验和微观结构分析显示,某热电厂材质为F12(X20CrMoV12.1)主蒸汽管道经1.65×105 h运行后,材料的力学性能和组织结构产生明显的退化或损伤.尽管没有发现蠕变空洞或裂纹等动态缺陷,但微观结构表现出明显的脆化倾向和蠕变损伤特征,弯管部分尤为显著.服役材料的持久强度试验结果和主蒸汽管线运行状态下的有限元方法应力计算分析表明,该主蒸汽管道的再设计许用应力值已不能满足继续安全运行1×105 h的基本条件.最后对其剩余使用寿命做出评价.     

C炉二级过热器爆管的原因分析及对策

介绍了山西天脊煤化工集团有限公司C炉二级过热器于2005年1月发生爆管事故原因,并对C炉爆管原因进行了分析,提出了具体的预防措施.     

高钒耐磨合金在不同冷却方式下的高温氧化行为

研究了950℃高温下高钒耐磨合金的高温氧化行为,并研究了在随炉冷却和空冷两种不同冷却方式下的氧化增重与开裂行为.结果表明:氧化初期材料表面发生"暂态氧化",所有元素均参与氧化反应,随后在炉冷时氧化增重比空冷时的氧化增重要大的多,当氧化8 h后单位面积氧化增重分别为82.7 mg·cm-2与39.1 mg·cm-2,炉冷与空冷氧化增质量相差一倍多.虽然在基体/氧化层界面形成了能起到一定保护作用的50～200 nm厚Cr2 O3致密氧化层,但同时也存在疏松氧化层;而炉冷时样品以生长应力为主,氧化层发生"翘曲"现象,但较少引起氧化层脱落.然而空冷时冷却速度较大,氧化层内易产生较大热应力,致使氧化层较易开裂或者脱落.     

不同类型高温窑炉用镁铬砖损毁机理分析

作为优良的耐火材料,镁铬砖广泛应用于不同行业用高温窑炉,其损毁程度直接决定了高温窑炉的工作状况.不同类型高温窑炉用镁铬砖由于工作环境不同,其损毁机理存在差异.分析了RH炉、炼铜炉、水泥回转窑等典型高温窑炉用镁铬砖的损毁机理.结果表明,熔渣的化学侵蚀、温度急剧变化引起的裂纹和结构剥落是导致RH炉用镁铬砖损毁的主要原因;熔渣的化学熔蚀及熔体的渗透、炉内SO2气氛引起的结构疏松是导致炼铜炉用镁铬砖损毁的主要原因;水泥熟料液相的化学熔蚀、窑内还原性气氛引起的结构疏松及碱盐作用引起的裂纹是导致水泥窑用镁铬砖损毁的主要原因.损毁因素中,熔渣侵蚀及渗透是造成镁铬砖损坏的最关键性因素.     

改质炉高温炉管运行损伤及剩余寿命分析

对高温运行70000h至90000h改质炉炉管进行试验研究及材料损伤分析，结果表明，炉管的材料性能已严重劣化（脆化），炉管的内外壁已有微小裂纹萌生，测定了炉管材料在950℃、各种应力水平下的断裂时间，根据时间-温度参数L-M公式，推测炉管的剩余寿命为8510h。     

95°～135°不规则Z形弯管应力变化规律

假设管道材料为无限弹性体,采用ANSYS有限元分析软件,对95°~135°范围内不规则Z形直埋供热弯管进行数值模拟,并绘制各种参数下弯管最大应力变化曲线图和DN1 200不规则Z形弯管在95°~135°转角下的线算图.模拟结果表明:随着膨胀垫厚度、壁厚、管径的增加,弯管应力最大值逐渐减小;随着补偿弯臂、曲率半径的增加,弯管应力最大值先减小后增大;DN1 200不规则Z形弯管的补偿能力随着转角角度的增加而削弱.     

气体走廊速度分布对锅炉省煤器管束磨损效应的模拟研究

利用CFD软件平台,对发电锅炉省煤器等金属管束与器壁形成的气体走廊进行数值模拟研究。研究结果表明:1.沿着烟气流动方向其速度逐渐增加,前三排速度梯度比较大;2.管束弯头处的速度比平均烟气速度大得多,速度不均匀系数可以达到2.2~2.3,管束后面存在一个明显的低速区;3.沿着管束方向的速度梯度十分明显,烟气走廊、管束弯头和管束直段的速度不均系数达到10倍级量级。对锅炉省煤器防磨提出了设计建议。     

由内壁氧化层厚度测评过热器管道的剩余寿命

电站锅炉的过热器管长期在高温、高压条件下运行，组织性能会老化，最终导致管子蠕变失效而发生爆管。用无损检测技术测量管子内壁氧化层厚度，计算出管子金属运行当量温度，进而通过管壁厚度、管子的应力等参数计算出管子剩余寿命，能够指导电厂有针对性地换管，可以有效地防止因过热引起的管子爆破。     

增压流化床锅炉启动特性研究

分别在实验室规模常压模拟增压流化床燃烧室和15MW PFBC－CC联合循环中试电站60t/h蒸发量的PFBC锅炉上进行了增压流化床锅炉启动特性试验研究。试验了热烟气点燃流化床的煤种适应性;研究了加煤床温、加煤速率、埋管受热面积、静止床高、热烟气温度和烟气流量等参数对启动过程的影响规律,验证了为增压流化床锅炉特制的启动系统中带有气封结构的风室的可靠性,考察了增压流化床在深床运动中实施压火后,能再次热启动的条件及所需的燃油量和煤量的变化。在实验室规模装置上得到的较翔实和完整的结构设计参数和试验结果,已经成功地庆用于中试装置的启动运行。研究结果对大型常压和增压流化床锅炉的启动运动有积极的借鉴和指导意义。     

硬度法预测锅炉高温管道的剩余寿命

长期在高温、高应力状态下运行的锅炉高温管道蠕变损耗的评价,过去一直沿用新材料的寿命损耗曲线,并没有考虑锅炉高温管道长期服役所产生材质退化现象的影响。该文通过对淮北发电厂使用不同年限的在役锅炉高温管道材料试验结果的分析及研究,建立了锅炉高温管道材料的硬度与使用寿命的函数关系式,为老机组安全可靠运行及评估其使用寿命提供了理论依据。     

基于Visual Basic6.0的锅炉管道传热计算程序开发

基于Visual Basic6．0编制锅炉管道的传热计算程序,通过计算程序的计算探讨不同锅炉管道表面防护方法对其管道温度及传热效果的影响,为锅炉管道防护设计时在方法和参数的选择上提供参考,从而使得设计方案更加合理同时也避免了繁琐的手工计算。     

冶金渣颗粒余热回收的实验研究

针对空气回收高温冶金渣粒余热存在的诸多问题,提出了采用自流床余热锅炉直接回收高温颗粒余热,用以生产蒸汽的技术路线.搭建了自流床余热锅炉换热实验平台,研究了换热管内水的雷诺数Re、渣粒流速和渣粒初始温度对余热锅炉换热特性的影响规律.通过实验发现:渣粒侧的换热热阻值为水侧换热热阻值的55~100倍,综合换热热阻的大小取决于渣粒侧换热热阻的大小,换热管内水的雷诺数Re对综合换热系数和热回收效率几乎没有影响;随着渣粒流速和渣粒初始温度的提高,渣粒换热系数和热回收效率均逐渐增加.     

300MW机组直流锅炉调峰运行水冷壁安全性分析

用计算机辅助计算方法，以国产３００ＭＷ机组ＵＰ直流锅炉水冷壁为对象，在机组调峰运行过程中炉内火焰中心发生偏斜的非正常工况的热负荷分布情况下，对３００ＭＷ、２６０ＭＷ、２４０ＭＷ和２１０ＭＷ的不同机组负荷，计算水冷壁各管屏内工质的水力偏差和热偏差。并据此计算水冷壁管内工质的传热特性和管壁金属温度，以确定水冷壁发生爆管事故的条件。通过计算得出了不同机组负荷下所能允许的最大炉内火焰中心偏斜系数，为提出防止发生爆管事故的措施和机组的安全运行分析提供了根据     

超临界压力变压运行水冷壁中间集箱汽-水两相流分配特性的实验研究

超临界变压运行直流锅炉在启动和低负荷运行时,汽-液两相混合物通过水冷壁中间分配集箱后,在垂直水冷壁中要进行流量和相的再分配,存在着流量偏差较大和水冷壁出口汽温偏差较大的可能性,影响锅炉的安全运行.针对这一问题,以600 MW超临界锅炉过渡段水冷壁中间分配集箱及垂直水冷壁为研究对象,在压力10~21 MPa、分配集箱引入管质量流速400~1 200 kg/(m2.s)、干度0.7~1.0范围内,对垂直水冷壁管的分配特性进行了深入的实验研究.结果表明:影响分配集箱并联支管相分配和汽液两相流流量分配的主要因素为引入管质量流速、干度及分配集箱压力.随着分配集箱引入管质量流速的增加,相分配及流量分配的均匀性增强.当分配集箱的工作压力增加时,分配集箱并联支管间干度分配及流量分配的均匀性增加.并联支管间干度分配的不均匀性随着分配集箱入口干度的增加而减小,而入口干度对流量分配的影响规律较复杂,没有明显的变化规律.研究结果不但对保证超临界锅炉安全、高效运行具有重要的工程意义,而且为我国发展具有自主产权的超临界锅炉提供设计依据.     

场地液化条件下埋地弯管道力学反应的数值模拟

基于ADINA有限元分析软件,建立了场地液化条件下埋地弯管的管土接触的土弹簧分析模型.在液化区设置过渡区,考虑非液化区的管土接触作用及液化区土对管道的约束作用,对管道的有效应力及轴向应力进行了分析.结果表明:当液化场地区域存在弯曲管道部分时,弯头处有效应力很大,使其成为整个管网系统中最薄弱的环节之一;弯头壁厚和曲率半径越大,弯管道有效应力越小,说明弯管越不容易发生破坏,有利于抗震;弯头所处液化区的位置距离液化区和非液化区交界处越远,弯管道所受的轴向应力越大,且存在一个最佳位置使得弯头有效应力最小.     

高压水射流清洗工业锅炉

采用高压水射流清洗技术,清洗工业锅炉。高压水射流技术是以水为介质,经过高压发生装置形成高压,经过控制,最后通过喷咀将压力能转变为高度聚集的水射流动能以达到对结垢物的清除目的。因为是以水为介质,不加任何化学药剂,因此对被清洗物无腐蚀,对环境无污染,对完全堵塞的管子也能完全清通。这项技术已应用于换热器、各种管道及不同种类容器的结垢物清洗。