300MW循环流化床锅炉回料阀支撑下陷原因分析与处理.pdfVIP

内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 2 年第3 0 卷第4 期 I N N E R M ON G O L I A E l E C T R I C P O WE R 3 0 0 MW 循环流化床锅炉回料 阀支撑下陷 原 因分 析 与处 理 刘春字 ， 王海学 。 ， 王兴钢 ， 刘兵 ( 1 内蒙古电力科学研究院， 内蒙古 呼和浩特0 1 0 0 2 0 ； 2 北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂， 内蒙古 包头0 1 4 0 6 0 ) 摘要 ： 某火力发 电厂 3 0 0 M W循 环流化床锅 炉回料 阀支撑下陷， 承载其载荷的次梁连接 板发生撕裂。从材料的化 学元素、 金相组织及力学性能等方面， 对故障现 象及原 因进行 了分 析 、 计算 ， 认为安装施 工时违反设计要 求， 在 回料 阀和立管筒体外壁增设 了外保温层 ， 使 筒体 外壁温度超标而导致筒体线膨胀量超过非金属膨胀节的最大吸收量 ， 且设备 受热膨胀产生的 热膨胀应力间接传递到 了基 建时错误安装的次梁上， 因应力超过其承载极限导致了次梁连接 板发生撕裂。给 出了故障处理措施及建议。 关键词： 回料 阀支撑 ； 线膨胀量 ； 膨胀应力 ； 非金属膨胀节 ； 保 温层 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 8 6 2 1 8 ( 2 O 1 2 ) 0 4 0 1 0 70 4 An a l y s i s o f 3 0 0 MW C F B B o i l e r Re t u r n Ma t e r i a l Va l v e S u p p o r t S u b s i d e n c e a n d I t s P r o c e s s i n g Li u Ch u n y u ，W a n g Ha i x u e ，W a n g Xi n g g a n g 。 ，Li u Bi n g ( 1 I n n e r Mo n g o l i a El e c t r i c P o w e r S c i e n c e& R e s e a r c h I n s t i t u t e I n n e r Mo n g o l i a Ho h h o t 0 1 0 0 2 0 ； 2 B a o t o u T h i r d T h e r ma l P o w e r P l a n t ，I n n e r Mo n g o l i a B a o t o u 0 1 4 0 6 0 ) Abs t r a c t ：I n a 3 0 0 MW CFB bo i l e r u ni t s O t h e r ma l po we r p l a nt ma t e r i a l r e t u r n v a l v e S s u p p o r t s u b s i d e n c e o c c u r r e d ，a n d t h e c o n n e c t i n g p l a t e o f s e c o n d e r y b e a r i n g g i r d e r wa s t e a r e d Fr o m t h e a s p e c t s o f t h e ma t e r i a l s c he mi c a l e l e me n t s ， mi c r o s t r u c t u r e a n d me c h a n i c a l p r o p e rt i e s e t c ，g a v e t h e a n a l y s i s a n d c a l c u l a t i o n o f t h e p h e n o me n o n a n d t h e r e a s o ns f o r t h e f a i l ur e Th e r e s u l t s s h o we d t ha t i n s t a l l a t i o n wa s v i o l a t i o n o f t h e d e s i g n r e q u i r e me n t s ，o u t e r wa l l s o f t h e r e t u r n v a l v e a n d v e rt i c a l t u b e wa s a d d e d i n s u l a t i o n l a y e r s ， w h i c h l e a d e d t o t h e r ma l e x p a n s i o n s t r e s s r e s u l t i n g f r o m h e a t e x p a n s i o n An d t h e a c c i d e n t t r e a t me n t me a s u r e s a n d s u g g e s t i o n s w e r e p u t f o r w a r d K e y wo r d s ： r e t u rn ma t e r i a l v a l v e s u p p o rt；l i n e e x p a n s i o n ；e x p a n s i o n s t r e s s ；n o n - me t a l l i c e x p a n s i o n j o i n t s ；i n s u l a t i o n l a y e r l 机组概况 次中间再热、 自然循环、 单锅筒、 平衡通风的循环流 化床锅炉 。由炉膛 、 分离器 、 回料 阀和外 置式换热 某电厂2 x 3 0 0 M W机组配备了亚临界参数、 一 器构成了C F B 锅炉的物料热循环回路 ， 煤与石灰石 【 收稿 日期】2 0 1 2 0 7 0 2 【 作者简介】刘春字( 1 9 7 2 一 ) ， 男， 内蒙古人 ， 学士， 工程师， 从事火力发电厂金属材料检测试验研究工作。 l 0 8 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 2 年第3 0 卷第4 期 在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应 ， 产生 的烟气分别 进入 4 个分离器 ， 进行气 固两相分离 ， 经过分离器净 化过 的烟气进入 尾部烟道 。分离器分离出的高温 物料有一部分直接返送 回炉膛 ， 另一部分进入外置 式换热器。外置式换热器人 口设有锥形阀， 通过调 整锥形 阀的开度 来控制外置式换热器和 回料 阀的 循环物料分配 比例。 2 回料阀故障情况 2 0 1 1 0 3 0 6 ， 2 号炉 D级检修完毕后点火 ， 启动 后运行正常。3 月 1 0日巡检时 ， 发现锅炉 8 m层 1 号 回料 阀料腿出现歪斜且支撑点下 陷。随后经技术 人员进一步检查 ， 发现支撑点下方 编号为 0 1 B A 2 7 次梁连接板被撕裂 ( 见 图 1 ) ， 且次梁受到剪切力的 作用发生 了 1 5 。 左右的扭 曲。对 1 号炉进行检查 ， 发 现锅炉 8 i n层 回料阀料腿也发生 了不 同程 度的倾 斜 ， 但料腿支撑点下方的次梁连接板未见撕裂。 圈1 连接板撕裂 为保 障机组的安全稳定运行 ， 需对上述钢梁的 变形 、 撕裂现象进行分析 ， 并提出处理方案。 3 试验分析 3 1 回料阀工作原理 回料 阀是连接分离器立管与返料管 的设备 ， 其 功能是将气 固分 离器分离 出的固体颗粒重新送 回 炉膛进行循 环燃烧 ， 同时防止烟气返 回到分离器 。 回料阀就像 1 台鼓泡流化床 ， 通过底部布风板送入 的流化空气将分离器分离出的固体颗粒流化 ， 在立 管与炉膛压差 的作用下将 固体颗粒返送至炉膛 ； 同 时 ， 立管 内固体颗粒须维持一定 的料位高度 ， 起到 防止烟气反窜的作用 。 3 2 材质试验分析 回料 阀 、 连接板原设计材质为 Q 2 3 5 B 。为确定 设备材质情况 ， 对 0 1 B A 2 7 次梁连接板取样后 ， 按照 相关规程标准对其材质进行分析。 3 2 1 化 学元素试验 按照 G B T 4 3 3 6 -2 0 0 2 t 1 中的碳素钢和 中低合 金 钢火 花 源 原 子发 射 光 谱 分析 方 法 ， 在 型 号 为 S P E C z R O MA x x的台式直读光谱仪上进行试验 ， 确 定 连 接 板 的 化 学 元 素 质 量 分 数 是 否 符 合 G B T 7 0 0 - - 2 0 0 6 标准要求。试验数据及结果见表 1 。 由表 1 可知 ， 连接板材质 与设计材质 Q 2 3 5 B相 符 ， 满 足 G B T 7 0 ff- - 2 0 0 6中对 Q 2 3 5 B的要求 ， 说 明 连接板撕裂并非 由材质原因引起 。 3 2 2 金 相组 织试 验 按照 G B T 1 3 2 9 8 - - - 1 9 9 i t 1 和 G B T 1 0 5 6 1 _ _ 2 0 0 5 t 1 等标准 ， 利用德 国卡尔蔡 司A1 M台式金相显微镜进 行观察 ， 连接板试样金相组织为铁素体+ 珠光体( 见 图2 ) 。通过检验发现连接板钢显微组织也正常 ， 未 发现任何影响其力学性能的夹杂物。 3 2 3 力学性能试验 按照 G B T 2 2 8 2 0 0 2 I ， 利用型号 为 C M T 5 3 0 5 的电子万能拉伸试验机 ， 沿连接板钢纵 向取样 ， 以 检验