锅炉寿命PPT课件.ppt

锅炉管理专业人员培训 主讲 王和平特设课程 2010 7 锅炉操作技能 锅炉可靠性管理和锅炉寿命 一 锅炉可靠性管理是对设备进行全过程管理的一个重要部分和重要手段 它可以揭示出影响生产工作质量链条某一个环节上的缺陷 分析这种缺陷影响的程度 从而研究采取改进对策 提供切实的依据 2010 7 锅炉操作技能 第一节锅炉可靠性管理 一 可靠性管理中锅炉主机的状态划分 定义和性能指标 机组状态 2010 7 锅炉操作技能 可编辑 2005 6 一 锅炉可靠性管理 状态定义 在使用 可用 运行 备用 不可用 计划停用 非计划停用 2010 7 锅炉操作技能 一 锅炉可靠性管理 非计划停用紧迫程度分类 类指设备立即停运 类指设备虽然不需立即停运 但需在 以内停运 类指设备可延迟 后 前停运 类设备 后 但需在下次计划停运状态 类指设备处于计划停运的机组因故超过原定计划期限的延长停运状态 2010 7 锅炉操作技能 一 锅炉可靠性管理 可靠性管理指标计划停运系数非计划停运系数运行系数机组降出力系数非计划停运率强迫停运率平均计划停运间隔时间平均计划停运持续小时平均连续运行可用小时等等 2010 7 锅炉操作技能 二 锅炉主要辅机可靠性统计范围及内容 统计范围磨煤机及其电动机送风机及其电动机引风机及其电动机 2010 7 锅炉操作技能 二 锅炉主要辅机可靠性统计范围及内容 辅机状态划分运行可用状态状态备用划分大修计划停运小修不可用状态定期维护非计划停运 2010 7 锅炉操作技能 二 锅炉主要辅机可靠性统计范围及内容 状态含义运行备用计划停运非计划停运 2010 7 锅炉操作技能 二 锅炉主要辅机可靠性统计范围及内容 辅机可靠性指标可用系数 运行系数 计划停运系数 非计划停运系数 平均连续运行小时 故障率等等 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 一 锅炉受热面用钢 钢材要求钢材的机械性能钢材要有在高温条件下长期使用的组织结构稳定性良好的钢材热加工 冷加工和焊接 弯曲等工艺性能有良好的抗氧化和抗腐蚀性能 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 受热面工作特点过热器和再热器用钢水冷壁和省煤器用钢空气预热器用钢 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 温度对金属温度的影响 高温下 金属原子结合力下降的同时 组织结构也发生变化 使金属的高温机械性能 特别是高温强度和塑性显著下降 2005 6 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 蠕变 常数变形量 常数第一阶段第二阶段第三阶段时间 瞬时变形阶段 蠕变减速阶段 蠕变等速阶段 蠕变加速阶段 断裂点 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 蠕变断裂在蠕变过程中 金属晶粒之间不断重新排列 最终导致晶粒之间出现微裂纹并沿晶界发展 形成晶间断裂 最后导致金属部件脆性断裂 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 影响蠕变和持久强度的因素钢的抗蠕变能力和持久强度 一般统称为热强性主要因素有 冶金质量 晶粒度 热处理 金相组织 机械加工 运行过程中温度的波动等 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 应力松弛松弛与蠕变有差别也有联系 蠕变是在恒定应力下塑性变形随时间增长的持久增加过程 而松弛是在变形一定的条件下随时间增长的应力减小过程 当应力接近于零时就不在发生松弛 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 热疲劳金属材料由于温度的循环变化引起的热应力而产生的疲劳损失称热疲劳 造成热疲劳的主要内部因素是 温度差 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 热脆性金属材料由于高温和应力的长期作用下而产生冲击韧性下降的现象 在高温和应力作用下的时间越长 热脆性就越明显 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 四 高温用钢的组织稳定性 珠光体球化钢在高温和应力的长期作用下 珠光体中的片状渗碳体将逐渐变为球状 并且聚集加大 这种现象称为珠光体球化 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 石墨化钢在高温长期运行中 由于原子活动能力的增强 渗碳体会分解出游离碳 以石墨方式析出并不断扩大 从而形成石墨夹杂现象 称为石墨化 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 五 受热面的失效分析现场调查残骸分析试验鉴定综合分析 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 锅炉承压受热面金属失效方式 塑性破坏 破坏后一般管壁都有明显拉长 不发生碎裂 断口呈暗灰色 纤维状 无金属光泽 断口不平整 与主应力方向呈 夹角 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 锅炉承压受热面金属失效方式 蠕变破坏 承压部件在发生蠕变的温度下长期运行时 逐步发生不断积累的塑性变形 当变形超过时发生破裂 裂口附近有诸多氧化层 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 锅炉承压受热面金属失效方式 脆性破坏 部件在较低应力状态下发生突然的断裂破坏 破坏后无明显伸长变形 裂口齐平 呈金属光泽 且与主应力方向垂直 有指向裂口的辐射状裂纹 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 锅炉承压受热面金属失效方式 疲劳破坏 承压部件在多次加载 减载或脉动载荷的情况下 产生疲劳微裂纹 最后导致破坏 因此 破口附近有有很多微裂纹 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 锅炉承压受热面金属失效方式 腐蚀破坏 金属表面均匀腐蚀或点状腐蚀 承压部件有效厚度减薄 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 锅炉高温金属部件失效的判断部件名称可能产生的损坏现象锅筒热疲劳 应变时效 苛性脆化低周疲劳水冷壁短时过热 垢下腐蚀 氧腐蚀 硫腐蚀过热器短时过热 长期蠕变破裂 高温氧化 钒腐蚀 氢腐蚀 球化 石墨化 热脆性 碳化物沿晶界析出省煤器磨损 氧腐蚀 硫腐蚀 热疲劳 2010 7 锅炉操作技能 失效特征与失效原因对照损坏特征损坏原因破口大且边沿锐利短时过热破口处壁厚无明显变化材料缺陷破口处管子周长明显增长短期过热破口处管子周长增长不多长期过热蠕变 材料缺陷大量纵向裂纹且有氧化皮长期过热 材料缺陷脆性脆裂热脆性 石墨化 苛性脆化晶间断裂长期过热蠕变 蒸汽腐蚀 氧腐蚀珠光体球化长期过热珠光体消失蒸汽腐蚀 氢损坏表面脱碳蒸汽腐蚀 高温氧化析出石墨石墨化 2005 6 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 一 温度对金属部件寿命的影响拉尔逊 米勒公式 常数 与参数有关的常数 管壁的绝对温度 锅炉管子从投入使用到遭到破坏所经历时间 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 2005 6 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 列子说明过热器工作温度为 长期超过 运行 则对其寿命损耗估算如下 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 二 受热面短期过热和长期过热爆管 短期过热 锅炉受热面内部工质短时间换热状况严重恶化时 壁温急剧上升 使钢材强度大幅度下降 引起爆裂 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 二 受热面短期过热和长期过热爆管 长期过热 锅炉受热面由于热偏差 水动力偏差或结垢 堵塞 错用钢材等原因 管内工质换热较差 金属长期处于幅度不很大的超温状态运行 发生蠕变而破裂 2010 7 锅炉操作技能 第二节锅炉金属高温性能 三 运行中受热面超温的原因及应采取的措施 锅炉设计方面 制造 安装方面 运行调整方面 2010 7 锅炉操作技能 第三节锅炉寿命管理 一 基本概念 寿命及寿命损耗 造成锅炉寿命损耗的因素疲劳 蠕变 腐蚀 磨损 寿命评估的主要对象 锅炉寿命管理 2010 7 锅炉操作技能 第三节锅炉寿命管理 锅炉寿命管理是锅炉安全管理的重要组成部分 其内容包括 运行人员按操作规程进行操作 建立寿命损耗的概念 关键部位安装寿命监测系统 建立技术档案 拟定检修计划 按规定进行无损或有损检测 接近寿命终结时 进行破坏性试验 2010 7 锅炉操作技能 第三节锅炉寿命管理 二 锅炉寿命与强度 内压应力 热应力 高温蠕变与持久强度 2010 7 锅炉操作技能 第三节锅炉寿命管理 三 负荷变化对锅炉寿命的影响 不稳定热工况 疲劳损伤 蠕变寿命损耗 2010 7 锅炉操作技能 第三节锅炉寿命管理 四 锅炉寿命管理方法按 火力发电厂金属技术监督规程 规定进行检验 更换或报废 2010 7 锅炉操作技能 锅炉受热面寿命预测方法简介 目的 按锅炉水冷壁 过热器 省煤器 主蒸汽管道等不同类型 以及主要失效方式 建立寿命评估模型 预测剩余寿命 指导生产 防止重大事故的发生 2020 3 19 可编辑 管道蠕变寿命预测