演示-托克托培训-维修.ppt

1、1,内蒙托克托电厂2x600MW机组锅炉培训维护与检修部分,2004. 3 北京巴布科克威尔科克斯有限公司 Babcock & Wilcox Beijing Co. Ltd.,2,RBC大型燃煤电站锅炉,北京巴布科克威尔科克斯有限公司 Babcock & Wilcox Beijing Co. Ltd.,3,维修部分培训教材内容,1。概述目的、要求及引用标准；主要大修项目； 2。运行维护优化运行； 3。运行的安全保证炉膛爆炸；水位；管壁温度；磨损；安全门的整定； 4。状态维护外部和内部检查；安全评估技术； 5。主要部件检修汽包；水冷壁；过热器与再热器；减温器；水压试验；. . . 6。其它重要部

2、件的检修； 7。停炉保养。,4,概述目的、要求,由于各种原因，经一定的运行时间后，总会发生或存在某种安全上的隐患。为了使隐患得到及时发现和修理，机组必须有计划地按有关规程安排大、小修。 在机组达到一定的寿命周期后，还必须考虑采用安全评估的技术和方法对锅炉的各零部件进行必要的状态评估。 根据检查结果，应用成熟的工艺进行维修，使之符合安全运行及性能保证的要求，维持正常工作。 检修维护的质量表现在系统中的各个设备在相应的可调节幅度下都具有良好的工作性能，能可靠地运行。 本教材是根据该项目锅炉，及相关电力行业标准、部颁规程，结合RBC锅炉技术和B&W的维护经验，并参考同类型电厂的 锅炉集控运行规程及锅

3、炉检修工艺规程等资料编写而成。,5,引用标准：,1 电力行业标准，DL 438-2000，火力发电厂金属技术监督规程 2 电力行业标准，DL 440-1991，在役电站锅炉汽包的检验、评定及处理规程 3 电力行业标准，DL 612-1996，电力工业锅炉压力容器监察规程 4 电力行业标准，DL/T 654-1998，火力发电厂超期服役机组寿命评估技术导则 5 电力行业标准，DL/T 734-2000，火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则 6 电力行业标准，DL/T 561-1995，火力发电厂水汽化学监督导则 7 国家技术监督局，锅炉定期检验规则有关该主题的详细内容 8 电力行业标准，DL/T

4、748.1-2001，火力发电厂锅炉机组检修导则,6,概述内、外部检验、水压试验，检修工艺,根据 “锅炉定期检验规则”的规定，锅炉定期检验工作包括外部检验、内部检验和水压试验三种。只有当三种检验均在合格有效期内，锅炉才能投入运行。 DL/T 748-2001火力发电厂锅炉机组检修导则规定： “电厂可根据设备的特点、技术状况、部件寿命周期、反事故措施及各项监测信息，确定锅炉机组检修间隔、项目和设备停用时间，并报上级部门审批。”。 该标准还要求各电厂应根据这份标准和制造厂技术文件编写锅炉机组检修工艺规程或检修工艺卡，以便实施检修工作。,7,概述10项大修试验项目,1 大、小修及联锁保护回路检修后需

5、进行联锁试验，通过模拟锅炉MFT（主燃料跳闸）动作，检查保护动作是否正常。 2 电动阀门开关试验 3 风门挡板开关试验 4 全炉漏风试验 5 全炉水压试验 6 安全门整定及校核试验 7 大修前热效率试验 8 大修后热效率试验 9 点火系统灵活性试验 10 吹灰器装置冷态试验,8,概述锅炉本体13项大修项目：,1。汽包及汽包内部装置 2。省煤器 3。水冷壁 4。 顶棚和包墙管 5。一级过热器 6。屏式过热器 7。二级过热器 8。再热器水平和垂直管组 9。减温器 10。燃烧器 11。安全阀 12。主蒸汽管道和再热器管道 13。顶棚吊挂装置,9,2. 锅炉的在役运行维护,总要求： 锅炉正常运行中，应

6、使锅炉蒸发量适应机组负荷需要，保持汽温、汽压和水位等运行参数在规定范围内，保持炉水和蒸汽品质合格，维持燃烧稳定，在保证安全性的前提下优化运行工况，提高锅炉的运行经济性，并降低污染物的排放。,10,2. 锅炉的在役运行维护,积累运行经验： 试运行过程中进一步掌握锅炉及相关设备的运行特性。特别是，在燃烧设备已经调整到最适合于燃用煤种的最佳性能状态，且空气过剩系数足够偏小的条件下，对锅炉机组进行性能测试确定锅炉效率及各项热损失。 如果性能测试结果良好，此时应详细记录各项调节数据，并应用作为今后运行的指导。,11,2. 锅炉的在役运行维护,提高运行经济性： 为了提高运行经济性，应充分参考在性能测试中的

7、获得的各项调节数据，例如：与典型工况相对应的各项热工参数，即炉膛温度和流经各受热面的进、出口烟气温度，过剩空气量，等；还有，通风损失、风量、燃烧器调整、蒸汽流量、给水温度，蒸汽温度，燃料量及空气温度；以及喷水流量，等。 当发现某一项或多项发生偏离现象时，首先应查明其原因，包括是否要对测量仪表进行必要的校正，接着，应尝试能否通过一般调整即可纠正。,12,2. 锅炉的在役运行维护,提高运行经济性： 应定期对氧量表进行校正，对烟气温度及烟气中的含氧量进行连续监测，以及对飞灰含碳量进行定期检测，以便于查明锅炉能否始终维持在性能测试过程中测得的效率。 必要时，应通过气体采样装置作专门测试。 当发现飞灰中

8、的含碳量增加，应对锅炉的制粉系统，和/或燃烧控制进行调整或维修。,13,2.5 运行维护受热面的清洁,炉膛共设30只IR-3D短伸缩吹灰器, 行程267mm,吹灰半径为2m 。 IR-3D短伸缩吹灰器：见右图：,14,2.5 运行维护受热面的清洁,过热器和尾部烟道共设42只IK-545长伸缩吹灰器，行程10500mm,吹灰半径为0.2m。 。 IK-545伸缩吹灰器 ：见右图：,15,2.5 运行维护受热面的清洁,吹灰器喷嘴的运行轨迹：见右图： 图中英文： extending 伸入 retracting 后退 shift 行程；,16,2.5 受热面的清洁 吹灰周期：,锅炉正常运行时的吹灰周期

9、为对空气预热器每班一次；对烟道前夜一次；对炉膛白班和前夜各一次； 对锅炉受热面容易积灰的部位，当煤种变差，灰份增加时，应加强吹灰； 锅炉启动正常后，应在机组负荷达到70以上或停炉前、对所有受热面全面吹灰一次； 锅炉点火后，对空气预热器应投入连续吹灰，直到锅炉负荷达到70MCR，以后每班吹灰一次。,17,3.1 防止炉膛爆炸,炉膛爆炸分为外爆和内爆： 外爆主要是由于炉膛灭火处理不当，继续进入燃料所致。一旦在点火前有油、可燃气体或煤粉漏入炉膛，未进行充分吹扫就进行点火，或反复点火未成功、油枪雾化不良或漏油、锅炉长期低负荷运行、个别燃烧器灭火等造成炉内积存燃料；或者运行中煤质变化，风煤比失调、给粉自

10、流等均构成起因。这种情况对燃烧无烟煤的锅炉要特别注意。 内爆的主要原因有：炉膛灭火、燃料中断、送风机跳闸和启停过程操作不当，使炉内平衡通风破坏，造成瞬间负压过大。,18,3.1 防止炉膛爆炸炉膛吹扫：,炉膛的吹扫分为：自动和手动两种。 其吹扫方法为： 在启动送、引风机，并出口档板联开之后，通过调节风机的动静叶片，使炉膛负压维持在50到100pa压力范围内， 调节总风量使吹扫风量大于25负荷风量，稳定300秒。 吹扫完成后应一直维持大于25额定负荷的风量。,19,3.3 管壁温度监视,影响管壁温度的因素有： 负荷变化； 给水温度变化； 燃料改变； 磨煤机投停及燃烧器运行方式； 受热面结垢及积灰；

11、 尾部烟道档板开度改变，等,20,3.4.2 对壁厚及磨损的检查：,根据规程的规定，要求如下： 当减薄到小于计算壁厚，或减薄量大于壁厚的30的受热面管子，应及时更换； 蚀点深度大于壁厚的30的受热面管子，应更换； 对受热面上用的SA-210C碳素钢管子，当石墨化达到4级，或其外径蠕变变形大于3.5时，应更换； 对过、再热器中使用的、除SA-210C外合金钢管子，当其外径蠕变变形大于2.5时，应更换； 当外表面氧化皮厚度超过0.6mm，及发现有宏观裂纹、微观蠕变裂纹，以及屏过SA-213 TP347H定位管子应力腐蚀裂纹时，应更换。 当进行上述检查或检修过程中，还应特别检查焊有附件的管壁上是否有

12、裂纹或其他安全隐患。,21,4. 状态维护：,定检的种类和间隔有不同。 以在役锅炉汽包为例，DL 440-1991在役电站锅炉汽包的检验、评定及处理规程明确规定： 外部检验，每年不少于一次，结合安全检查或计划小修进行； 内部检验，运行5万小时后进行第一次，以后每2到3年检验一次，结合计划大修进行； 超压试验，一般每6年一次，可作为大修中的一个特殊项目列入。,22,4. 4 安全评估：,在锅炉设计寿命期内，单纯由于结构强度不足而造成的事故并不多；而由于系统结构强度、疲劳、热时效老化、蠕变损伤、腐蚀、磨损等问题引起的安全性问题则较多。 在锅炉的在役检查中将不同程度地发现例如水冷壁管氢损坏、过、再热

13、器管子，多种形式的受压件材料和焊接接头损伤。其损伤轻则表现为泄漏，重则造成计划外强迫停炉、影响整个热力系统的正常运转。 经验表明，锅炉受热面管子材料的失效是造成这些大型燃煤锅炉机组计划外强迫停炉的最主要原因。 电厂需要实用性强、易于操作、工作效率高的，快速又能够进行定量评估的综合诊断技术。,23,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 1在焊接衬垫处发生碱侵蚀 。,24,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片2在管子内表面发生点状氧腐蚀 。,25,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片3由于氢损伤造成的脆性失效 。,26,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子

14、失效机制,照片 4由于酸侵蚀造成的管子内壁的点状凹坑 。,27,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 5应力腐蚀裂纹的电子显微镜照片 。,28,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 6管子内壁邻近附件处发生的水侧腐蚀疲劳裂纹 。,29,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 7由于烟灰腐蚀管壁严重减簿的管子的横截面照片 。,30,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 8发生了煤灰腐蚀、金属的高温氧化表面外形 。,31,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 9水冷壁销钉管烟气侧腐蚀 。,32,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子

15、失效机制,照片 10烟气侧腐蚀裂纹 。 外侧表面； 表面裂纹。,33,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 11因短期过热， 边缘被拉薄的鱼咀状 开裂 。,34,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 12因长期过热， 比短期过热要窄的纵向开裂 。,35,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 13对接焊缝处碳钢管子发生石墨化的显微照片 。,36,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 14铁素体材料已全断的异种钢焊缝失效， 和铁素体晶界面上产生的蠕变空域 。,37,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 15管子外表面的金属磨损

16、。,38,4.4.2 16种燃煤机组受热面管子失效机制,照片 16附件处的机械疲劳失效 。,39,4.3.4 B&W判断在役受压件失效的方法,判断在役机组受压件损伤的方法有理论分析方法（应力分析），剖析检查方法和无损检测方法。 为了适应在役检测的需要，美国B&W公司与美国EPRI合作开发了取得美国专利的新型失效检测技术和状态评估系统 ： FST-GAGE快速测量厚度无损检验仪、 FHyNES剪力波超声波无损检验、 NOTIS氧化层厚度无损检验、 Hone & Glow集箱荧光着色渗透无损检验、等 评估内容： 蠕变、疲劳、腐蚀、浸蚀和过热，共5个方面。,40,状态评估第1 阶段的工作以及业主责任

17、：,Locate Weaknesses Assess Remaining Life Determine Root Cause Recommended Plan Supports Upgrade Decisions Addresses component Safety Mitigates Run/Repair Decisions emergency & planned,41,4.4.3 FHyNES 水冷壁内壁损伤状态评估技术,压力6.89MPa时，水冷壁管失效是机组强迫停机的主要原因，其失效有可能是由于疲劳、腐蚀、磨损、过热、或者氢损伤造成的。其中氢损伤，是大机组强迫停机的最主要原因。 该技术

18、与一般超声波检验不同，采用“双”传感器的剪力波节距捕捉(Pitch-Catch)技术；两个一对的传感器封闭在靴形探查板上，可提高检测精度、及扫描暴露在高热流中管子的冠部。 先要对未损伤管子进行检测，作为标定用的标样。检测时，要沿管纵向和弧向进行二次扫描，接着要测定壁厚。分3步扫描可以检测出三个正交方向上所有可疑的损伤。 它比在管可疑部位开孔、插入光纤检查效率高。而光纤方法不仅要开孔，而且不能确定氢损伤程度。,42,FHyNES,A test developed by B&W to detect and or evaluate internal tube damage in boiler wat

19、er wall tubing,43,4.4.3 FST-GAGE快速扫描测定管子壁厚技术,44,4.4.3 FST-GAGE快速扫描测定管子壁厚技术,FST-GAGE快速扫描壁厚仪技术利用在材料中产生的高频声波的电磁声学效果(Electro-Magnetic Acoustics)，由电磁声学传感器发送和接收声波信号。由于这种效果是在材料内部产生，所以不再需要采用液体的耦合剂来传递声波。 使用这种新无损检测技术扫描测定壁厚之前，只需对管表面进行喷砂或者水洗处理，只要管表面基本光滑就是残余铁锈，也不会对EMAT探头的信号产生不利影响。 FST-GAGE可以测定厚度只有1.8mm的管子，精度可达0.

20、13mm；每8小时可以扫描1-2千米长。其有效扫描宽度为13mm，多扫描几次可更宽，例如对点状腐蚀进行测定。 使用FST-GAGE对管子进行连续扫描，即可以得到计算机输出的沿圆周方向壁厚测定结果的屏幕显示 。,45,FST-GAGE System,Power supplies, processor,Operator Interface,Probe,Calibration Std,46,Oxide Measurement,47,4.4.3 NOTIS - 过、再热器管子寿命评估技术,NOTIS状态评估系统具有由微处理器控制的超声波测定装置，通过测定管子的壁厚和管子内壁的氧化层厚度，将数据送入随机

21、的程序，依靠计算机根据氧化层厚度测定数据、同时考虑由于存在氧化层管壁温度升高所造成的腐蚀作用。 NOTIS状态评估系统根据B&W公司对过、再热器管子内壁氧化机制及对各类合金钢蠕变断裂行为数据库，可以做到只需花费几天时间，只需随机取很少几个割管试样，就可以完成对整个过热器和再热器管束的状态评估及寿命分析。 从1986年起到1996年，已经成功地为多达350个过热器和再热器进行了测定和评估。,48,4.4.3 NOTIS - 过、再热器管子寿命评估技术,过、再热器管子通常是由于蠕变断裂造成失效，且由于磨损或腐蚀而加快失效。,49,4.4.3.4 Hone&Glow 高温集箱蠕变疲劳评估,蠕变疲劳裂

22、纹最初发生在集箱的内侧，一般难于检测。Hone & Glow 评估技术可以快速地定位，并确定裂纹的状态特性。 检验时，首先是在距离集箱50到75mm附近的小管接头上切开一个口子，然后，采用B&W专利表面清洗技术彻底除去开孔内侧唇边缘上的高温氧化层，以防止盖住可能存在的微裂纹，并防止将表面剥离的氧化膜误判为损伤。 在除去氧化层之后，采用高灵敏度的荧光着色渗透探伤技术确定裂纹位置，接着通过插入内窥摄像探头或光纤探头拍照，即可对裂纹进行定性。 开孔的内侧唇边缘上是高应力区，裂纹从这儿发生并扩展,50,集箱上的高应力部位：,Note location of peak stresses,51,高温集箱的

23、破损有可能是由穿透裂纹造成。,52,4.4.3.4 Hone&Glow 高温集箱蠕变疲劳裂纹评估技,用逐步变细的研磨剂、最后用氧化铝粉剂抛光打磨到1或更细，然后进行浸蚀使之呈现微观组织，而得到金相复型。 由此探测出早期微裂纹、组织球化或石墨化程度。,53,4.4.3.4 Hone&Glow 高温集箱蠕变疲劳裂纹评估技术,1-1/4Cr-1/2Mo焊缝金属400 x金相复型显微镜照片 晶界上呈现已连接的蠕变空穴,54,手持内视光纤探头对集箱孔壁进行检验：,55,4.4.3.4 B&W公司Hone & Glow 高温集箱蠕变疲劳裂纹评估技术,图中英文： Fiber Optics Probe 光学纤

24、维探头； Tube Hole Ligament Cracks 孔桥裂纹； Superheater Outlet Tube 过热器出口管子； Flourescent Dye-Penetrant荧光着色渗透探伤 (Oxide Removed) （除去氧化膜）。,56,Hone&Glow 高温集箱及管道蠕变疲劳裂纹评估技术,57,5. 锅炉受压件及附件的检修工作 ：,典型的检修工艺文件，一般应有以下内容： 所需检修工具和安全措施； 需要逐项进行的检修项目； 关键工艺，例如：更换管子，目视检查及无损探伤检验方法，缺陷打磨，焊接修补（含预热及焊后热处理要求），等； 检修质量标准； 特殊注意事项,例如：由于本锅炉上的受压件均为ASME材料，因此其焊接工艺及焊接材料必须按ASME规范中第IX卷的规定确定，等。,58,5. 3 水冷壁检修和换管工艺：,对水冷壁进行逐项检查，一般内容如下： 冷灰斗上部倾斜管被下落的结焦或结渣砸伤情况检查； 燃烧器附近水冷壁管子变形、磨损情况检查； 吹灰器附近水冷壁管子吹损