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过热器钢管失效的原因哪些项

 
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               过热器钢管失效的原因哪些项


过热器又称蒸气过热器,一般安装在炉膛出口位置,它的作用是将锅筒中引出的饱和蒸气(一般含有2%的水分)在压力不变的条件下,再加热到规定的过热温度,以满足生产工艺的需要。
过热器管的作用是吸收热量,采用无缝锅炉钢管或耐热合金钢管弯成蛇形状,两端分别焊在进、出口集箱上。


在锅炉内,过热器是重要的高温部件。过热器管子在运行时,外部受高温烟气的作用,内部则流通着高压蒸汽。过热器管的管壁温度(即金属温度)要比蒸汽温度高,而蒸汽管道的管壁温度(即金属温度)则可近似地看成与过热蒸汽温度相同。过热器管钢管金属都处在高温应力的条件下,即是在产生蠕变的条件下运行,对它们所用钢材性能的要求是由它们的运行条件和加工工艺要求决定的。具体的要求有:
要求过热器管和蒸汽管道金属有足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性。通常在进行过热器管强度计算时,以高温持久强度极限为主要依据,再以蠕变极限来校核。过热器管金属的持久强度高时,一方面可以保证在蠕变条件下的安全运行,另一方面还可以避免因管壁过厚而造成加工工艺和运行上的困难。
要求过热器管金属在高温长期运行中组织性质稳定性好。
要求有良好的工艺性能,其中特别是焊接性能要好。对过热器管还要求有良好的冷加工性能。
要求钢的抗氧化性能高。通常要求过热器管金属在运行温度(即管壁温度)下的氧化深度应小于0.1毫米/年。
必须指出,对于过热器管钢材提出的要求是综合性的,而且这些要求在某种程度上甚至是相互矛盾的。例如,要求过热器管金属的耐热性高和组织性质稳定性好,这一般是通过加入适量的合金元素和合适的热处理来实现,但是加入合金元素或增加合金元素含量则通常都会使钢的焊接性能随之变差。在这种情况下,则往往优先考虑主要的性能要求,如优先考虑它们的耐热性和组织性质稳定性的要求,而对于随之而宋的焊接性能变差则可采用一些工艺措施来补救,例如在焊接时采用预热和焊后热处理的措施等。 ·


现有的研究成果表面,电站锅炉过热器管道失效的原因有很多。除管道长期过热外,受热面管也会因为高温腐蚀、高温氧化、焊接质量差和介质磨损等因素而失效。研究表明:在燃料中如果含有较多S及碱金属R(K、Na)时,壁温高于600℃的情况下,高温腐蚀的问题就会相当突出,腐蚀一般都是在有结灰或者结渣的管道壁面上发生的。
设计的缺陷
锅炉设计上的缺陷是过热器管道失效的根源,总会有一些管道在实际工作中壁温接近管子材料的允许工作温度,很容易造成管路过热。
一.热力计算结果不准确。热力计算不准确,其原因在于如何较合理的从理论计算上,能够确定炉膛的出口烟气温度。而且在确定过热器管道的传热系数方面也缺乏很多经验,致使管道的布置不够合理,从而造成了蒸汽温度较高或者受热管道超温。
二.设计时选用系数不合理。例如,某电厂采用的“W”型锅炉,就是因为采用了不恰当的传热系数,致使炉膛的实际出口烟气温度比设计温度高将近100℃。
三.炉膛设计尺寸不当。我国早期的一些大容量的电站锅炉,不仅在设计上缺乏选择炉膛尺寸的依据,而且在计算方法上也存在较多问题,因此设计的炉膛无法适应多种煤种。假如炉膛设计出的高度比较高,会使蒸汽温度降低。反之,炉膛所采用的高度较低则会引起过热器的温度偏高。
        
    
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