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关于火力发电厂压力管道测点泄漏的课题研究
• 因此,在机组检修时应对所有高压管道上的 温度测点、压力测点和采样装置列入到金属 监督项目中,不但要对角焊缝进行检查,而 且由于在对管座与测点焊口进行测厚时,由 于冲刷减薄区域壁厚的不均匀性,极易造成 检测失败或不确定性机率增大,应对这类焊 口进行割管检查,主要集中在减温水导气管、 给水管道、主蒸汽管道、再热蒸汽出口集箱 等部位'。
关于火力发电厂 压力管道测点泄漏的课题研究
• 由于燃煤火电机组中布置有大量的压力管道, 包括高压给水管道、主蒸汽管道、风道、烟道、 输粉管道等'。为了保证机组的安全、可靠运行, 在这些管道上还安装有大量的压力测点、温度 测点、采样装置等提供保护、检测手段的各类 测点,根据介质的压力、温度、介质、流量、 部位的不同,其中有采用普通管座、加强管座 以及直接采用插入式或表面式焊接在管道上'。
设备改造时发现的缺陷
再热器联 箱管座裂 口
再热器联 箱管座裂 口部位
机组运行中出现的问题
过热器三 级减温器 流量孔板 泄漏点
主蒸汽在 线蒸汽采 样装置泄 漏处(在 线)
再热器出 口导气管 裂口
水压试验时发现的问题
再热器汽 温管座漏 点
联箱管座 冲刷减薄 后的泄漏 点
机组检修过程中针对性检查出的问题
减薄缺陷温度测点管座的处理
一、 改 变 温 度 测 点 表 槽
圆柱三形棱头锥温形度头测测点点表表槽槽
减薄缺陷温度测点管座的利用阻流片限制汽流 范围,使上部汽流稳 定避免形成高速汽流 冲刷焊口内壁
处理泄漏管座 重要提示
由于表槽支撑点深入管道, 失去管壁支撑,表槽在汽 流作用下产生振动,在表 槽根部应力集中区域造成 疲劳失效,开裂或断裂, 从而导致从温度测点接线 处泄漏'。
• 但这些测点和装置在机组运行时为机组的安全、可 靠提供了全方位的保护,也是运行监控必不可少的 手段时,也给机组在运行、检修时造成了非常多的 麻烦'。从机组压力容器和炉内受热面的防磨防爆 管理以及防磨防爆检查队员在别的发电企业检修、 检查后的反馈和在防磨防爆学员培训时了解到,关 于这些压力管道的测量装置发生的泄漏几率并不比 炉内受热面管道爆漏缺陷的次数少,而且有发展趋 势愈演愈烈的态势'。因此,一个新的课题就这样 摆在了发电企业和金属监督部门的眼前'。
测点冲刷 减薄处
测点冲刷 减薄处
测点冲刷 减薄处 (呈螺旋 形)
测点冲刷减 薄处(呈水 流状)
测点冲刷 减薄处 (呈沟槽 状)
测点易冲 刷减薄处
测点易产 生冲刷部 位
蒸汽取样 装置
汽温测点
测点管座
给水压力 测点(发 现裂纹部 位)
蒸汽采样 装置
• 目前对压力管道测量装置检查内容和方法
纵剖面结构
迎汽侧与背汽 侧受表槽阻挡
存在压差
气流方向
管座减薄分析
测点横切面 泄漏
由于迎汽面与背汽 面存在压差,形成高速 汽流,导致冲刷管座减 薄;
由于根部受阻产
生涡流,产生局部冲 刷减薄
原因分析
• 当温度测点的锥形体探入高压管道内,高温、高压、 高速流体受到锥形体的阻挡后变向沿测点圆周进入 管座内部,形成旋向涡流并沿着测点圆周做环形流 动,受到焊口处不平整的焊道阻挡后形成紊流,造 成焊道根部冲刷,逐步被流体将部分焊肉携带走并 形成凹槽,随着运行时间的延长,管座内壁逐渐减 薄后最终在最薄弱的宣泄口喷薄而出,当带压堵漏 作业时,受到外部局部压强的增大,泄漏点附近的 管壁变形裂开,使得泄漏点逐步增大后裂开,有可 能造成整个角焊缝强度不足后整个管座断裂并飞出 造成机组停运'。
• 5.所有高压管道焊接后应严格控制和执行正确的热 处理工艺,尽可能的消除焊缝以及焊接融合线附近 的残余应力,并检测硬度在标准范围内和相邻部位 的均匀性'。
• 防磨防爆工作的工作重点具有阶段性,近几年发电行业的 生产燃煤品质的大幅下降,使得设备的损耗不断增加,尤 其体现在对炉内受热面的过热、磨损、腐蚀等缺陷的不断 增加,对我们在保证燃煤电厂成本和安全、可靠运行的基 础上如何有效的防止受热面爆管问题提出了一个必要的、 严峻的课题'。所以,如何正确的判断和分析燃煤电厂锅炉 炉内受热面管系甚至是炉外压力管道、压力容器及其附件 出现的爆漏和泄漏问题,确定防磨防爆工作的阶段性目标, 有的放矢,提前作出预防性的措施,减少和杜绝锅炉爆管 的可能;加大燃煤电厂的锅炉炉内管系防磨防爆的检查力 度;提高机组的运行水平和实时监控水平;加强对运行设 备的缺陷预测和判断分析;提高预知设备的使用寿命和健 康水平的能力;从而提高机组的安全、可靠运行状态,对 我们来说是不变的课题'。
限制了机组事故抢修的时间,因为管道要冷却、焊接、 热处理,时间长的需7天至10天左右,由此所造成的损 失大约为300~500万元,而超临界、超超临界机组的 损失更大'。
• 而如果只是管道、焊缝泄漏,发电企业往往 会采取带压堵漏的方式进行保养式的处理, 且不说采用带压堵漏这种方式处理的可行性, 堵住了泄漏点还好说,可以延长机组的可利 用小时数,但如果安全防护措施不到位或技 术措施交底不详细,以及对造成的后果预想 不足,则极易发生严重的压力管道爆漏和人 身伤亡事故,对企业和工作人员造成无法挽 回的损失'。
造成管座内壁出现冲刷减薄的形成机理
从前面的图片可以看到,所有的冲刷点有一个 共同的特点,那就是:
• 全部在管座内壁,与测点与管座焊口下部并 朝向一个方向形成漩涡状,所以造成管座内 壁冲刷减薄的根本原因就是”它”—温度测 点'。
温度测点锥形 体保护套管
温度测点
管座减薄分析
焊接 横剖面结构
管座减薄分析
• 压力管道上的测点越多,可能造成的炉外、机外压力 管道爆漏的几率越大'。机组压力、温度,容量越大, 危害越大'。一般来说发电机组因为机外、炉外管道泄
漏造成停机需至少两、三天才能处理完毕,而这些测
点往往布置在高温高压管道上,按照火力发电厂焊接
技术规程和焊接热处理规程的要求,这些测点、装置
或管座往往需要进行异种焊接和热处理,这就大大的
谢 谢!
• 2.对于插入式的管座或压力测点应改成加 强管座,提高管座的壁厚和保证管壁内 部的光洁度,延长直段的长度,减少流 体介质压力受阻的可能性'。
• 3.对减温水喷管、导气管、弯头进行改造,选择优 化的固定装置,防止出现喷管震荡断裂后动能增大 造成冷热交变应力的产生'。
• 4.强化四大管道、管系支吊架的检查、调整力度, 尽可能的消除附加在管道上的和膨胀受阻所产生的 附加应力,在空间弯管的设计上应尽可能的保证可 以完全吸收机组热态运行下的空间位移量'。
主蒸汽联 箱管座冲 刷形状
主蒸汽联 箱管座冲 刷减薄形 貌
主蒸汽联 箱管座冲 刷减薄形 貌
• 防止锅炉四管泄漏的原则是坚持“趋势分析、 超前控制、重在检查”'。将金属监督检验 “预测”工作和检修中的“检查”工作有机 的结合起来'。通过检查,掌握规律,从而预 测重点部位压力管道的劣化倾向、检查重点、 修理方法'。通过预测,指导检查,总结经验, 进一步提高管理水平和技术水平'。
管座泄漏部位大多在与表槽的焊 口上,泄漏后,为避免与大管焊 接热处理以及其他原因,常采用 只去掉泄漏部分管座,再将表槽 焊接在原表座上'。
气流方向
解决问题的创新思路
• 1.对温度测点应进行改造,改变传统的加 工制造工艺和方法,采用有效的设计方 案消除或减少压力管道内的流体在管座 内部形成旋流的根源'。
• 1. 一般以金属监督检验项目书内容要求,对 管座与管道、联箱、集箱、导气管等部位的 角焊缝以及管座与测点焊缝进行打磨,金属 检验人员进行检验和测厚'。
• 2.对压力、流速较高,出现变径、转向等容 易发生流体紊流的部位进行割管抽检(但一 般局限在集箱封头、端盖部位)'。
蒸汽采样 装置发生 裂纹部位