锅炉汽包内壁热态应力测量技术

近年来,电厂运行设备承压部件相继发生些问题,如锅炉汽包内壁裂纹、管道弯头爆破泄漏和高温高压管道三通裂纹等。摸清和掌握这些部件的实际受力状态,特别是起停过程中热应力的大小,对分析事故原因,寻求合理的起动方式及确保设备安全运行是必不可少的,是设计制造和运行单位亟待解决的课题。目前国内有相当数量的高压锅炉接近或超过设计使用年限,能否继续使用的的关键是要了解主要部件的材质状况和实际应力状态。解决这些锅炉的超期服役问题有一定的现实意义     

超超临界1 000 MW机组高温部件状态监测寿命安全管理系统的应用

介绍了华能玉环电厂一期1号、2号机组的高温高压管道部件状态监测寿命安全管理系统(CMLMS)的运行流程和功能以及应用结果.CMLMS的构建和应用表明,可根据CMLMS对高温高压部件的运行监督、寿命管理和安全性方面作出评定,对高温高压管道部件进行全作用载荷谱和寿命损耗等监测管理,对大机组的安全、经济运行有重要意义.     

科技信息

“闸电燃气轮机运行优化及热通道部件状态研究”成果介绍　　上海闸电燃气轮机运行优化及热通道部件状态研究主要在于对大型燃气轮机的系统运行优化和设备寿命状态研究方面开展了相关工作。机组运行优化方面主要进行了机组性能优化试验、全厂运行优化研究、运行优化在线系统开发三部分工作。项目对上海闸电燃气轮机发电厂4台机组进行了多种工况的试验。最后开发了燃机在线优化系统。同时在热通道部件状态研究方面进行了燃气轮机喷嘴裂纹统计分析、燃机性能仿真计算和流动数值模拟计算,一级喷嘴内部应力计算及裂纹特性评估,以及裂纹修复可行…     

超超临界机组P92钢薄壁主蒸汽管道运行寿命研究

在华能玉环电厂2台超超临界1000MW机组,构建了高温高压管道状态监测寿命安全管理系统.利用所获得的部件实际全作用载荷谱,针对常规持久强度和下限持久强度2种材料蠕变损伤规律,考虑薄壁和正常(厚壁)2种壁厚,分析研究了几种组合条件下,P92钢主蒸汽管道的运行安全性和预期使用寿命.研究表明,在目前实际"薄壁"P92钢管道和样本运行载荷谱载荷作用条件下,主蒸汽管道有约12万h的运行寿命.全作用载荷谱的获得,为确定电厂高温高压部件实际运行载荷,提供了有效途径.     

350 MW机组管道弯管裂纹与管道支吊架状态关系分析

针对管道弯管出现裂纹问题,分别计算了支吊架设计状态和缺陷状态下的管道应力。分析表明,支吊架缺陷与弯管裂纹无直接关系,但支吊架缺陷使原设计中薄弱部位的应力超过允许值,使该部位的疲劳寿命有所降低,应加强对该部位的监督。     

火力发电厂汽水管道支吊架的检查和调整

对某发电厂主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、低温再热蒸汽管道、高压给水管道的支吊架进行了热态冷态的检查及调整,采用专业的管道应力分析软件CAESARⅡ对四大管道的应力和位移进行了验算,保障了热力管道的安全运行,延长了机组的运行寿命。     

高温蒸汽管道应力与热位移和约束的关系

根据几台电站锅炉主蒸汽管的实测工作应力,对以下问题进行了探讨:管道应力在启动过程中的变化趋势;管道应力与热位移和约束的关系;管系中某些部件损伤的主要原因等。这可供发电厂管道设计和生产运行,以及残余寿命估计时参考。     

超(超)临界机组厚壁金属部件脆性断裂敏感性分析

为了研究超(超)临界机组厚壁金属部件脆性断裂问题,对国内几起承压金属厚壁部件脆性断裂失效事故的类型和特点,以及材料的力学性能和显微组织结构进行了分析,并应用断裂力学理论对其断裂行为进行了解析,提出了造成脆性断裂的原因是由于部件表面存在裂纹等缺陷,使裂纹尖端区域形成了三向拉应力状态,且金属部件越厚,裂纹尖端的三向拉应力状态趋势就越显著,也就越容易造成脆性失稳断裂,从而得出了超(超)临界机组金属部件壁厚的增加导致了金属部件脆性敏感性增加的结论.     

300MW机组主蒸汽管道下沉原因分析及处理

针对某台300MW机组主蒸汽管道的下沉问题,通过检查支吊架、测量管道规格、核算管道质量等方法,确定管道的下沉原因为支吊架设计载荷与管道实际质量不匹配,支吊架的设计载荷不足以承受管道质量。通过管系应力计算,分析了管道下沉对管道应力以及机组安全运行造成的危害。依据各吊点载荷计算结果,通过更换支吊架、增加支吊架的实际输出载荷,有效解决了管道下沉故障,消除了影响机组安全运行的隐患。     

超超临界机组汽轮机转子材料25Cr2MoVA钢高周疲劳性能分析

超超临界机组汽轮机转子服役期所受的疲劳周次高于传统疲劳设计规范规定的循环周次,因此采用传统疲劳设计规范对汽轮机转子实际运行过程中超过108循环周次的部件进行疲劳寿命设计及分析是危险的。本文针对符合汽轮机转子材料要求的25Cr2MoVA钢进行了高周疲劳试验,基于无疲劳极限半对数曲线模型、有疲劳极限半对数曲线模型和有疲劳极限半对数双线性模型对疲劳试验数据拟合得到P-S-N曲线,并分析了疲劳断口形貌。结果表明:25Cr2MoVA钢108循环周次的条件疲劳强度极限为465 MPa;基于无疲劳极限模型拟合的P-S-N曲线分析超超临界百万机组汽轮机转子材料运行可靠性符合运行实际和材料本征特性要求;疲劳断口表明裂纹源均萌生于表面,裂纹扩展呈放射状;断裂试样经历过程为P-S-N曲线高应力短寿命阶段。     

考虑台风影响的海上风电机组部件剩余寿命预测方法

针对台风天气影响下海上风电机组剩余寿命预测问题,提出了考虑退化状态与台风冲击相依的海上风电机组部件剩余寿命预测方法。基于台风冲击模型及部件状态对部件退化过程的影响分析,构建了考虑退化状态与冲击相依的海上风电机组部件剩余寿命可靠度模型。利用实际监测数据对部件可靠度模型进行修正更新,建立了剩余寿命动态预测模型。采用fmincon函数对离散化处理后的部件可靠度模型进行参数估计,结合运行监测数据修正参数,进而动态预测剩余寿命。以某海上风电机组齿轮箱部件为例进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

发电厂高温部件温度应力状态分析方法——介绍九点等参单元法计算程序

一、前言对于大容量、高参数汽轮机、部件中的热应力是限制机组起停和负荷变化速度的主要因素。研究起停、变负荷过程中,机组关键部件温度应力状态是开展起停技术、寿命管理、调峰运行方式等方面研究课题的基础。现在不少单位开展这些研究课题时,由于受条件限制,多采用解析法计算热应力,因而不得不把部件简化为无限长的实心园柱体、空心园筒、或平     

高压旁路管道可靠性评价技术研究与应用

基于高压旁路管道的完整性和残余寿命的分析,对其进行可靠性评价.基于材料标准给出的ST45.8/Ⅲ材质钢管持久强度数据,利用最小二乘法通过L-M分析方法,拟合出该材质管道的寿命评估公式,对管道的残余寿命进行评价.同时结合规程和设备运行的实际情况,分析了在不同运行温度和介质压力下管道所承受的最大应力和残余寿命的变化情况,可...     

科纳科沃电厂汽缸和蒸汽管道等壳体部件的检修经验

火电厂汽轮机和蒸汽管道的铸造部件,在运行中随时间的延长会产生缺陷。这些缺陷有时可采取补焊方法,不经热处理加以消除。据资料介绍,中央锅炉汽轮机研究所和列宁格勒金属工厂建议采用含镍量高的焊条进行焊补的工艺,对恢复损坏部件的工作能力有着特殊的意义。运行中由于珠光体钢侧脱碳(软)薄层和奥氏体钢焊缝侧增碳薄层扩大,可能在熔合区内出现裂纹。补焊处的应力对裂纹的生成也有影响。本文总结了科纳科沃电厂1966～1980年30万千瓦机组汽轮机和蒸汽管道的壳体部件焊接后的检查结果。上述部件是在1963～1966年期间内由苏联一些主要工厂铸造的。运行温度超过450℃的汽轮机汽缸是用铬钼钒钢制成的,而运行温度低于450℃的部件是用碳素钢制的。     

汽轮机转子寿命在线监测——设备诊断的早期预警系统

一、前言在当今电网紧张、大力发电厂多数高压机组需要调峰的情况下,设备主要部件的损耗较大,因此,对这些部件的残余寿命进行评估已成为当前的一个重要课题。设备残余寿命一般要进行综合评价。在机组大修期间可对其关键部位如转子的中心孔、叶轮轮毂、高压汽封、叶根槽等处进行无损探伤,进行如磁粉、着色、硬度等评价。在机组运行中可以进行振动监测、频谱分析,或对其主要运行参数进行在线监测,通过数学模型进行判断。后者是当前国内外所采用的难度较大的、用来进行寿命评价的新技术——汽轮机寿命损耗的在线监测。天津电力试验研究所于1986年在两台100MW机上研制并投上     

延长汽轮机转子寿命的措施

一、概述近年来,大型汽轮机采用双层缸、新型喷嘴室和全周进汽启动的运行方式,使汽缸等静止部件的低周疲劳大为缓解,所以汽轮机转子成为决定机组寿命的关键部件。所谓转子的寿命,是指转子从投运开始直至产生第一条工程裂纹(有各种定义,一般是指约0.5mm长、0.15mm深的裂纹)转子材料所经受的交变热应力的大小和次数。随着我国用电结构的变化,电网日夜间的用电峰谷差逐渐增大,使得原来一直作为基本     

燃气-蒸汽联合循环机组汽水管道部件失效分析

以某液化天然气(LNG)燃气-蒸汽联合循环机组为例,分析了该类机组锅炉汽水管道部件的失效机制.结果表明,LNG电厂汽水管道部件发生失效的部位及时间具有规律性.由于LNG机组采用日启日停调峰运行方式,经常处于急剧变负荷工况,导致部件内外壁会产生很大的热应力,且变化幅度较大,使应力或应变集中部位产生疲劳损伤.调峰运行停机过程中,部件内部易停留积水,产生点蚀.此外,当管子的外壁温度低于烟气露点温度时,易形成应力腐蚀.因此,疲劳、腐蚀是LNG燃气-蒸汽联合循环机组锅炉部件失效的主要原因.     

1000 MW超超临界汽轮机热应力监测及自动控制

热应力监测和控制对保障汽轮机组的安全运行、延长寿命周期有着重要作用.西门子1000MW超超临界汽轮机采用温度测量来确定高压主汽门、高压调门及高压外缸的部件温差,采用简化的仿真计算确定高、中压转子的部件温差,以温差表征相应部件热应力的大小,并通过温度裕量的计算确定热应力是否超限.在机组实际运行中从4个方面自动控制汽轮机的热应力:启动阶段的多个X准则判断、冲转时的高压级压力控制、全过程转速(负荷)变化速率限制和主蒸汽/再热蒸汽最佳温度控制.     

主蒸汽管道支吊架优化调整

对某电厂主蒸汽管道支吊架冷、热态全面检验发现,其支吊架存在多种类型的缺陷,使管道受力处于异常状态,管系一次应力超标,严重影响管道的寿命和安全运行.通过管道应力计算分析,提出了支吊架优化调整方案.依此方案实施后,管道受力合理,一、二次应力合格,支吊架状态恢复正常,能够满足管道长期安全运行要求.     

水轮机转轮叶片力学分析研究

水轮机转轮叶片受力复杂,常发生疲劳裂纹,影响机组输出效率,甚至产生部件破坏而影响运行安全。为此,本文采用单向流固耦合方法计算水轮机转轮叶片所受应力,分别构建静力学和动力学模型,采用静力学分析和模态分析识别水轮机转轮叶片应力状态及变形情况。分析结果表明:水轮机转轮叶片的长、短叶片共振区域多位于出水边中部,其最大变形量分别处于[2.628 3,4.705 8] mm和[1.622 6, 4.038 3] mm范围内,这些区域在水轮机叶片的裂纹检修、维护保养和设计改进时需要重点关注。