基于内壁氧化膜厚度测量的炉管寿命诊断系统的开发.pdfVIP

维普资讯 第31卷 第8期 继 电器 V01．31 No．8 2003年8月 1513 REIAY Aug．15，2003 49 基于内壁氧化膜厚度测量的炉管寿命诊断系统的开发 张都清 ，王雪亮 ，张广成 ，张丙法 (1．山东电力研究院，山东 济南 250002；2．山东华能德州发 电厂，山东德州 255300) 摘要：介绍一种通过测量锅炉高温炉管的内壁氧化膜厚度，来计算其运行的当量温度，并结合 多种试验结果 对炉管的运行状态进行评估的系统，应用此系统可以快速地判断锅炉管子的剩余寿命，指导现场检修。 关键词：锅炉炉管； 内壁氧化膜测量； 当量温度； 剩余寿命评估 中图分类号：TK222 文献标识码：B 文章编号 ：1003-489712003)08—0049—02 1 引言 许多研究表 明，火力发 电厂锅炉炉管常用的 火力发电厂高温、高压锅炉炉管的工作环境十 Cr-Mo、Cr-Mo—V等低合金钢，其指数 凡值范 围在 分恶劣，其管壁金属的运行温度和应力在运行过程 2．1～2．6之间。 中逐渐升高，造成炉管的剩余寿命明显缩短，尤其以 锅炉炉管 内壁氧化膜厚度与运行温度和时间的 高温过热器和高温再热器因超温而引起的泄漏及爆 关系可进一步描述为L2J： 管最为明显，是导致锅炉强迫停运的最主要原因之 lgX ：A +B ．LMP 一 。 准确评定锅炉炉管剩余寿命的关键在于能否准 LMP： (20+lgt)×10 确测定锅炉炉管金属的实际运行壁温 。目前，尽管 式中：LMP为L-M参数，A、 为材料系数。 有一些在炉 内直接测温的方法，但要进行长期有效 通过时效模拟试验及现场取样分析验证，可建 测量还存在不少困难 。为此，我们开发 以超声波测 立不同材料的氧化动力学方程。 量锅炉炉管内壁氧化膜厚度为基础的锅炉炉管内壁 由于锅炉炉管的运行条件的差异，如：水处理状 氧化膜厚度快速无损测量和剩余寿命评定系统，为 况、应力状况等也对炉管内壁氧化膜的增厚有 明显 锅炉管寿命的评定提供一种简便、快速、无损、经济 的影响，因此，锅炉炉管 内壁氧化膜的增长规律不尽 和实用的方法 。 一 致，在进行炉管壁温评定时，还要综合考虑这些因 素 。 2 理论依据 锅炉炉管的应力评定可采用周向应力计算方 金属在有不定期氧分压的高温汽 (气)体中使 法 ： 用，其表面必然会氧化。氧化的速度取决于温度、气 ：P·D／(2W) (汽)体的成份、金属的成份等因素。当金属成分和 式中： 为平均周 向应力，P为蒸气压力，D为平均 汽(气)体成份一定时，氧化膜厚度 的变化与炉管的 直径(D外+D内)／2， 为炉管壁厚，一般为实测壁厚 运行温度和时间直接相关，对碳钢而言，其氧化膜厚 。 度增长的速度几乎是线性的；对低合金钢而言，其氧