基于超超临界锅炉水冷壁爆管的若干特征分析.pptxVIP

汇报人:

2024-01-21

基于超超临界锅炉水冷壁爆管的若干特征分析

目

录

CONTENCT

引言

超超临界锅炉水冷壁爆管概述

爆管前兆特征分析

爆管过程特征分析

爆管后果特征分析

预防与治理措施探讨

结论与展望

引言

超超临界锅炉是高效、清洁的发电设备，其运行安全性至关重要。

水冷壁爆管是超超临界锅炉常见的严重事故之一，对设备安全和经济运行构成威胁。

研究水冷壁爆管的特征和原因，对于预防类似事故的发生具有重要意义。

01

02

03

国内研究主要集中在事故原因分析、材料性能研究等方面。

国外研究则更注重于通过数值模拟和实验手段揭示爆管机理。

目前，针对超超临界锅炉水冷壁爆管的系统性研究仍显不足。

01

04

05

06

03

02

研究目的：深入分析超超临界锅炉水冷壁爆管的特征，探讨其形成机理，为预防类似事故提供理论依据。

研究内容

收集并分析超超临界锅炉水冷壁爆管的实际案例。

通过数值模拟和实验研究，揭示爆管过程中的温度、压力和流动特性。

探讨材料性能、制造工艺等因素对水冷壁爆管的影响。

提出针对性的预防措施和建议，以降低水冷壁爆管的风险。

超超临界锅炉水冷壁爆管概述

超超临界锅炉是一种高效、清洁的发电设备，其蒸汽参数和容量均高于常规超临界锅炉。

超超临界锅炉在火力发电厂中广泛应用，具有提高能源利用效率、减少污染物排放等优点。

超超临界锅炉的运行参数高，对材料性能、制造工艺和运行控制等方面要求严格。

01

02

03

04

材质缺陷

焊接质量问题

热应力疲劳

水质不良

由于锅炉启停频繁或负荷波动大，导致管道热应力疲劳损伤累积，最终引发爆管。

管道焊接过程中存在未焊透、夹渣、气孔等缺陷，导致管道强度降低，容易引发爆管。

管道材料本身存在缺陷，如夹杂、裂纹等，在长期高温高压环境下容易引发爆管。

锅炉给水水质不良，导致管道内壁结垢、腐蚀等问题，长期作用下容易引发爆管。

爆管前兆特征分析

超超临界锅炉水冷壁在运行过程中，如果监测到壁温数据异常升高，超过设计允许范围，可能是爆管的前兆。

由于燃烧调整不当、炉膛结焦等原因，导致水冷壁局部受热不均，形成热点，壁温异常升高。

当壁温异常升高时，锅炉的报警系统会发出警报，提醒运行人员注意并采取相应措施。

壁温监测数据异常

局部热点形成

报警系统响应

水循环异常

水锤现象

水位波动

由于水循环异常或阀门操作不当等原因，引起水锤现象，对水冷壁管道造成冲击和振动，可能导致管道破裂。

锅炉水位波动过大也可能对水冷壁管道造成影响，如水位过低导致管道内水流量减少，管壁温度升高。

超超临界锅炉水冷壁内的水循环受到多种因素影响，如水质、水温、压力等。当水循环出现异常时，如流量减少、流速降低等，可能导致管壁超温。

材质老化

腐蚀和磨损

应力集中

超超临界锅炉水冷壁长期在高温高压环境下运行，金属材料容易发生老化现象，如蠕变、疲劳等，导致材料性能劣化。

水冷壁管道内的水质不良或含有杂质时，会对管道内壁造成腐蚀和磨损，长期作用下可能导致管道变薄或穿孔。

由于结构设计不合理或安装不当等原因，导致水冷壁管道存在应力集中现象。在长期运行过程中，应力集中部位容易发生裂纹或破裂。

爆管过程特征分析

初始裂纹

超超临界锅炉水冷壁在高温高压环境下长期运行，材料疲劳、腐蚀等因素导致初始裂纹的产生。

裂纹扩展

随着锅炉的持续运行，裂纹在应力集中、热应力等因素作用下不断扩展，直至贯穿管壁。

断裂方式

爆管前裂纹扩展至临界尺寸，导致水冷壁管道瞬间断裂，断裂方式多为韧性断裂。

喷溅现象会对锅炉炉膛内的受热面、炉墙等造成冲刷和腐蚀，严重时可能引发相邻管道的连锁爆管。

影响范围

裂纹扩展至一定程度后，锅炉内高压水从裂纹处泄漏，形成局部水膜。

泄漏现象

随着泄漏量的增加，水膜逐渐扩大并受到炉内高温气体的加热，迅速汽化并产生大量蒸汽。蒸汽携带水滴高速喷出，形成喷溅现象。

喷溅现象

机械影响

喷溅现象产生的冲击力会对相邻管道造成机械损伤，如撞击凹陷、管壁减薄等。

水动力影响

爆管后锅炉内水动力平衡被破坏，相邻管道可能受到异常水流冲击和振动，加速管道疲劳和损坏。

热影响

爆管产生的蒸汽和高温气体会对相邻管道产生强烈的热冲击，可能导致相邻管道材料性能下降、产生变形或裂纹。

爆管后果特征分析

爆管时，大量蒸汽外泄导致锅炉水位迅速下降，为维持水位稳定，给水系统自动增加给水流量。

给水流量瞬间增加

随着系统压力的波动和汽包水位的不断变化，给水流量也将持续波动，难以保持稳定。

给水流量持续波动

为维持锅炉正常运行，给水泵需要不断提供足够的给水流量，导致其负荷增加，可能引发给水泵故障。

给水泵负荷增加

01

02

03

炉膛温度急剧升高

爆管时，高温高压蒸汽瞬间释放到炉膛内，导致炉膛温度急剧升高。

炉膛温度分布不均

爆管后，炉膛内蒸汽流动受到影响，可能导致