沈陽(yáng)熱電廠3號(hào)機(jī)組主蒸汽管道安全性分析

程 欣

（沈陽(yáng)熱電廠，遼寧 沈陽(yáng) 110026）

沈陽(yáng)熱電廠3號(hào)機(jī)組主蒸汽管道安全性分析

程 欣

（沈陽(yáng)熱電廠，遼寧 沈陽(yáng) 110026）

蒸汽管道長(zhǎng)期在高溫、高壓的工作條件下運(yùn)行，必然會(huì)產(chǎn)生損傷積累。損傷累積和應(yīng)力疊加到一定程度，必然會(huì)導(dǎo)致蒸汽管道泄漏和爆破，嚴(yán)重威脅電站安全運(yùn)行。爐外蒸汽管道失效，長(zhǎng)期以來(lái)一直是導(dǎo)致機(jī)組被迫停運(yùn)和人身傷害的主要原因之一。對(duì)沈陽(yáng)熱電廠已達(dá)設(shè)計(jì)使用年限的蒸汽管道進(jìn)行安全性分析，結(jié)果表明，該主蒸汽管道雖已達(dá)設(shè)計(jì)使用壽命，但暫時(shí)可以繼續(xù)安全使用。

主蒸汽管道；使用壽命；安全性

火電機(jī)組壽命一般確定為30年，管道在高溫、高壓下長(zhǎng)期運(yùn)行，給管道帶來(lái)了一定的安全隱患［1－2］。國(guó)外有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明：壓力管道的破壞性事故中疲勞破壞約占29.1%；蠕變破壞約占28.8%；腐蝕破壞約占28.1%?？梢?jiàn)腐蝕、疲勞及蠕變是引起管道破壞的三大主要原因［3］。因此，了解管道結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況，準(zhǔn)確地對(duì)管道進(jìn)行監(jiān)督，可以提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性。

沈陽(yáng)熱電廠3號(hào)機(jī)組始建于1983年，為WGZ220／300－11型鍋爐，主蒸汽管道材質(zhì)為10CrMo910，規(guī)格為D273 mm×28 mm，工作參數(shù)為9.8 MPa、540℃，累計(jì)運(yùn)行32年，已超過(guò)設(shè)計(jì)使用壽命。為研究主蒸汽管道安全性，對(duì)其進(jìn)行金屬檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

1 檢測(cè)情況

1.1 外觀檢驗(yàn)及光譜分析

對(duì)該主蒸汽管道母材、焊縫、彎管等部位進(jìn)行外觀檢測(cè)，均未見(jiàn)異常，通過(guò)光譜分析，其化學(xué)成分符合10CrMo910要求。

1.2 壁厚測(cè)量

對(duì)立管段、彎管外弧、水平段進(jìn)行超聲波測(cè)厚，壁厚滿足要求，測(cè)量結(jié)果如表1所示。

表1 壁厚測(cè)量結(jié)果mm

1.3 橢圓度測(cè)量

對(duì)爐側(cè)主蒸汽管道出口第Ⅰ彎管、爐上監(jiān)視段彎管、集汽集箱出口處彎管及機(jī)側(cè)穿墻第Ⅰ彎管處進(jìn)行橢圓度測(cè)量，由測(cè)量結(jié)果可知橢圓度合格，如表2所示。

表2 橢圓度測(cè)量結(jié)果

1.4 硬度檢測(cè)

對(duì)管道水平段、焊縫、彎管等處進(jìn)行硬度測(cè)量，水平段硬度略低于參考值（125～179 HB），結(jié)合管道材質(zhì)及運(yùn)行工況對(duì)比原始數(shù)據(jù)，認(rèn)為該硬度可以使用，檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 硬度測(cè)量結(jié)果HB

1.5 超聲、磁粉及應(yīng)力集中檢測(cè)

在主蒸汽管道集汽集箱管座上對(duì)接焊縫、主蒸汽管道母材、彎管外弧等多處進(jìn)行超聲、磁粉及應(yīng)力集中檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

1.6 金相檢驗(yàn)

對(duì)爐出口第Ⅰ彎背弧、爐上監(jiān)視段母材、爐上監(jiān)視段進(jìn)汽側(cè)焊口及機(jī)側(cè)穿墻第Ⅰ彎背弧處進(jìn)行了金相檢驗(yàn)，由結(jié)果可知金相組織正常，未產(chǎn)生蠕變孔洞，如表4及圖1—4所示。

表4 金相檢驗(yàn)結(jié)果

圖1 爐出口第Ⅰ彎背弧金相組織

圖2 爐上監(jiān)視段母材金相組織

圖3 爐上監(jiān)視段進(jìn)汽側(cè)焊口金相組織

圖4 機(jī)側(cè)穿墻第Ⅰ彎背弧金相組織

通過(guò)檢驗(yàn)該主蒸汽管道，可以看出，該主蒸汽管道并沒(méi)有出現(xiàn)因超壓而產(chǎn)生過(guò)度變形；未發(fā)現(xiàn)可產(chǎn)生應(yīng)力脆斷的原始缺陷；未產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷、腐蝕、疲勞及蠕變等，各項(xiàng)檢查結(jié)果均良好［4－5］。

2 安全性評(píng)估

主蒸汽管道失效符合典型的機(jī)械失效曲線（威布爾曲線）如圖5所示。

圖5 威布爾曲線

由圖5曲線可見(jiàn)，沈陽(yáng)熱電廠3號(hào)機(jī)組主蒸汽管道處于Δt2階段，依然處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

沈陽(yáng)熱電廠3號(hào)機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行工況良好，檢修及時(shí)，管理水平較高。通過(guò)對(duì)3號(hào)機(jī)組主蒸汽管道進(jìn)行檢驗(yàn)分析，可知該主蒸汽管道暫時(shí)安全，可以繼續(xù)運(yùn)行。但該機(jī)組已運(yùn)行30余年，應(yīng)盡量縮短檢驗(yàn)周期，加大檢驗(yàn)力度，做到防患于未然。

［1］ 蔡文河，嚴(yán)蘇星.電站重要金屬部件的失效及其監(jiān)督［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

［2］ 崔忠圻，覃耀春.金屬學(xué)與熱處理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［3］ 戴偉欽.蒸汽管道長(zhǎng)期運(yùn)行后的損傷分析［J］.四川電力技術(shù)，1999，22（12）：5－7.

［4］ 張超群，韓德斌，李宏強(qiáng).火力發(fā)電廠高溫金屬部件蠕變監(jiān)測(cè)［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（7）：1－4，31.

［5］ 張艷紅，張超群，徐 昀.某電廠5號(hào)機(jī)15X1M1Φ鋼主蒸汽管道壽命評(píng)估［J］.東北電力技術(shù)，2009，30（4）：1－3.

Safety Analysis of Main Steam Pipe of No.3 Unit in Shenyang Thermal Power Plant

CHENG Xin
（Shenyang Thermal Power Plant，Shenyang，Liaoning 110026，China）

Steam pipe in high temperature and high pressure operation could cause damage accumulation，damage accumulation. When the stress reaches a certain degree，it can lead to steam pipe leakage and blasting and pose a serious threat to safe operation. The failure of the steam pipe is the main reason for the design of the steam pipe.The results show that the main steam pipe reaches the design life but can continue to use temporarily.

Main steam pipe；Use life；Safety

TM621

A

1004－7913（2016）01－0050－02

程 欣（1970—），女，學(xué)士，工程師，主要從事電廠金屬檢驗(yàn)、監(jiān)督工作。

2015－09－04）