电站锅炉承压部件失效模式与风险评估研究

摘要

电力是国民经济发展的命脉，而火力发电作为我国现阶段最主要的能源供应方式，对国民经济的发展具有重要的促进作用。电站锅炉作为火力发电厂的核心设备，其能否安全可靠的运行将对国民经济产生重要影响。为保障锅炉的安全运行，对锅炉承压部件的失效模式进行研究分析，找出锅炉各承压部件的失效模式、失效机理以及主要失效部位，从而有针对性的进行预防和管理，合理安排锅炉的检验和检修，减少锅炉事故的发生，具有十分重要的现实意义。 本文对电站锅炉承压部件进行了系统的研究，将电站锅炉承压部件按照水冷壁、省煤器、过热器和再热器、汽包、集箱、减温器、锅炉管道、高温高压阀门等进行分类，通过理论分析与工程实践相结合的方式，分别对各部件的失效模式、失效机理和常见失效部位进行了深入细致的分析。在分析过程中，给出了各种失效形式的实物形貌和组织相图，生动直观，易于理解。同时，结合工程实践对锅炉承压部件的典型失效案例进行了介绍和分析。 锅炉经过长时间运行以后，各承压部件会出现不同程度的损伤，特别是启停频繁、参数波动较大的以及提高参数运行的锅炉，损伤的程度会更加严重。锅炉承压部件常见的损伤模式有蠕变、疲劳、磨损、腐蚀等几种，不同的部件，在不同条件下，损伤模式也不同。有的部件为单一损伤模式，而有的部件兼具不同的损伤模式。本文针对锅炉各承压部件不同的损伤模式，给出了相应的寿命评估计算方法。对同一种损伤模式，也给出了不同的评估计算方法。通过寿命评估，对锅炉的安全状况作出合理评价，从而有针对性的采用预防措施，避免和较少锅炉事故的发生。 风险评估和基于风险的检验是一项新兴的技术，这项技术的应用可以提高设备管理和检验的科学性和有效性。在电站锅炉的管理和检验上应用这项技术，不仅能合理控制设备管理和检验的综合成本，还能有效提高设备的安全管理水平，降低事故发生的风险。本文对这一技术进行介绍和研究，探讨风险评估和基于风险的检验在电站锅炉上的具体应用。 锅炉承压部件的失效模式、失效分析和寿命评估、风险评估是相辅相成的。通过对锅炉承压部件的失效模式和失效机理进行分析，找出部件失效的主要模式和失效部位，进而应用到锅炉检验和管理中，提高检验和管理的科学性和有效性，为锅炉的寿命评估和风险评估提供准确可靠的数据。同时，应用寿命评估和风险评估对锅炉的安全状况进行评价，进而采用有效措施提高锅炉的安全状况，降低风险等级，避免和减少锅炉事故的发生，并为下一步的检验和管理指明重点和方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外关于电站锅炉承压部件失效模式和风险评估的现状

1．3 本文研究的主要内容

第2章 电站锅炉承压部件失效模式及失效机理

2．1 锅炉承压部件的损伤机理和失效模式

2．1．1 水冷壁的失效模式及分析

2．1．2 省煤器的失效模式及分析

2．1．3 过热器和再热器的失效模式及分析

2．1．4 汽包的失效模式及分析

2．1．5 集箱的失效模式及分析

2．1．6 减温器的失效模式及分析

2．1．7 管道的失效模式及分析

2．1．8 高温高压阀门的失效模式及分析

2．2 失效分析案例

2．2．1 水冷壁管高温腐蚀原因分析

2．2．2 高温过热器爆管原因分析

2．3 本章小结

第3章 电站锅炉主要承压部件寿命评估

3．1 电站锅炉承压部件寿命评估技术现状

3．2 电站锅炉承压部件寿命评估

3．2．1 过热器和再热器的寿命评估

3．2．2 省煤器的寿命评估

3．2．3 水冷壁的寿命评估

3．2．4 汽包(汽水分离器)的寿命评估

3．2．5 高温集箱和管道的寿命评估

3．2．6 低温集箱和管道的寿命评估

3．2．7 阀门的寿命评估

3．3 本章小结

第4章 电站锅炉承压部件风险评估

4．1 风险评估技术

4．2 电站锅炉承压部件风险评估

4．2．1 风险评估的范围

4．2．2 风险评估的目的

4．2．3 风险评估的关键

4．2．4 风险评估的内容

4．2．5 风险评估的过程

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 创新点与不足之处

5．3 展望与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的学术成果