锅炉高温过热器剩余寿命的评估

摘要

电站锅炉过热器管是锅炉内部主要受热面结构件，过热器管的失效是影响锅炉安全、经济运行的主要因素之一，其安全稳定运行与否直接关系到整个电厂的安危。因此，对过热器管的剩余寿命进行评估，了解其运行状态，对于保证锅炉设备的安全，提高机组可靠性有着重要的意义。本文以铁岭发电厂1021T/H锅炉高温过热器为对象，采用参数外推法对其进行寿命评估。深入分析了锅炉过热器管的失效机理和相关影响因素，指出影响过热器管寿命损耗的主要因素是金属的高温蠕变作用。由于过热器管的真实使用温度是预测其寿命的关键，因此，本文分析了几种评估管壁当量运行温度的方法，结合工程实际中的检测结果，选用测量内壁氧化层厚度法对选取管段的管壁当量运行温度进行分析和计算。对运行中的过热器部件进行了多项宏观检查及割管实验，以大量的实验数据为基础，利用Larson-Miller参数法进行计算，从而得出各管段的剩余使用寿命。通过对比实验分析与寿命计算的结果得出，用内壁氧化皮厚度测量技术结合Larson-Miller参数法评估过热器管剩余寿命是可行和可靠的。本文最后综合检验及寿命计算结果，对高温过热器的运行状态进行了综合评估，并对检修工作提出相应的建议。

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摘要

英文摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究动态

1．3 本文的主要工作

第2章 锅炉高温过热器寿命损耗机理

2．1 过热器的工作环境

2．2 过热器管失效方式

2．3 高温过热器寿命损耗机理

2．3．1 影响过热器管寿命损耗的因素

2．3．2 金属材料的蠕变损伤

2．3．3 金属材料的老化

2．3．4 金属材料的腐蚀和磨损

2．4 本章小结

第3章 锅炉高温过热器的状态检验

3．1 高温过热器与机组运行概况

3．2 现场检验

3．2．1 宏观检验

3．2．2 壁厚与内壁氧化皮厚度测量

3．3 实验分析

3．3．1 试样选取

3．3．2 化学成分分析

3．3．3 碳化物相成分分析

3．3．4 金相组织分析

3．3．5 机械性能试验

3．4 本章小结

第4章 过热器管壁温度和应力的计算

4．1 过热器管壁温度的计算

4．1．1 温度对钢材寿命的影响

4．1．2 过热器管壁温度的计算方法

4．1．3 管壁当量温度计算结果

4．2 过热器管壁应力的计算

4．2．1 应力对钢材寿命的影响

4．2．2 过热器管壁应力分析

4．2．3 过热器管壁等效应力的计算

4．3 本章小结

第5章 过热器寿命损耗的评估

5．1 寿命损耗的评估方法介绍

5．2 Larson-Miller参数法

5．3 θ参数法

5．4 过热器寿命损耗评估方法的选择

5．5 Larson-Miller法对高温过热器剩余寿命评价

5．6 本章小结

第6章 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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