通过不完全统计我国每年因为锅炉过热器和再热器发生的爆炸事故高达80多起, 而且每年以0.5%的增长, 也是抑制我国发电机组经济安全运用的主要问题。通过调查发现, 造成锅炉过热器和再热器发生的爆炸事故的主要原因是因为过热器管和再热器管在运行过程中受热不均匀、长期蠕变、以及高温腐蚀造成的。当过热器管和再热器管的温度低于蠕变温度是对管壁会造成严重的破劳损耗, 当管壁温度超过蠕变温度时会造成严重的破坏作用。在此基础上, 为了保证锅炉炉内承压部件能正常运作, 本文就锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算进行深入分析, 希望对提高锅炉炉内承压部件的使用寿命, 降低锅炉使用成本有一定的帮助。
1 锅炉炉内承压部件高温过热器的计算寿命
时间——温度的参数法是现在计算蠕变分析寿命重要的方法, 也是现在比较流行的一种计算方法, 并且它的计算参数比较低, 相对的容易计较, 并且技巧的准确性也比较高, 能够很轻易的就计算出蠕变断裂的寿命。这种计算方法的基本设计概念是为了提高计算时缩短计算时间提升计算的温度, 所以将时间与温度之间的计算参数做成一种互补的形式进行计算。f (f, T) , 并且用函数的形式将其表现出来P (e) =f (f, T) 。
时间——温度参数公式在实际应用的比较多的是LM参数式与KD参数式。本文中的系统主要采用的是LM参数式作为锅炉炉内承压部件的蠕变分析损耗办法。其公式可以表现为
在公式中T表示的主要是钢材在使用时的温度;C表示的是钢材的常数;F表示在使用过程中钢材的蠕变时间。根据金属材料的管理手册可以查出在计算金属材料或者是相似的材料之间进行一些列的测试, 在不同的温度下计算不同的断裂时间, 然后把数据整理成公式, 在计算时需要事先预定公式中的经验函数形式, 一般情况下采用公式中lgf的形式。其形式主要是:
将这个公式与第一个公式相结合可以整理成:
其中将锅炉炉内承压部件中不同的参数值带入到公式中, 可以得出5个不同的参数, 进一步的计算便可以得出以上的公式计算形式。
当然, 在计算时还需要考虑很多的因素, 若是只考虑到温度的变化计算, 其中有很多不可抗拒因素的影响, 在计算时会出现数值不准确的现象发生。若是只考虑温度的情况下, 公式形式为:
这个公式中计算的数值只与金属有关, 在实际的计算当中只确定其中的过热壁的温度即可, 这样子啊计算起来比较方便, 相对应的断裂时间用f表示。与此同时, 因为内定的压力在过热器的工作中属于上限的压力, 所以在采用这种压力计算形式时, 计算的结果比较大, 这样会使计算比较安全。在进行其中的数值时, 需要考虑到材料的使用寿命以及蠕变寿命, 其中的损耗值, 在实际的应用中, 经常要考虑到存在的过渡期与变动的过程, 其中使用中的疲劳期对于高温的金属具有很大的破坏力, 所以在计算时需要对蠕变的计算寿命进行适当的调整。
2 高温过热器中壁温的确定
因为上文中叙述到的公式以及计算方式可以看出, 在高温运作的过程中, 对其使用寿命的估算, 其中管壁的温度非常重要。但是因为在高温中进行作业非常的危险, 所以对于温度较高的过热器的壁温在测量起来也比较麻烦, 对于这种测量方式主要分为以下几种:
2.1 直接测量法
直接测量主要是把测量的电热偶放在臂管的外围上, 然后利用导线将其引出, 在直接测量温度。但是因为在测量是需要考虑到碰到高温测量时仪器的损坏与脱落的现象发生, 严重的还会导致仪器失效。还有因为壁管的传热非常的复杂, 所以在进行表面测量这一温度时, 有时候会导致其出现一些混乱, 导热的过程发生改变, 这样可能会使壁管在进行测量是出现误差。直接测量法在进行测量时具有超强的时效性与很好的连续性。可以在保证测量装置其自身稳定性的前提下将测量的误差保证在一个可靠的范围之内。不管是在计算方面还是在实际的工作方面这种测量方式是比较实用的, 也是应用最广泛的。
2.2 管子内壁氧化层厚法
这是运用比较多的过热器进行间接的测量。这种方法利用的是内壁氧化层厚换算出管子运行的温度, 然后在将其温度带入到计算公式中进行计算。
3 结语
本文主要通过高温的过热器为主要的例题进行分析, 来详细的讲解关于锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算, 并且提出了相关的意见与建议。在进行计算的同时还需要我们根据实际的情况进行分析预算, 将其中的客观因素或是不客观因素进行合理的规避。
摘要：随着我国社会经济的发展, 对锅炉的应用也越来越多。但是由于我国锅炉炉内承压部件的蠕变分析和寿命计算起步比较晚, 到目前为止还没有一整套科学合理的分析计算法, 随着我国科学技术的发展, 对锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算的结果越来越准确, 极大的促进了我国锅炉事业的发展, 本文就是高温过热器为例, 对锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算进行了深入的分析, 通过一些科学的参数式和相关法则定律, 对锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算提供了新的理论和技术。希望对我国锅炉炉内承压部件的蠕变分析和寿命计算有一定的帮助。
关键词：锅炉,炉内承压部件,蠕变分析,寿命计算
参考文献
[1] 章科, 庞力平.运用θ函数法实现锅炉承压部件寿命的在线监测[J].现代电力, 2013, 01:81-84.
[2] 赵钦新, 郭元亮, 史进渊, 窦文宇.锅炉全生命周期安全高效运行和节能减排[J].压力容器, 2013, 01:1-14.
[3] 王大鹏, 杜保华, 李耀君, 刘振宇, 王智微.中国火电机组锅炉寿命管理系统的发展、应用与展望[J].中国电力, 2013, 03:63-67+77.