CN114324744A - 一种火电机组t92短接管运行安全状况的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属材料安全评估领域，尤其涉及火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，针对国内首批投入运行的一次再热超超临界机组高温再热器出口管接头T92材料存在失效风险，提供一种1000MW火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，对1000MW火电机组T92短接管运行安全状况进行评估。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料安全评估领域，尤其涉及火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，适用于1000MW火电机组T92短接管的安全状况评估。
背景技术
国内首批投入运行的一次再热超超临界机组，为1000MW燃煤汽轮发电机组，超超临界参数变压运行直流炉，一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架，锅炉采用∏型布置方式，前后墙对冲燃烧方式。机组的设计参数为：最大连续蒸发量(BMCR)工况时的再热器出口蒸汽压力5.75MPa，出口蒸汽温度623℃；额定负荷(BRL)工况时的再热器出口蒸汽压力5.56MPa，出口蒸汽温度623℃。再热汽温在50％～100％BMCR负荷范围时，应保持稳定在额定值(623℃)，偏差不超过±5℃。
如图1所示，超超临界再热机组高再集箱/再热器管结构中高温再热器共有74屏，每屏16根管子，高温再热器出口集箱共有1184个出口接管，出口管接头材料为T92，规格为Φ57×6mm(最外圈1根)和Φ51×5.5mm两种，接头长度100mm；与接头连接的管子材质为Super304H，规格为Φ57×5mm(最外圈1根)和Φ51×4mm两种，T92/Super304H异种钢焊接在锅炉厂完成。
该结构设计在运行中的技术风险主要有：
(1)由于蒸汽温度的升高，T92的蒸汽侧氧化加剧，有可能使管壁加速减薄，导致爆管；
(2)由于蒸汽温度的升高，T92组织老化加剧，将造成蠕变强度加速下降，导致爆管。
发明内容
本发明的目的：本发明的目的就在于针对国内首批投入运行的一次再热超超临界机组高温再热器出口管接头T92材料存在失效风险，提供一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，对1000MW火电机组T92短接管运行安全状况进行评估。
本发明的技术方案：
一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，包括以下步骤：
步骤1：准备T92管材和Super304H管材；
步骤2：使用步骤1中的T92管材和Super304H管材制备挂样管和基础管；
步骤3：根据机组历史运行时间，标记该历史运行时间内，运行温度最高的若干排管屏，并记录该若干排管屏的温度；
步骤4：将步骤3得到的若干排管屏对应的高温再热器管更换为挂样管，并在挂样管上设置温度监控点；
步骤5：机组运行后，根据机组运行的不同时间点，在每个时间点上取出相同数量的挂样管，并对挂样管母材、焊缝进行材质评估，得到挂样管的氧化皮情况；
步骤6：绘制挂样管中的T92短接管时间-氧化皮增长曲线图，计算氧化速度，评估机组运行多少小时后，T92短接管即将发生氧化超标；
步骤7：根据基础管和若干次取样的挂样管，分析T92短接管材质的组织老化状态，并根据组织中碳迁移和聚集速度，评估组织蠕变速度；
步骤8：对基础管和若干次取样的挂样管的T92同种钢焊口和T92/Super304H异种钢焊口进行微观分析，评估焊口的安全状况。
进一步，所述的评估方法适用于1000MW火电机组T92短接管的安全状况评估。
进一步，步骤1具体是收集待评估火电机组T92短接管的制造厂家、生产批次，并准备同批次的3米长T92管材，以及同规格的3米长Super304H管材。
进一步，步骤2中制备挂样管和基础管，具体是：步骤2中制备挂样管和基础管，具体是：将3米长T92管材和3米长的Super304H管材各切割成15段，长均为200mm；将2段200mm长T92管段对接，再在对接完成的T92管段两端分别与200mm的Super304H管段对接，形成每一根上有1个T92同种钢焊口和2个T92/Super304H异种钢焊口的7根样管。
进一步，采用与待评估的火电机组受热面相应材质相同的焊接及热处理工艺，将2段200mm长T92管段对接。
进一步，7根样管包括6根为挂样管，1根为基础管样。
进一步，步骤3具体是：查阅火电机组T92短接管的历史运行温度，标记火电机组T92短接管历史最高运行温度下的6排管屏。
进一步，步骤4具体是：利用检修时机，按照从管屏屏炉前往屏炉后数，将6排运行温度最高的管屏对应的高温再热器管中的第一根Super304H管段切割800mm管段，将切割的管段更换为6根挂样管，并在6根挂样管的T92材质部分装上温度监控测点，温度监控测点通过连接线传递温度信号。
进一步，步骤5具体是：机组运行后，在挂样管运行0.5万小时、1万小时、1.5万小时后进行取样分析，每次取样2根挂样管，共进行3次取样，每次取样后对挂样管母材、焊缝进行材质评估，得到挂样管的氧化皮情况。
进一步，步骤6具体是：根据基础管和3次取样的挂样管检测得出的氧化皮情况，查阅挂样管内壁的运行平均温度及运行压力，绘制T92管时间-氧化皮增长曲线图，计算氧化速度，评估机组运行多少小时后，T92短接管将发生氧化超标。
本发明的有益效果：
本发明提出的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，在于针对国内首批投入运行的一次再热超超临界机组高温再热器出口管接头T92材料存在失效风险，对1000MW火电机组T92短接管运行安全状况进行评估，评估结果可以确定T92短接管的蒸汽侧氧化情况，运行人员可以根据T96短接管氧化情况对T92短接管进行适当的处理，有利于指导火电机组T92短接管的运行、维护以及检修更换，避免了由于蒸汽温度的升高，T92的蒸汽侧氧化加剧，有可能使管壁加速减薄，导致爆管的风险；同时也避免了由于蒸汽温度的升高，T92组织老化加剧，将造成蠕变强度加速下降，导致爆管。
附图说明
图1是超超临界再热机组高再集箱/再热器管结构图；
图2是本发明挂样管结构示意图；
其中：1-Super304H管段；2-T92/Super304H异种钢焊口；3-T92管段；4-T92同种钢焊口；5-温度监控测点；6-连接线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的是个实施例：一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，所述的评估方法适用于1000MW火电机组T92短接管的安全状况评估，包括以下步骤：
步骤1：准备T92管材和Super304H管材：具体是收集待评估火电机组T92短接管的制造厂家、生产批次，并准备同批次的3米长T92管材，以及同规格的3米长Super304H管材。
步骤2：使用步骤1中的T92管材和Super304H管材制备挂样管和基础管；具体是：将3米长T92管材和3米长的Super304H管材各切割成15段，长均为200mm；采用与待评估的火电机组受热面相应材质相同的焊接及热处理工艺，将2段200mm长T92管段3对接，再在对接完成的T92管段3两端分别与200mm的Super304H管段1对接，形成每一根上有1个T92同种钢焊口4和2个T92/Super304H异种钢焊口2的7根样管，7根样管包括6根为挂样管，1根为基础管样。
步骤3：根据机组历史运行时间，标记该历史运行时间内，运行温度最高的若干排管屏，并记录该若干排管屏的温度；具体是：查阅火电机组T92短接管的历史运行温度，标记火电机组T92短接管历史最高运行温度下的6排管屏。
步骤4：将步骤3得到的若干排管屏对应的高温再热器管更换为挂样管，并在挂样管上设置温度监控点，具体是：利用检修时机，按照从管屏屏炉前往屏炉后数，将6排运行温度最高的管屏对应的高温再热器管中的第一根Super304H管段1切割800mm管段，将切割的管段更换为6根挂样管，并在6根挂样管的T92材质部分装上温度监控测点5，温度监控测点5通过连接线6传递温度信号。
步骤5：机组运行后，根据机组运行的不同时间点，在每个时间点上取出相同数量的挂样管，并对挂样管母材、焊缝进行材质评估，得到挂样管的氧化皮情况，具体是：机组运行后，在挂样管运行0.5万小时、1万小时、1.5万小时后进行取样分析，每次取样2根挂样管，共进行3次取样，每次取样后对挂样管母材、焊缝进行材质评估，得到挂样管的氧化皮情况。
步骤6：绘制挂样管中的T92短接管时间-氧化皮增长曲线图，计算氧化速度，评估机组运行多少小时后，T92短接管即将发生氧化超标，具体是：根据基础管和3次取样的挂样管检测得出的氧化皮情况，查阅挂样管内壁的运行平均温度及运行压力，绘制T92管时间-氧化皮增长曲线图，计算氧化速度，评估机组运行多少小时后，T92短接管将发生氧化超标。
步骤7：根据基础管和若干次取样的挂样管，分析T92短接管材质的组织老化状态，并根据组织中碳迁移和聚集速度，评估组织蠕变速度；挂样管的取样次数为3次。
步骤8：对基础管和若干次取样的挂样管的T92同种钢焊口和T92/Super304H异种钢焊口进行微观分析，评估焊口的安全状况，挂样管的取样次数为3次。
本发明的另一个实施例：
如图2所示，挂样管包括两段2段200mm长为T92管段3和2段200mm的Super304H管段1，2段200mm长T92管段3在对接完成后，再在2段T92管段3两端分别与200mm的Super304H管段1对接，形成挂样管，每一根挂样管上有1个T92同种钢焊口4和2个T92/Super304H异种钢焊口2，该挂样管作为评估对象，由于该挂样管与火电机组的T92短接管的结构以及材质相同，通过挂样管的评估结果可以直接反映火电机组T92短接管的运行情况，评估结果可以确定火电机组T92短接管的蒸汽侧氧化情况，运行人员可以根据氧化情况对T92短接管进行适当的处理，有利于指导火电机组T92短接管的运行、维护以及检修更换；另外，在挂样管的T92管段3上设置耐高温的温度监控测点5，温度监控测点5贴在T92管段3表面，并通过连接线6将温度信号传递至外部的显示装置。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：准备T92管材和Super304H管材；
步骤2：使用步骤1中的T92管材和Super304H管材制备挂样管和基础管；
步骤3：根据机组历史运行时间，标记该历史运行时间内，运行温度最高的若干排管屏，并记录该若干排管屏的温度；
步骤4：将步骤3得到的若干排管屏对应的高温再热器管更换为挂样管，并在挂样管上设置温度监控点；
步骤5：机组运行后，根据机组运行的不同时间点，在每个时间点上取出相同数量的挂样管，并对挂样管母材、焊缝进行材质评估，得到挂样管的氧化皮情况；
步骤6：绘制挂样管中的T92短接管时间-氧化皮增长曲线图，计算氧化速度，评估机组运行多少小时后，T92短接管即将发生氧化超标；
步骤7：根据基础管和若干次取样的挂样管，分析T92短接管材质的组织老化状态，并根据组织中碳迁移和聚集速度，评估组织蠕变速度；
步骤8：对基础管和若干次取样的挂样管的T92同种钢焊口和T92/Super304H异种钢焊口进行微观分析，评估焊口的安全状况。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：所述的评估方法适用于1000MW火电机组T92短接管的安全状况评估。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：步骤1具体是收集待评估火电机组T92短接管的制造厂家、生产批次，并准备同批次的3米长T92管材，以及同规格的3米长Super304H管材。
4.根据权利要求3所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：步骤2中制备挂样管和基础管，具体是：将3米长T92管材和3米长的Super304H管材各切割成15段，长均为200mm；将2段200mm长T92管段(3)对接，再在对接完成的T92管段(3)两端分别与200mm的Super304H管段(1)对接，形成每一根上有1个T92同种钢焊口(4)和2个T92/Super304H异种钢焊口(2)的7根样管。
5.根据权利要求4所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：采用与待评估的火电机组受热面相应材质相同的焊接及热处理工艺，将2段200mm长T92管段(3)对接。
6.根据权利要求4所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：7根样管包括6根为挂样管，1根为基础管样。
7.根据权利要求1所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：步骤3具体是：查阅火电机组T92短接管的历史运行温度，标记火电机组T92短接管历史最高运行温度下的6排管屏。
8.根据权利要求7所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：步骤4具体是：利用检修时机，按照从管屏屏炉前往屏炉后数，将6排运行温度最高的管屏对应的高温再热器管中的第一根Super304H管段(1)切割800mm管段，将切割的管段更换为6根挂样管，并在6根挂样管的T92材质部分装上温度监控测点(5)，温度监控测点(5)通过连接线(6)传递温度信号。
9.根据权利要求8所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：步骤5具体是：机组运行后，在挂样管运行0.5万小时、1万小时、1.5万小时后进行取样分析，每次取样2根挂样管，共进行3次取样，每次取样后对挂样管母材、焊缝进行材质评估，得到挂样管的氧化皮情况。
10.根据权利要求6所述的一种火电机组T92短接管运行安全状况的评估方法，其特征在于：步骤6具体是：根据基础管和3次取样的挂样管检测得出的氧化皮情况，查阅挂样管内壁的运行平均温度及运行压力，绘制T92管时间-氧化皮增长曲线图，计算氧化速度，评估机组运行多少小时后，T92短接管将发生氧化超标。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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