工业锅炉状态评定锅炉适宜性调查

介绍

多年来，锅炉状态评估和寿命延长方案一直是电力公用事业行业的常见方案。蒸汽出口集管、主蒸汽和再热蒸汽管道以及蒸汽涡轮机等部件都可能在高温和应力下运行，最终导致材料失效。作为一般类别，工业锅炉通常在较低的温度和压力下运行。因此，这些锅炉的寿命不一定由有限的材料寿命来定义。有许多超过50年的锅炉仍在运行的例子。通常，这些旧锅炉因可靠性或安全性以外的原因而退役。

 

工业与公用事业

工业锅炉的状态评估程序与用于电力设施的方法类似，除了主要的故障机制和使用的检查方法不同。就工况评估分类而言，工业锅炉是设计为出口蒸汽温度为900华氏度（482摄氏度）或更低，设计压力通常不超过1500 psig （104 bar）的机组。

 

条件评估注意事项

在制定工况评估方案时，考虑锅炉的目标是很重要的。要解决的典型问题包括：

• 锅炉需要使用多少年？
• 它将以多大的容量运行？
• 它是基础装载还是定期循环？
• 是否正在考虑升级，如果是，哪些系统可以升级或替换？

 

规划锅炉适能调查范围

锅炉适应性调查的范围取决于几个因素，如锅炉设计类型、设计温度和压力、材料、燃料、使用年限、机组历史和锅炉或工厂的未来计划。B&W在规划调查范围时遵循多层次的方法。一级和二级评价的典型活动如下。

 

我水平

• 评估过去的操作和维护历史。
• 根据历史，类似锅炉的经验和未来的目标，确定任何关键部件。
• 对锅炉和/或辅助设备的所有可接近区域进行全面的目视检查；如有需要，以照片记录问题区域。
• 在一级检验范围内确定发现的损坏的根本原因。
• 制定最终的锅炉健康报告和建议。

 

二级（除一级物品外）

• 建立停机检查和测试计划。
• 确定检验的支持要求，包括可能需要的任何材料。
• 评估运行-可能包括检查锅炉和管道，收集数据以评估辅助设备的性能。
• 执行检验和测试计划。可能包括用于基本状况评估分析的管样。
• 执行初步寿命估计，并根据需要提供立即采取行动的建议。
• 按照要求/计划为后续运行测试做好准备。
• 估计剩余寿命-分析数据和检验结果。
• 如果需要，实施操作测试。

 

根据一级和二级分析的结果，可能会建议进行额外的材料测试、工程研究和/或更广泛和专门的测试。

 

关键系统和部件

关键组件或系统可以根据它们在以下类别中的影响来确定优先级。

1. 安全-任何可能伤害人员或损坏财产的东西。
2. 可靠性-可能导致强制停机和生产损失的故障。
3. 性能-对机组效率、排放等的影响。

 

在对锅炉进行综合评价时，安全阀、燃烧器、火焰安全系统、燃烧控制等部件应优先考虑，因为它们直接关系到锅炉的安全运行。这些系统和部件必须作为锅炉正常运行的一部分进行维护、校准和测试。

一般情况下，作为检查重点的关键部件是那些其故障将直接影响锅炉可靠性的部件。锅炉压力部件要特别注意，因为故障会导致强制停机和失去蒸汽生产。这些临界压力部件包括：

• 鼓-蒸汽、降汽、吸汽、降汽等。
• 集管-蒸汽和水
• 管道-过热器，锅炉或发电机组，水冷壁，省煤器
• 管道-蒸汽和给水
• 除氧器-可能有特殊的安全问题
• 减温器——有时也叫减温器

随着使用年限的延长，更有可能对锅炉性能产生不利影响的部件包括：

• 空气加热器-回热式（管式），回热式（龙式），蒸汽盘管
• 风机。引风、引风、一次风（煤粉燃烧）
• 燃烧器
• 燃料制备设备（特别是燃煤，即粉碎机）
• 锅炉设置，如套管和BRIL（砌砖，耐火材料，绝缘和滞后）
• 结构支持

 

无损检测（NDE）

无损检测可以作为锅炉健康状况调查的重要组成部分。进行无损检测是为了获得足够的数据，以便对部件的完整性进行适当的评估和决策。无损检测方法的选择取决于潜在损伤的位置和类型，以及部件本身的排列和几何形状所造成的限制。B&W在工业锅炉上使用了多种无损检测方法，包括目视检查、磁粉检测、液体染料渗透检测（PT）和超声波检测（UT）等。

 

剩下的生活

各种评估锅炉关键部件剩余使用寿命（RUL）的方法也被开发出来。对于工业锅炉，RUL评估最常用的工具是分析腐蚀和侵蚀速率，并将实际组件壁厚与美国机械工程师协会（ASME）锅炉规范计算的最小值进行比较。由于管寿命和管失效往往是老化锅炉强制停机的主要原因，低温管的RUL是工业管剩余寿命评估的重要组成部分。

1985年，B&W制定了一项指导方针，锅炉业主可以使用该指导方针在评估管壁测量数据时设置标志或基准厚度。该指南作为B&W工厂服务公告PSB-26发布，管道厚度评估维修或更换指南，旨在通过给锅炉业主提供指导来帮助他们，而不是过于保守。

 

总结

延长在较低温度和压力下运行的工业锅炉的寿命是支持工厂蒸汽生产需求的可行选择。锅炉适宜度调查是确定老化工业锅炉现状和剩余使用寿命的有效方法。由经验丰富的B&W现场服务工程师进行广泛的目视检查，并辅以无损检测，可以进行全面评估，并为业主提供有关锅炉和蒸汽系统的长期决策所需的信息。

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