锅炉减温器喷头缺陷原因与检验措施分析

锅炉减温器喷头缺陷原因与检验措施分析

发表时间：2020-12-08T10:18:58.820Z 来源：《科学与技术》2020年第22期作者：甘志伍

[导读] 在电站锅炉中，最重要的组成部分是减温器。减温器的安全运行直接关系到电站锅炉是否能够安全运行。减温器能够为电站锅炉提供符合要求的蒸汽

甘志伍

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摘要：在电站锅炉中，最重要的组成部分是减温器。减温器的安全运行直接关系到电站锅炉是否能够安全运行。减温器能够为电站锅炉提供符合要求的蒸汽，继而让汽轮机顺利运行。但是，由于锅炉减温器在制造过程中和运行过程中存在诸多不确定影响因素，导致减温器喷头出现一系列缺陷，导致减温器的减温水直接冲刷到减温器筒体，继而对电站锅炉的安全运行起到负面作用。

关键词：锅炉减温器；喷头；缺陷原因；检验措施

引言

为更好地保障电厂锅炉的正常运行，基于某电厂锅炉减温器运行现状，介绍了电厂锅炉减温器的主要结构与具体工作原理，分析了电厂锅炉减温器喷头产生缺陷的原因，并通过应用无损检测技术，进一步探析减温器喷头可能存在的潜在危险因素，从源头提出了一系列预防减温器喷头发生缺陷的措施，以期有助于更好地保障电厂锅炉的安全稳定运行。

1电厂锅炉减温器的基础结构及工作原理

在电厂的锅炉体系中，减温器安装于高温及低温两种过热器之间，减温器的功能是对蒸汽的温度进行适当的调节。一部分大型电厂锅炉也会运用三级或者二级形式的减温。减温器主要分为面式和喷水式两种。通常来讲，面式减温器所具有的结构与换热器基本相似(在其壳体之中设置了较多蛇形管，冷却水经过管壁与管外的蒸汽来实施换热处理，最终使蒸汽的温度得以降低)。面式减温器所具有的优势主要为:水蒸气不需要与水进行直接接触，对水质没有较高的要求。面式减温器所具有的不足主要有:①结构较为繁琐。②受热范围较大。③温度的调节存在延迟性。该减温器大多应用于低压及中压锅炉中。

喷水减温器主要是利用喷嘴将减温水进行相应的处理，将过热蒸汽进行直接喷入之后，通过与蒸汽进行充分混合来提高温度，使过热蒸汽的温度得以降低，最终实现调节过热蒸汽温度的目的。这种减温器主要存在以下几种特点:一是构造较为简单；二是温度的调整幅度较大；三是温度的调节较为灵敏；四是具有较强的自动化。该减温器被广泛运用在锅炉之中。但是由于减温水是直接喷到热蒸汽之中的，因此水质必须高。随着锅炉水质的处理能力不断提升，其所运用到的水也基本可以满足实际需求，因此，大多数电厂的锅炉都采取了喷水减温器。喷水减温器的构造主要有3种，分别为单喷头式、多孔式及水室式。在对锅炉减温器进行详细检查时，通过运用内窥镜可以发现，该减温器内部套筒的前端及上内壁的表面都出现了裂纹，而裂纹所处的部位位于减温器喷头的上端。单喷头与热蒸汽的流通方向的布置设定为逆向，但是这种形式可以推动蒸汽与减温水的充分混合，从而确保温度得到极大降低。但是，单喷头减温器的喷水形式为单孔，因此不具备较好的雾化作用，且由于热蒸汽是以逆向的形式流通，导致喷水受到了阻碍，从而降低了喷射的速度，水滴也很难雾化。 2检测电厂锅炉减温器喷头的具体缺陷

确定电厂锅炉减温器喷头的具体缺陷位置和具体缺陷状况，对评估电厂锅炉减温器喷头和修复电厂锅炉减温器喷头缺陷处具有重要价值。根据电厂锅炉减温器的内部结构形态不难发现，使用渗透检测方法能够有效地检测电厂锅炉减温器喷头的缺陷状况。渗透检测的基础原理在于：在液体毛细管作用和固体染料的共同发光作用下（零部件表面被涂抹含有荧光染料的渗透液）。在光照条件下，电厂锅炉减温器喷头缺陷处的渗透液痕迹被充分显现出来，从而检测出电厂锅炉减温器喷头的具体缺陷分布形态和样貌。从相关检验结果来看，电厂锅炉减温器喷头的内外表面均布满大量的裂纹，部分裂纹已经布满整个电厂锅炉减温器喷头。裂纹的存在给电厂锅炉减温器的工作运行带来了一定的隐患，因此不利于延长电厂锅炉减温器的使用寿命。以某国产电厂锅炉减温器为例，通过检测发现，支撑该电厂锅炉减温器的内部套筒出现销钉断裂情况（而出现此种情况的主要原因是电厂锅炉减温器内部套筒频繁振动所导致）。销钉的断裂直径长达3cm，电厂锅炉减温器的热器管直径为35×10mm，套筒内部直径为2.5cm，因此，极易出现堵塞情况导致过热器管口出现过热爆炸事故。由于减温器喷管出现断裂情况，因此需适当增加减温投入次数，过热蒸汽与水温之间的差比较大，加上运行调整过程中不够及时，也会使得减温器喷管出现一系列振动行为，导致喷头出现断裂情况。电厂锅炉减温器主要是因为喷管筒体和内部套筒出现裂纹，导致减温水从断裂部位喷出，溅到减温器筒体之上，继而导致金属材料出现疲劳损伤情况，继而出现裂纹。

3分析电厂锅炉减温器喷头缺陷的主要原因

（1）分析电厂锅炉减温器喷头缺陷的化学元素。通过制造和设计电厂锅炉减温器，采用德国制造的光谱分析仪分析电厂锅炉减温器喷头材料，发现电厂锅炉减温器喷头化学元素主要有：其一，含量0.116%的C；其二，含量0.284%的Si；其三，含量0.55%的Mn；其四，含量0.020%的P；其五，含量0.016的S；其六，含量1.06%的Cr；其七，含量0.316%的Mo；其八，含量0.043%的Ni；其九，含量0.018%的AI；其十，含量0.256%的V。根据相关设备光谱分析技术原则发现，电厂锅炉减温器喷头材料未出现差错。

（2）分析电厂锅炉减温器喷头缺陷的金相。采用金相显微镜和化学抛光发现，电厂锅炉减温器喷头裂纹材料为中度球化（尤其珠光体区域内呈现碳化物球化情况）。在此种情况下，必须进一步分析电厂锅炉减温器喷头的缺陷具体原因。

（3）分析电厂锅炉减温器喷头缺陷应力产生原因。从该电厂锅炉减温器喷头所出现的裂纹具体位置来看，主要位于焊缝区域内，焊接处存在应力情况。基于此，极易影响焊件工工件质量，为了不影响工件质量，需尽量避免电厂锅炉减温器喷头裂纹情况出现。纵向裂纹离喷头进水管焊接接头处比较近，说明电厂锅炉减温器喷头纵向裂纹的产生与此处的焊接应力有密切相关性。

4锅炉减温器的设计和制造以及监督等措施分析

厂家在对锅炉减温器的套筒螺旋安装时，需严格把握好焊接质量关卡，提前做好锅炉减温器套筒螺旋的预热工作，在焊接结束后立即做好热处理工作，严格执行相关标准操作来焊接工艺，最终能够提高焊接的整体质量。除此之外，相关工作人员需建立好完善的焊接质量保证体系，将具体责任落实到人。制造厂在完成焊接工作后需做好印记，便于提高整体焊接工作质量。锅炉减温器在出厂前，厂家还需对套筒的固定螺栓角进行着色检查处理，对不合格的产品需及时返回再加工。设计单位则需严格把握好锅炉减温器的喷头和套筒螺栓质量和锅炉减温器联箱筒体，固定牢靠锅炉减温器的内部套筒，预留足够的膨胀空间，与此同时，适当加大内部套筒的限位装置。