【摘要】：近年來,為提高發(fā)電效率以及發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),超臨界、超超臨界機組已成為我國火力發(fā)電的主力機組。作為火力發(fā)電廠鍋爐的關(guān)鍵承壓部件,鍋爐管廣泛采用了具有高熱強度和高蠕變強度的奧氏體不銹鋼。由于奧氏體不銹鋼抗蒸汽氧化性能較差,在長期高溫蒸汽作用下會發(fā)生蒸汽側(cè)氧化現(xiàn)象。在熱應(yīng)力的誘導(dǎo)下,氧化皮易發(fā)生脫落并在管內(nèi)逐漸堆積,導(dǎo)致管道超溫及堵塞,最終引發(fā)機組事故。因此,使用無損檢測技術(shù)對氧化皮堆積厚度進(jìn)行定期檢測,以便及時發(fā)現(xiàn)并替換問題管道,對保障機組長期安全運行至關(guān)重要�，F(xiàn)有磁性檢測法在氧化皮堆積較少時檢測靈敏度較低,堆積較多時檢測信號又趨于飽和,難以精確定量;常規(guī)渦流檢測法則難以穿透較厚的管壁與堆積的氧化皮,且均未解決高溫服役后奧氏體發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變而帶來的誤判問題。本學(xué)位論文圍繞奧氏體管內(nèi)氧化皮堆積厚度檢測難題,應(yīng)用脈沖渦流檢測技術(shù)進(jìn)行了探索性研究,主要工作如下:(1)基于ANSYS有限元仿真,以實現(xiàn)鍋爐管內(nèi)氧化皮堆積定量檢測為目標(biāo),研究了脈沖渦流檢測信號隨氧化皮堆積厚度變化的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)信號電壓峰值隨堆積厚度增加成線性增長的規(guī)律,且該規(guī)律在任意堆積量下都保持穩(wěn)定。(2)分析了管壁厚度、傳感器偏移距離及氧化皮堆積形態(tài)等因素對脈沖渦流檢測信號的影響,仿真結(jié)果表明傳感器信號峰值隨偏移距離的增大而逐漸減小,可用于實現(xiàn)管內(nèi)氧化皮堆積區(qū)域的定位;信號峰值隨管壁厚度的增加而線性減小,說明在檢測不同規(guī)格管道時,需要對傳感器輸出信號峰值進(jìn)行線性補償。通過EDEM與Fluent軟件建立了鍋爐管彎頭氧化皮堆積的離散元-流體動力聯(lián)合仿真模型,確定了易發(fā)生氧化皮堆積的位置,研究了氧化皮堆積位置與蒸汽流速、壓力及氧化皮物性參數(shù)的關(guān)系。(3)在實驗室內(nèi)搭建了脈沖渦流檢測平臺,研制了由扁平電纜線和插座組成的外置式傳感器,在TP347H鍋爐管樣管上進(jìn)行了一系列實驗,以驗證方法的有效性及其在不同檢測工況下的適用性:傳感器信號峰值隨傳感器提離高度增加而線性減小,有利于對檢測結(jié)果進(jìn)行提離補償;利用傳感器線圈陣列,可檢出管內(nèi)氧化皮堆積的不均勻性,從而能識別出易引起堵塞的嚴(yán)重堆積點;通過對檢測信號進(jìn)行預(yù)差分的方法,可消除高溫服役后管壁磁性轉(zhuǎn)變帶來的影響,提高檢測精度。研究成果拓展了脈沖渦流檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍,同時為非破壞性檢測鍋爐管內(nèi)氧化皮堆積量、及時預(yù)防超(超)臨界火電機組的鍋爐爆管事故提供了一種新方法。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM621.2;TG115.28
【圖文】：

1圖 1.1 印度 Unchahar 發(fā)電廠鍋爐管道發(fā)生爆炸，因出現(xiàn)管內(nèi)脫落氧化皮堆積堵塞，揚州第二發(fā)電站兩臺機管，使得電站停機，無法進(jìn)行正常生產(chǎn)工作；2009 年珠海金同樣由于脫落氧化皮堆積堵塞引起爆管，使得整個電站完ebareli 區(qū) Unchahar 發(fā)電廠的鍋爐管道因為氧化物堵塞引起爆

氏體鍋爐管氧化皮檢測概述前，國內(nèi)外市面上針對奧氏體鍋爐管道內(nèi)氧化皮堆積的檢測方法主要有超聲檢測、磁性檢測、聲振檢測與渦流檢測法等。其中：超聲檢測法是最早被用于鍋化皮堆積厚度檢測的方法，其原理為根據(jù)所生成氧化物中儲存應(yīng)變能與其自身度及時間等量值的關(guān)系，能夠有效預(yù)測氧化皮的生長、脫落時間[5-6]。但超聲主要依靠界面回波，僅適用于尚未剝離壁面的氧化皮測量，對已脫落氧化皮在堆積形態(tài)的檢測效果差。線檢測法主要基于管壁與氧化皮對射線吸收程度的差異，通過對所獲射線底片分析來判斷管內(nèi)氧化皮堆積的具體形態(tài)。其方法準(zhǔn)確有效，但鍋爐管發(fā)生蒸汽易出現(xiàn)氧化皮堆積堵塞的部位主要為過熱管與再熱管，在超臨界機組中經(jīng)粗略有二千多根管子，四千多個彎頭，電站機組停機期間一般可用于檢測的時間在 天內(nèi)，甚至更短，使用射線檢測不但無法滿足其工期要求，同時亦存在有輻用昂貴且受管排狹小空間限制等矛盾[14-16]。

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本文編號：2724749