某200 MW机组水冷壁联箱根部焊口
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来源：www.chinaups.com 作者：lei 浏览：81次
发布日期：2008-1-15 16:34:36 某200 MW机组水冷壁联箱根部焊口
泄漏原因分析及处理 Cause Analysis and Treatment of Leakage in Rootwelding of
Water Wall Header of a 200 MW Unit 王利强，范志军
（邯郸热电股份有限公司，河北 邯郸056004）
摘 要：分析了邯郸热电股份有限公司2×200 MW机组水冷壁下联箱根部焊口泄漏的原因，提出了相应的技术改造措施，提高了锅炉机组的稳定性和安全性。 关键词：水冷壁联箱；根部；焊口；泄漏 Abstract：This paper analyzes why a leakage at the rootwelding of water wall bottom header of a 200 MW unit of Handan Power Cogeneration Co. Ltd. take place. Accordingly, some improving measures are taken, which enhance the stable and safe operation of the boiler.
Keywords：water wall header；root；weld joint；leakage 邯郸热电股份有限公司#11、#12锅炉由北京锅炉厂引进美国B&W公司技术制造，为B&W B670/13.7M型、超高压、中间再热、单汽包、自然循环型锅炉。 #11炉于1998- 11- 17投入运行，2002- 10- 23T23：30左右，运行人员发现水冷壁下联箱底部加热焊口处泄漏，对此问题进行了一系列的技术改进，取得了较好的效果。 1存在的问题
经检查发现，泄漏部位为左后侧墙水冷壁下联箱底部加热管座处连接焊口出现裂纹造成泄漏，底部加热系统如图1所示，联箱管座泄漏具体位置如图2所示。 2原因分析
2．1安装时焊接缺陷 建设单位在锅炉的安装过程中，未严格执行焊接工艺，要求焊角高度为9 mm，而实际的焊角高度不够，且焊接处过渡不平缓，造成焊角根部应力集中。   2．2连接形式不合理
ø76.5 mm管座与ø42 mm的管子对接，外径相差34.5 mm，应采取必要的过渡手段，如连接变径管或连接过渡接头，而实际却直接对口焊接。联箱管座与底部加热管连接形式不合理是造成焊口处泄漏的主要原因。 2．3底部加热管路布置不合理 底部加热管路的布置如图3所示。图中标出了锅炉水冷壁侧下联箱的膨胀方向与膨胀量，即水冷壁侧下联箱在热态时要向上膨胀237 mm，根据图3中的尺寸计算U形补偿器的最大膨胀量为：    式中σ——弯曲应力，MPa； R——弯曲半径，cm； L——从U形边到管道中心距离，cm； L1——补偿器的宽度，cm； D0——管道的外径，cm； E——弹性模量，MPa。对于钢管，取E＝2.1×105 MPa； k——管子的刚性降低系数； S——管壁厚度，cm； h——管子系数； m——弯管的应力修正系数。 查表计算，Δ＝27.6 mm，与联箱要向上膨胀237 mm相差较大，底部加热管路的布置不能够完全吸收热膨胀，因此多余的膨胀量必然要加载到管子本身及最薄弱的管座焊口处，导致产生泄漏。 另外，管道承受的应力包括管道承受的内压和持续外载产生的应力，属一次应力。一次应力是非自限性的，超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。因此，为不发生材料屈服，必须留有适当的裕度，以防止过度的塑性变形而导致管道失效或变形，管道在工作状态下内压产生的应力为：  由以上各式可以看出，满足应力的条件实际上要求管子有足够的壁厚,即：  式中，p为计算压力，MPa；Di为管子内径，mm；S为管子实测最小壁厚，mm；a为考虑腐蚀磨损和机械强度的附加厚度，mm。 2．4焊口处应力过大 管道的热胀、冷缩以及其它位移受约束而产生的热胀当量应力属于二次应力，二次应力或者二次应力加一次应力对管道的作用，是一个反复交变的作用，即随着管道的启/停而产生多次的冷热交变应力，特别是运行人员在启、停炉的过程中升压或降压速度过快，更加剧了作为薄弱部位的焊口的损坏程度，导致产生泄漏。 3技术措施
a. 在原侧下水冷壁底部加热管座处接过渡管座，以提高管座处焊口的抗应力强度，并将原管座对接焊口割除，加装ø51 mm×8 mm、长度为150 mm、材质为20G的短节，保证管座处的强度，过渡管座示意图见图4。  b. 对所有的底部加热管路进行全面检查，使吸收膨胀的部位呈自由膨胀状态，不得使膨胀受阻。
c. 对＃11炉、＃12炉相应部位的管座同时进行改进，防止类似的情况发生。 d. 加强对其它管座的探伤检查，发现问题及时解决。 4结语 通过对＃11炉水冷壁下侧联箱底部加热管座进行改进，极大提高了锅炉机组运行的安全稳定性，消除了锅炉投产以来存在的隐患。 |
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