Исследование эрозионно-коррозионной стойкости элементов пароводяного тракта котлов-утилизаторов парогазовых установок и разработка методов ее повышения

• Автор: Михайлов, Антон Валерьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОВРЕЖДЕНИЯ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА КОТЛОВУТИЛИЗАТОРОВ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК.

1.1. Особенности технологических схем ПГУ

1.2. Виды повреждений элементов пароводяного тракта котловутилизаторов

1.3. Практические примеры повреждения элементов КУ.

1.3.1. Особенности повреждений горизонтально расположенных трубных систем КУ.

1.3.2. Повреждение элементов вертикально расположенных трубных систем КУ.

1.3.3. Влияние ВХР на повреждаемость трубной системы КУ

Выводы по первой главе

Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРА И ПРИЧИН ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБНОЙ СИСТЕМЫ ИСПАРИТЕЛЕЙ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ КУ ПГУ0.
2.1. Воднохимический режим, конструктивные особенности и теплотехнические условия эксплуатации трубной системы ИНД.
2.2. Изучение характера и особенностей повреждений элементов трубной
системы пароводяного тракта ИНД.
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА МЕТАЛЛ И 1РЕДЕЛЕИЕ ДОМИНИРУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА УТОНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
ТРУБНОЙ СИСТЕМЫ ИНД
3.1. Физикохимические процессы и закономерности эрозионнокоррозионного износа металла в одно и двухфазных потоках
3.2. Анализ физикохимических процессов повреждения гибов труб выходного коллектора ИНД
3.3. Определение режима течения двухфазного потока в трубах ИНД
3.4. Доминирующие механизмы утонения гибов трубной системы ИНД
котловутилизаторов С3 ТЭТД
Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТИОАНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛА НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЛОКАЛЬНОЙ ЭРОЗИИКОРРОЗИИ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДОВ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА ИНД.
4.1. Оценка влияния термодинамических и воднохимических параметров
на интенсивность эрозиикоррозии трубной системы ИНД
4.2. Влияние химического состава металла и геометрии проточной части
на интенсивность локальной эрозиикоррозии гибов трубной
системы ИНД.
4.3. Анализ чувствительности процесса разрушения гибов к изменению
режимных параметров работы ИНД
Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭРОЗИОННОКОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ТРУБНЫХ СИСТЕМ КОТЛОВУТИЛИЗАТОРОВ ПГУ0
5.1. Конструктивные и режимные мероприятия по предотвращению
повреждений гибов труб ИНД
5.2. Оптимизация выбора эрозионнокоррозионно стойкого металла труб ИНД.
5.3. Разработка и внедрение эффективных методов снижения коррозионных повреждений трубопроводов и пароводяного тракта Г1ГУ.
5.3Л. Опыт применения пленкообразующих аминов.
5.3.2. Опытнопромышленные испытания по отработке технологии консервации тепломеханического оборудования энергоблока ПТУ 0 перед остановом.
5.3.3. Разработка и внедрение технологии консервации КУ из холодного состояния.
5.3.4. Анализ влияние консервации на ВХР в период пусков энергоблоков
ГПУ0.
Выводы по пятой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Совершенствуются тепловые схемы котловутилизаторов за счет увеличения числа контуров генерации пара до двухтрех и введения промежуточного перегрева пара, применяются различные конструкции КУ, отличающиеся по эксплуатационной надежности и повреждаемости их элементов. Эксплуатация котловутилизаторов паровых установок ТЭЦ характеризуется воздействием водяного и влажнопарового потоков на металл элементов трубной системы. Рабочая среда, двигаясь по трубной системе котловутилизаторов, меняет фазовое состояние вода влажный пар перегретый пар и терм один амические параметры. В свою очередь, это приводит к изменению гидродинамики и физикохимических свойств пристенного слоя жидкости, в значительной степени определяющих вид доминирующего механизма и интенсивность его воздействия на металл. Опыт эксплуатации и исследования показывают, что каждому фазовому состоянию рабочей среды энергоустановок соответствуют определенные виды механизмов разрушения металла . На рис. КУ НГУ. Каждый вид износа реализуется лишь при определенном агрегатном состоянии рабочего тела. Например, каплеударная эрозия КапЭ во влажнопаровом тракте КУ коррозионное растрескивание под напряжением КРН вблизи линии насыщения пара, а в условиях перегретого пара возможно как образование железооксидных отложений, так. Исключением является эрозионнокоррозионный вид воздействия, который реализуется в наиболее широком диапазоне, охватывая влажнопаровой и водяной тракты КУ. Возможно также протекание одновременного воздействия на металл нескольких видов износа. В частности, в поворотах трубопроводов влажного пара в ряде случаев имеет место совместное действие механизмов каплеударной эрозии и эрозиикоррозии ЭК. Главной задачей при решении проблем повреждаемости металла энергооборудования является определение доминирующего механизма разрушения в каждом конкретном случае. Рассмотрим повреждаемость котловутилизаторов. Рис. В статье приводиться обзор повреждении котлов утилизаторов. На рис. У. По мнению авторов достаточно распространенная группа повреждений коррозия элементов пароводяного тракта КУ, повреждение патрубков и трубопроводов. На надежность элементов КУ непосредственно влияет скорость набора нагрузки газовой турбины. Высокая скорость набора температуры при пуске приводит к большим скоростям нагрева горячих элементов секций КУ, что вызывает возникновение больших термических напряжений в них и, как следствие, ведет к усталостным разрушениям элементов КУ, барабанов, трубопроводов и сварных соединений труб с коллекторами. Кроме термической усталости, повреждения могут быть связанны с пусковыми режимами оборудования, которые приводят к увеличению интенсивности коррозионных повреждений трубной системы пароводяного тракта. Коррозионному повреждению так же подвержена внешняя сторона поверхностей нагрева Коррозия холодного конца в основном на выходе из котла . В книге 4, посвященной особенностям эксплуатации и повреждаемости котловутилизаторов, рассмотрен механизм стояночной коррозии испарительных труб с образованием язв под отложениями продуктов коррозии, приводящих к свищам и разрывам. На рис. В табл. По мнению авторов термическая усталость являлась причиной 5 от общего числа повреждений, а подавляющее большинство повреждений связано с различными видами коррозии и эрозионнокоррозионным износом. Рис. Рис. Так среди повреждений экономайзера ЭВД значительную часть занимает подшламовая коррозия и коррозионная усталость , а среди повреждений испарителей преобладает эрозиякоррозия . Таблица 1. Обзор литературы показывает, что ЭК является достаточно широко распространенным явлением и встречается как на тепловых , , , , , , 0, так и на атомных электростанциях 1, , , , , , , , ,,, 2. Эрозионнокоррозионный процесс представляет собой сложное физикохимическое явление и включает в себя образование на поверхности углеродистых сталей защитной оксидной пленки в виде магнетита Рез, вследствие электрохимической коррозии, с одновременным е растворением и отводом продуктов растворения в поток. При контакте электролита с металлом во влажнопаровом и конденсатиопитательном рабочем тракте электростанций, имеет место электрохимическая коррозия.