范子奕

（安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院，安徽 合肥 230051）

在電站鍋爐中，最重要的組成部分是減溫器。減溫器的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電站鍋爐是否能夠安全運(yùn)行。減溫器能夠?yàn)殡娬惧仩t提供符合要求的蒸汽，繼而讓汽輪機(jī)順利運(yùn)行。但是，由于鍋爐減溫器在制造過程中和運(yùn)行過程中存在諸多不確定影響因素，導(dǎo)致減溫器噴頭出現(xiàn)一系列缺陷，導(dǎo)致減溫器的減溫水直接沖刷到減溫器筒體，繼而對(duì)電站鍋爐的安全運(yùn)行起到負(fù)面作用。

1 對(duì)某電廠鍋爐減溫器噴頭出現(xiàn)裂紋概述

以某電廠1 臺(tái)鍋爐進(jìn)行內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)，鍋爐減溫器噴頭內(nèi)套筒出現(xiàn)裂紋情況。雖然此臺(tái)電站鍋爐減溫器內(nèi)套筒不是受壓元件，但是電廠鍋爐減溫器噴頭的開裂會(huì)使得減溫水直接被噴射到減溫器筒體內(nèi)壁之上，繼而發(fā)生事故。基于此，相關(guān)工作人員必須高度重視此種情況，分析裂紋存在的主要原因，再采取針對(duì)性解決措施，最終將潛在風(fēng)險(xiǎn)因子扼殺在搖籃中。

2 電廠鍋爐減溫器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工作原理

在電廠鍋爐系統(tǒng)中，減溫器位于低溫過熱器和高溫過熱器之間，減溫器的主要作用是有效地調(diào)節(jié)蒸汽溫度。一些大型的電站鍋爐中會(huì)采用二級(jí)減溫或者三級(jí)減溫。

減溫器主要分為以下兩種類型：其一，面式減溫器；其二，噴水減溫器。一般來說，面式減溫器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)高度類似于換熱器（在減溫器殼體內(nèi)布置諸多蛇形管，管內(nèi)冷卻水通過管壁和管外蒸汽進(jìn)行換熱處理，最終達(dá)到有效的降低蒸汽溫度的效果）。表面式減溫器的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：水蒸氣和水不用直接接觸，對(duì)水質(zhì)也沒有特殊要求。

表面式減溫器的主要缺點(diǎn)表現(xiàn)為：其一，構(gòu)造過于復(fù)雜；其二，受熱面積大；其三，調(diào)節(jié)溫度的延遲性過大。表面式減溫器常用于低中壓鍋爐中。

噴水減溫器（也被稱之為混合減溫器）能夠?qū)p溫水經(jīng)過噴嘴加以霧化處理，直接噴入過熱蒸汽后，通過與過熱蒸汽混合能夠升溫，最終達(dá)到降低過熱蒸汽溫度和調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度的目的。噴水減溫器具有以下幾種優(yōu)勢(shì)：其一，結(jié)構(gòu)簡單；其二，調(diào)溫幅度比較大；其三，調(diào)節(jié)溫度較為靈敏；其四，極易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。噴水減溫器在電站鍋爐中能夠被經(jīng)常采用。但是，由于減溫水直接噴入到蒸汽之中，因此對(duì)水的品質(zhì)要求較高。隨著鍋爐水質(zhì)處理水平越來越高，電站鍋爐所用的水基本能夠達(dá)到要求，因此，大部分電站鍋爐也普遍采用噴水減溫器。

噴水減溫器的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：（1）單噴頭式減溫器；（2）多孔式噴水減溫器；（3）水室式噴水減溫器。對(duì)電廠鍋爐減溫器進(jìn)行內(nèi)部檢查時(shí)，通過內(nèi)窺鏡檢查發(fā)現(xiàn)，電廠鍋爐減溫器內(nèi)套筒前方和上壁內(nèi)表面均能夠發(fā)現(xiàn)裂紋存在，裂紋位置處于電廠鍋爐減溫器噴頭上方。單孔噴頭和過熱蒸汽流通方向呈逆向布置方式，此種布置方式有利于混合減溫水和蒸汽，繼而提高減溫效果。但是，單噴頭減溫器是單孔噴水，所以霧化效果比較差，加上逆向過熱蒸汽導(dǎo)致噴水阻力逐漸增大，從而導(dǎo)致噴射速度逐漸減慢，水滴也無法霧化。

3 選定鍋爐減溫器定檢方法

檢查鍋爐減溫器的主要方法有：通過內(nèi)窺鏡檢查發(fā)現(xiàn)未有任何缺陷情況下，通過運(yùn)行記錄不難發(fā)現(xiàn)，此鍋爐減溫器投減溫水的次數(shù)比較多，相關(guān)工作人員需開展全方位的無損檢測(cè)。

4 檢測(cè)電廠鍋爐減溫器噴頭的具體缺陷

確定電廠鍋爐減溫器噴頭的具體缺陷位置和具體缺陷狀況，對(duì)評(píng)估電廠鍋爐減溫器噴頭和修復(fù)電廠鍋爐減溫器噴頭缺陷處具有重要價(jià)值。根據(jù)電廠鍋爐減溫器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)不難發(fā)現(xiàn)，使用滲透檢測(cè)方法能夠有效地檢測(cè)電廠鍋爐減溫器噴頭的缺陷狀況。滲透檢測(cè)的基礎(chǔ)原理在于：在液體毛細(xì)管作用和固體染料的共同發(fā)光作用下（零部件表面被涂抹含有熒光染料的滲透液）。在光照條件下，電廠鍋爐減溫器噴頭缺陷處的滲透液痕跡被充分顯現(xiàn)出來，從而檢測(cè)出電廠鍋爐減溫器噴頭的具體缺陷分布形態(tài)和樣貌。從相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果來看，電廠鍋爐減溫器噴頭的內(nèi)外表面均布滿大量的裂紋，部分裂紋已經(jīng)布滿整個(gè)電廠鍋爐減溫器噴頭。裂紋的存在給電廠鍋爐減溫器的工作運(yùn)行帶來了一定的隱患，因此不利于延長電廠鍋爐減溫器的使用壽命。以某國產(chǎn)電廠鍋爐減溫器為例，通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，支撐該電廠鍋爐減溫器的內(nèi)部套筒出現(xiàn)銷釘斷裂情況（而出現(xiàn)此種情況的主要原因是電廠鍋爐減溫器內(nèi)部套筒頻繁振動(dòng)所導(dǎo)致）。銷釘?shù)臄嗔阎睆介L達(dá)3cm，電廠鍋爐減溫器的熱器管直徑為35×10mm，套筒內(nèi)部直徑為2.5cm，因此，極易出現(xiàn)堵塞情況導(dǎo)致過熱器管口出現(xiàn)過熱爆炸事故。由于減溫器噴管出現(xiàn)斷裂情況，因此需適當(dāng)增加減溫投入次數(shù)，過熱蒸汽與水溫之間的差比較大，加上運(yùn)行調(diào)整過程中不夠及時(shí)，也會(huì)使得減溫器噴管出現(xiàn)一系列振動(dòng)行為，導(dǎo)致噴頭出現(xiàn)斷裂情況。電廠鍋爐減溫器主要是因?yàn)閲姽芡搀w和內(nèi)部套筒出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致減溫水從斷裂部位噴出，濺到減溫器筒體之上，繼而導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)疲勞損傷情況，繼而出現(xiàn)裂紋。

5 分析電廠鍋爐減溫器噴頭缺陷的主要原因

（1）分析電廠鍋爐減溫器噴頭缺陷的化學(xué)元素。通過制造和設(shè)計(jì)電廠鍋爐減溫器，采用德國制造的光譜分析儀分析電廠鍋爐減溫器噴頭材料，發(fā)現(xiàn)電廠鍋爐減溫器噴頭化學(xué)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。根據(jù)相關(guān)設(shè)備光譜分析技術(shù)原則發(fā)現(xiàn)，電廠鍋爐減溫器噴頭材料未出現(xiàn)差錯(cuò)。

（2）分析電廠鍋爐減溫器噴頭缺陷的金相。采用金相顯微鏡和化學(xué)拋光發(fā)現(xiàn)，電廠鍋爐減溫器噴頭裂紋材料為中度球化（尤其珠光體區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)碳化物球化情況）。在此種情況下，必須進(jìn)一步分析電廠鍋爐減溫器噴頭的缺陷具體原因。

（3）分析電廠鍋爐減溫器噴頭缺陷應(yīng)力產(chǎn)生原因。從該電廠鍋爐減溫器噴頭所出現(xiàn)的裂紋具體位置來看，主要位于焊縫區(qū)域內(nèi)，焊接處存在應(yīng)力情況?；诖?，極易影響焊件工工件質(zhì)量，為了不影響工件質(zhì)量，需盡量避免電廠鍋爐減溫器噴頭裂紋情況出現(xiàn)?？v向裂紋離噴頭進(jìn)水管焊接接頭處比較近，說明電廠鍋爐減溫器噴頭縱向裂紋的產(chǎn)生與此處的焊接應(yīng)力有密切相關(guān)性。

6 鍋爐減溫器的設(shè)計(jì)和制造以及監(jiān)督等措施分析

廠家在對(duì)鍋爐減溫器的套筒螺旋安裝時(shí)，需嚴(yán)格把握好焊接質(zhì)量關(guān)卡，提前做好鍋爐減溫器套筒螺旋的預(yù)熱工作，在焊接結(jié)束后立即做好熱處理工作，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作來焊接工藝，最終能夠提高焊接的整體質(zhì)量。除此之外，相關(guān)工作人員需建立好完善的焊接質(zhì)量保證體系，將具體責(zé)任落實(shí)到人。制造廠在完成焊接工作后需做好印記，便于提高整體焊接工作質(zhì)量。鍋爐減溫器在出廠前，廠家還需對(duì)套筒的固定螺栓角進(jìn)行著色檢查處理，對(duì)不合格的產(chǎn)品需及時(shí)返回再加工。設(shè)計(jì)單位則需嚴(yán)格把握好鍋爐減溫器的噴頭和套筒螺栓質(zhì)量和鍋爐減溫器聯(lián)箱筒體，固定牢靠鍋爐減溫器的內(nèi)部套筒，預(yù)留足夠的膨脹空間，與此同時(shí)，適當(dāng)加大內(nèi)部套筒的限位裝置。

7 結(jié)語

綜上所述，在選定鍋爐減溫器定檢方法過程中，對(duì)鍋爐減溫器消除安全隱患具有重要意義；對(duì)鍋爐減溫器的噴頭缺陷進(jìn)行及時(shí)修復(fù)和指導(dǎo)具有重要價(jià)值，不斷優(yōu)化鍋爐減溫器的具體工作時(shí)間和工作狀態(tài)等，能夠降低噴頭缺陷發(fā)生率，在制造鍋爐減溫器過程中，有效地消除焊接應(yīng)力相關(guān)因素也能夠延緩缺陷的發(fā)生時(shí)間，均具有重要的參考價(jià)值。