300mw單元機(jī)組典型故障分析設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-01 07:34 本頁面
【正文】 300MW單元機(jī)組典型故障分析摘 要本論文總結(jié)了300MW單元機(jī)組典型故障分析，主要從循環(huán)流化床鍋爐和汽輪機(jī)兩方面的故障開始介紹。在循環(huán)流化床鍋爐這塊主要講了金屬受熱面的磨損和燃燒事故；而汽輪機(jī)這塊講了其真空下降、超速、水沖擊、動(dòng)靜部分摩擦及大軸彎曲、葉片損壞與脫落。通過分析原因或相關(guān)因素、弄清事故機(jī)理、找出相關(guān)措施等來對(duì)上面所提到每一個(gè)故障進(jìn)行分析。關(guān)鍵字 磨損 燃燒事故 超速 水沖擊 真空下降目錄第一部分 鍋爐 （循環(huán)流化床鍋爐） 5第一章 循環(huán)流化床鍋爐金屬受熱面的磨損分析 6第一節(jié) 影響循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的因素 6第二節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐金屬受熱面的磨損機(jī)理 8第三節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐燃燒室內(nèi)各部位受熱面的磨損 8第四節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐對(duì)流受熱面的磨損 8第二章 循環(huán)流化床鍋爐燃燒事故分析 10第一節(jié) 循環(huán)流化床燃燒熄火 10第二節(jié) 循環(huán)流化床燃燒結(jié)渣 10第三節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐其他區(qū)域結(jié)渣 11第四節(jié) 循環(huán)流動(dòng)床燃燒爆炸事故 12第二部分 汽輪機(jī)（直接空冷、抽汽凝汽式汽輪機(jī) ） 13第一章 汽輪機(jī)常見事故處理 13第一節(jié) 汽輪機(jī)真空下降 13第二節(jié) 汽輪機(jī)超速 14第三節(jié) 汽輪機(jī)水沖擊 15第四節(jié) 汽輪機(jī)動(dòng)靜部分摩擦及大軸彎曲 16第五節(jié) 汽輪機(jī)葉片損壞與脫落 17參考文獻(xiàn) 19第一部分 鍋爐 （循環(huán)流化床鍋爐）第一章 循環(huán)流化床鍋爐金屬受熱面的磨損分析本章主要總結(jié)了循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的因素、金屬受熱面的磨損機(jī)理、燃燒室內(nèi)各部位受熱面的磨損、對(duì)流受熱面的磨損。那么什么是磨損呢？當(dāng)兩個(gè)物體接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于力的作用或動(dòng)量的轉(zhuǎn)移，接觸物體產(chǎn)生材料損耗的現(xiàn)象叫磨損。兩種物質(zhì)接觸，由于電化學(xué)作用而產(chǎn)生材料的腐蝕稱之為材料的腐蝕損耗。為了說明磨損和腐蝕的程度，工程上一般使用兩個(gè)特征量來描述。（1） 磨損量。表示經(jīng)過一段時(shí)間之后磨損的絕對(duì)變化。（2） 磨損率。表示磨損的速率，如鍋爐水冷壁管的磨損、腐蝕速率為1mm/1000h。第一節(jié) 影響循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的因素一、 影響循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的關(guān)系式 E 181。 u npdp KCτ /2g (11) 式中 E——磨損量 up——煙氣中固體粒子的速度 dp——固體粒子直徑 C——煙氣中固體粒子的濃度 K——比例常數(shù)，表示物料和氣體的磨損特性 τ——運(yùn)行時(shí)間； g——重力加速度。1，粒子速度的影響從式 (11)中看出，磨損量與粒子速度的n次方呈正比。n 值的大小與固體粒子直徑、速度有關(guān)。固體粒子速度大約以3次方的關(guān)系影響循環(huán)流化床鍋爐金屬受熱面的磨損。與式 (11)中其他影響因素相比，粒子的速度是影響受熱面磨損的決定性的、最重要的因素，循環(huán)流化床鍋爐中各部分受熱面的磨損原因多數(shù)是由于粒子速度太高。n值與床料粒子的直徑有關(guān)。當(dāng) 床料粒徑50~200μm時(shí)，床料粒子直徑越大，n值越小,~。當(dāng)床料粒子速度在8~40 m/s 之間變化時(shí)，~。也就是說固體粒子速度增加，n 值變大。不同的循環(huán)流化床鍋爐爐型，流化速度是有區(qū)別的，因此不同的循環(huán)流化床鍋爐爐型的防磨性能是不同的；同一臺(tái)流化床鍋爐不同部位的氣流速度是不同的，那么不同部位的金屬受熱面的抗磨蝕性能性能是有區(qū)別的。鍋爐的設(shè)計(jì)決定了流化床鍋爐各部位的氣流速度，從而決定了鍋爐受熱面金屬的防磨性能。由式(11)知，金屬受熱面的磨損量與粒子濃度呈正比。在燃燒室內(nèi)，粒子濃度與飛灰循環(huán)倍率有關(guān)，循環(huán)倍率高，燃燒室內(nèi)床料濃度高，粒子對(duì)燃燒受熱面磨損嚴(yán)重。對(duì)流受熱面的磨損與分離器布置的位置有關(guān)，與分離器分離效率有關(guān)。如果分離器布置在燃燒室出口，后部對(duì)流受熱面因粒子濃度小而磨損輕；如果分離器布置在對(duì)流受熱面之間的某一個(gè)位置，如布置在水平煙道和尾部豎井煙道之間的換熱室，則水平煙道內(nèi)過熱器受熱面區(qū)的粒子濃度高，磨損較嚴(yán)重。這就要求過熱器區(qū)的煙氣流速取低一些。分離器的分離效率低，則布置在分離器之后的受熱面區(qū)的粒子濃度高一些。為了受熱面磨損，其其流速宜取低一些。當(dāng)然，煙氣流中的粒子濃度也燃煤中的灰分有關(guān)，灰分高，煙氣流中的粒子濃度高，帶來的磨損大。 從式（11）中知，受熱面的磨損量與床料粒子直徑成正比。隨著床料粒徑的增大，磨損量增加。但當(dāng)床料粒徑加大到某一臨界值后，受熱面的磨損量隨著床料直徑的增加的變化十分緩慢，如圖（11）所示。，灰的成分和床料形狀對(duì)受熱面磨損的影響一般來說，顆粒的密度越大，粒子撞擊受熱面的動(dòng)量越大，磨損量越大。粒子形狀帶棱角的多，盡收受熱面的磨損量大?；以瘜W(xué)成分中鋁、硅含量高，對(duì)受熱面磨損嚴(yán)重，鈣的含量高，磨損交情。對(duì)一定的床料有一定的K 值。K值通過實(shí)驗(yàn)確定。圖（11）沖蝕磨損時(shí)磨損量與顆粒直徑的關(guān)系二、 床料溫度對(duì)受熱面磨損的影響床料溫度一般比床溫高100~200℃，達(dá)到900~1150℃。在這個(gè)范圍內(nèi)，床料粒子的硬度不會(huì)發(fā)生很大的變化。因此，床料粒子溫度的變化不會(huì)對(duì)金屬受熱面的磨損帶來很大的變化。但是，床料溫度的變化將使金屬受熱面外表面溫度變化，從而對(duì)金屬表面產(chǎn)生不同的氧化反應(yīng)，生成不同的化學(xué)生成物。不同的化學(xué)生成物的硬度是不同，也就是說，其抗磨性能是不同的。管壁溫度在130~400℃之間，煙氣中的過剩氧與金屬壁發(fā)生氧化反應(yīng)，生成aFe2O3的氧化膜。而Fe2O3氧化膜的年硬度比遠(yuǎn)管材的硬度要大得多（Fe2O3的硬度為11450MPa,管材的硬度為1400MPa）。在管壁溫度大于300℃以后，氧與鐵反應(yīng)生成氧化膜有三層，第一層為aFe2O3，第二層為r Fe2O3，第三層為Fe2O3。這些氧化膜的硬度都比原管材`的硬度要大得多。受熱面壁溫對(duì)磨損的影響如下圖（12）所示。當(dāng)壁溫為80℃時(shí)，由于氧化膜的生成，磨損速率開始急劇下降。當(dāng)壁溫超過400 圖（12）受熱面溫度對(duì)磨損的影響 ℃之后，由于熱應(yīng)力的產(chǎn)生以及高溫腐蝕的影響，磨損速率有所增加。三、床料硬度對(duì)金屬受熱面的磨損 床料由燃煤的成分組成。燒多灰分的煤、劣質(zhì)煤、洗干形成的床料，其硬度和粒度均比較大，度受熱面的磨損較嚴(yán)重。燃燒優(yōu)質(zhì)燃料形成的床料，其硬度和粒徑均比較小，對(duì)受熱面的磨損較輕。如圖（1—3）所示，當(dāng)床料硬度接 圖（13）顆粒硬度對(duì)磨損的影響 近金屬受熱面硬度時(shí)，磨損率變化十分劇烈；當(dāng)床料硬度比金屬受熱面硬度小許多或大許多時(shí)，磨損速率變化較小。20號(hào)鍋爐鋼管的硬度為1400Mpa。四、受熱面材料硬度對(duì)磨損的影響受熱面的磨損不僅與床料硬度Hp有關(guān)，而且與受熱面本身的硬度Hm于Hp之間的比值有關(guān)。當(dāng)Hm|Hp在1附近，磨損較嚴(yán)重；當(dāng)Hm|Hp遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于1時(shí)，磨損較輕。五、管束結(jié)構(gòu)和布置間距對(duì)磨損的影響金屬受熱面對(duì)流管束有順排和錯(cuò)排布置兩種形式。一般來說，錯(cuò)排管束的磨損比順排管束的嚴(yán)重。管束排列的結(jié)構(gòu)參數(shù)橫向節(jié)距S1 對(duì)管束的磨損性能有較大影響。橫向節(jié)距S1增大，能降低管束下部第一、二排管的磨損；縱向節(jié)距S2的變化一般對(duì)管束的磨損影響不打。第二節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐金屬受熱面的磨損機(jī)理一、沖擊磨損當(dāng)氣固兩相流中固體粒子沿垂直方向沖擊受熱面的管子時(shí)，使管子表面出現(xiàn)塑性變形或產(chǎn)生顯微裂紋。經(jīng)過固體粒子的反復(fù)沖擊，變形層脫落，導(dǎo)致嚴(yán)重磨損。固體粒子的反復(fù)沖擊使管子表面產(chǎn)生疲勞磨損破壞，導(dǎo)致爆管。二、切削磨損當(dāng)氣固兩相流中固體粒子以一定的速度沖刷受熱面時(shí)，特別是平行、高
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