火电机组四大管道国产化上成套
实现火电厂锅炉“四管”零泄漏周晓辉
实现火电厂锅炉“四管”零泄漏周晓辉发布时间：2021-09-13T06:30:54.863Z 来源：《中国科技人才》2021年第16期作者：周晓辉[导读] 火电厂锅炉“四管”主要指的是省煤器、过热器、水冷壁与再热器，受磨损、腐蚀及过热等因素的综合影响，上述锅炉管件容易出现泄漏。
一旦“四管”出现泄漏情况，不仅会造成设备的非计划停运，还会增加检修工作，引发设备事故，导致沉重的经济损失。
大唐阳城发电有限责任公司山西省晋城市 048000摘要：火电厂锅炉“四管”主要指的是省煤器、过热器、水冷壁与再热器，受磨损、腐蚀及过热等因素的综合影响，上述锅炉管件容易出现泄漏。
一旦“四管”出现泄漏情况，不仅会造成设备的非计划停运，还会增加检修工作，引发设备事故，导致沉重的经济损失。
本文针对此情况，探讨如何实现火电厂锅炉“四管”零泄漏。
关键词：火电厂锅炉；四管；零泄漏1“四管”泄漏原因通过对大唐阳城发电有限责任公司以前关于“四管”泄漏的设备台帐及防磨防爆检查记录，并结合有关防止“四管”泄漏的技术资料，我们对影响“四管”泄漏的原因进行了统计分类，认为影响锅炉“四管”泄漏的原因有以下几方面，并且对各类原因进行具体的分析讨论：（1）应力集中；（2）超温爆管；（3）机械磨损；（4）飞灰冲刷；（5）吹灰器吹损；（6）焊工的焊接质量。
2“四管”泄漏的解决措施 2.1应力集中 2.1.1原因分析产生应力集中主要是由于锅炉结构及机组启动中升温升压速率控制不好等原因造成的。
2.1.2应对措施运行中避免温度压力突变，避免外环境对受热面的影响：检修期间对已发生过裂纹的部位进行必要探伤；防爆检查注意结构不合理、影响膨胀的因素；每次锅炉启动中做好受热面的膨胀记录，分析膨胀是否正常。
2.2超温爆管 2.2.1原因分析受热面过热后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。
1000mw发电机组四大管道管材选择探析
182蕊确币汀i’鲑塑姐36辊系轴向挡板裳置失效工作辊、支承辊轴承座通过安装在轧机机架上的液压缸驱动挡板锁紧，防止其窜动，如果挡板固定螺栓损坏或滑板磨损严重，则失去对轴承座约束所用。
4采取措施4．1定期测量间隙尺寸．保证合理的滑板间隙1)制定牌坊间隙维护检修标准及补偿方案。
工作辊轴承座与牌坊间隙为0,5—1．1326m m，当间隙≥2_2m m时，需在工作辊轴承座上加垫幸p偿；支撑辊轴承座与牌坊间隙为05—1．65m m，当间隙≥Z1m m时，需在支撑辊轴承座上加垫补偿。
2)确保足够数量的滑板备件，加垫补偿无效时及时更换。
3)延长滑板使用寿命，主要通过两方面实现，一是确保滑板备件质量，委托实力雄厚厂家常Ⅱ作，而是改善滑板表面润滑状况，管路堵塞时及时疏通，保证润滑到位。
42消除牌坊两侧偏差1)严格按照操作规程作业，防止因操作失误打开压下电机问离合器导致两侧压下丝杆位置不—致。
2)定期清理下支承辊轴承座与阶梯垫望块间杂质及氧化铁皮等杂物。
3)要定期检查测量阶梯垫和下支承辊接触面的磨损情况，并及时加工备件更换。
4)定期标定轧机前后对中开口度，检查平行度，并作相应调整，使其偏差在2m m以内，确保钢坯经对中后在长度方向上与工作辊垂直，防止因钒场E f顷斜轧制、非对称轧制造成两侧受力不同。
5)钢坯加热均匀，钢坯头尾及两侧温度差越小越小，轧制过程中轧制力变化不大，有利于事I辊保持稳定。
6)轧辊冷却水流量设置合适，确保管路无泄漏，喷嘴无堵塞。
使轧辊冷却均匀。
4．3工作辊最佳偏移距滑板间隙变大时，因磨损情况不同不能盲目加垫片，而应想办法测出牌坊机架中心线，通过测量中心线与滑板表面的距离确定磨损情况，再根据标准加垫片调整。
只有保证钢坯咬八时工作辊轴承座偏移情况完全一致，辊系才能保持稳定。
4．4弯辊缸的正常使用1)定期检查弯辊缸底部垫板及工作辊轴承座上垫板磨损情况，严重时及时更换，也可对垫板尺寸进行改进，加厚垫板，延长其使用寿命。
超超临界机组四大管道配管过程质量控制
超超临界机组四大管道配管过程质量控制摘 要：对超超临界机组四大管道在工厂化配制过程中出现的表面质量问题、几何尺寸问题、硬度异常、金相组织异常、焊接缺陷等常见质量问题进行汇总、分析，并提出相应的质量控制措施及建议，可为进一步提高四大管道的制造质量提供参考。
关键词：超超临界机组 四大管道 配管 表面质量 硬度 焊接缺陷1 前言发展大容量、高参数的超超临界火电机组是提高发电效率、降低发电成本、实现节能减排的有效途径之一[1]。
超超临界火电机组相对于超临界机组在蒸汽温度和压力上有所提高，这对电站关键部件材料提出了更高的性能要求[2-3]。
四大管道是火电机组的主要承压部件之一，其制造质量对火电机组的安全运行至关重要。
随蒸汽温度和压力的提高，超超临界机组的四大管道大量采用新型耐热钢材料[4-5]2 直管段及管件常见质量问题，如主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道主要采用P91、P92、P122、E911，低温再热蒸汽管道采用低合金钢A691Gr1-1/4CrCL22，高压给水管道普遍采用15NiCuMoNb5贝氏体钢。
这些新型耐热钢的应用对四大管道的工厂化配制提出了更高的工艺要求。
本文分别对超超临界机组四大管道在工厂化配制过程中常见的质量问题及缺陷进行汇总和分析，并提出相应的预防措施及处理方法。
2.1 表面质量问题四大管道原材表面经常存在凹坑、裂纹、机械损伤等缺陷(如图1-3所示)，主要是在制造、运输过程中造成的。
凹坑是压力管道中常见的体积型缺陷，经有限元模拟分析得知，管段最大应力分布在凹坑最底部[6-7]2.2 几何尺寸问题，凹坑底部处产生的应力集中大大降低了钢管自身的承载能力，容易引起管道的泄漏和破裂。
为了消除凹坑对管道性能的危害，按照美国威曼高登公司的建议对凹坑处以1:8斜度打磨、平滑过渡。
管道表面裂纹和划痕、刮伤等机械损伤处的尖端部位存在较大的应力集中，在四大管道服役过程中其内部压力作用下裂纹尖端极易扩展，从而导致管道的破裂，严重威胁着管道的安全运行。
火力发电厂四大管道全流程质量管理要点
火力发电厂四大管道全流程质量管理要点管道是保证火力发电厂正常运行的重要部分，其安装质量直接影响着火电厂的安全状况和运行工作。
所以，管道安装人员在实际的安装过程中必须保证管道的安装质量，从而为后续火电厂的运行提供安全保障。
对此，本文从四大管道的采购、验收、钢印、检验以及加工等方面对管道的质量管理进行了研究，希望可以为后续的火电厂管道管理工作提供帮助。
标签：火力发电厂;四大管道;质量管理火力发电厂的四大管道主要包括主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、低温再热蒸汽管道以及高压给水管道，这是保证整个火力发电厂正常运行的重要部分，也是火电厂建设过程中不可忽视的一部分。
随着电力系统对节能减排的要求越来越高，我国的火力发电承受量也将会逐渐向高參数、大容量的方向迈进，就现阶段来说，我国目前新投产的火力发电机组开始提高至1000MW，一旦成功生产就会为我国的火力发电厂工作提供更大的便利，但是随着火力发电机承受容量的的增大，这就对四大管道的机械性能和耐高温等方面提出了更加严格的要求，只有这样才能有效保障火电厂发电机的运行安全性。
然而近几年由于国家对国产管道的管理强度增加，使一些生产厂家的经济效益严重损失，部分生产厂家开始利用国产管道冒充国外的品质管道，这就为相关电力企业的生产发展带来了严重的安全隐患。
针对这种情况国家也相继出台了一系列政策来打击假冒进口管道的生产厂家，并强调了对火电厂四大管道质量管理的重要性，因此，本文从采购、验收、钢印、检验以及加工等环节对四大管道的质量管理进行了简单的分析。
1采购在管道的采购环节最重要的一环就是要明确管道的供货厂家，到目前为止世界上公认的四大管道生产合格的厂家主要为美国威曼高登锻造有限公司、意大利达尔明集团、EEW公司等，并且根据管道型号、性质的不同，其也会由不同的公司进行生产[3]，例如：一些主蒸汽、高温再热蒸汽管道以及直径较大的主给水管道主要由美国的威曼高登公司或是瓦卢瑞克集团进行生产;一些中小口径的管道主要由意大利达尔明集团或日本公司进行生产;另外由于低温再热蒸汽管道的特殊性，其需要利用直缝焊接的工艺焊接钢管，所以大多数的此类管道会由EEW公司进行生产。
火电机组四大管道国产化 PPT
国产P91钢管的化学成分均符合ASME SA-335M的要求，且 与住友P91钢管的化学成分差别不大 。
4.1.2、非金属夹杂物、显微组织和晶粒度
国产钢管的显微组织为回火马氏体组织，晶粒度处在7.5-9.5 级之间，一些产品不仅可以达到日本住友8.5-9级的水平，甚至 可以更细。晶粒越细，有利于提高材料的抗蒸汽氧化性能。
2、四大管道的选材
四大管道是电厂系统的重要组成部分，材料选择不当，可 能造成电厂降参数运行，影响经济效益，严重者会带来安全问 题。而考虑过大的设计裕量，会造成不必要的浪费。结合四大 管道材料的应用和发展现状，介绍四大管道选材的基本要求。
超超临界火电机组四大管道：
主蒸汽管道 再热蒸汽管道热段 再热蒸汽管道冷段 高压给水管道
工艺优点：以周期锻轧的方式生产钢管，具有锻轧的特性，轧 管机最大延伸系数为8，这种变形工艺方式可以确保钢管内在质 量，壁厚范围大，产品种类多，生产规模也较大。
不足：生产时变形为间断式，钢管表面质量和尺寸精度不高。
攀成钢、四川三州、衡阳华菱钢管分别拥有一条Ф508mm、 Ф630mm、Ф720mm皮尔格周期轧管机组。
4.1.5、高温短时拉伸性能
图1：国产和住友P91钢管的高温短时屈服强度
国产钢管的高温短时屈服强度均符合GB 5310的要求。国产 钢管在100-450℃的屈服强度与住友钢管处于同一水平，国产 钢管在500-650℃的屈服强度略高于住友钢管。
4.1.6、高温持久强度
图2：国产和住友P91钢管600℃的持久强度试验曲线
国内四大管道主要采用的制造工艺：垂直热挤压，周期式轧制， 冲孔拉伸、锻造镗孔。
3.1、垂直热挤压
采用垂直热挤压机生产四大管道用大口径厚壁无缝钢管是工 业发达国家传统的，成熟的工艺方法。
火力发电厂四大管道安装前检查重点分析及建议
火力发电厂四大管道安装前检查重点分析及建议摘要:结合对多个电厂四大管道检查验收工作中发现的问题，对产生问题的原因进行了分析，并提出了四大管道安装前应注意的事项和检查重点。
关键字：火力发电厂；四大管道；问题；重点分析；建议火力发电厂四大管道包括主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、低温再热蒸汽管道、高压给水管道、给水再循环管道、减温水管道等。
四大管道在安装前进行检查，是对安装质量和运行安全有效的提升，因此有针对的在管道安装前进行检查是有必要的。
一、对某火力发电厂四大管道安装前进行检查发现如下问题1.1四大管道缺陷1.1.1某电厂2台机组四大管道百余处缺陷在某电厂1号机组四大管道进行安装前检查时，发现40根管段有表面裂缝(主蒸汽管道1处，再热冷段管道19处，再热热段管道7处，主给水管道6处），管座边角焊缝半圈和全圈裂缝6处(主给水管线5处，再热热段管线1处），气孔8处(再热热段7处，主给水管道1处)，咬边缘(主蒸汽管道1处，再热冷段管道3处，再热冷段管道10处，主给水管道21处)，根部缺陷超标9处(主给水管道5处，再热冷段管道3处，再热热段管道1处)。
另外，还发现3处再热冷段管道的焊缝两侧熔接线存在超标缺陷，共有6根管段进行了退管处理，并对剩余缺陷进行了实地处理。
由于发现问题很大，2号机组的四大管道配管时，配管厂家委托检验单位在配管厂进行完全检验。
最后，2台机组对4条主要管线进行了400多件次检查，结果表明，300多处存在着缺陷，主要是因为表面开裂，边缘咬伤，根部没有焊透，夹渣严重。
另外，通过对四大管道配管图的会审，我们发现，有管道焊缝间隔设计与规程要求不符、实际管段与图纸设计不一致等。
在对配管厂家进行调查时，我们发现，企业内部的质量保障系统运行不正常，焊接和热处理程序执行不严格，检验工作不细致等。
另外，由于工厂的工作量大，配管厂为了赶工期、节约成本，在没有严格的培训取证的情况下，进行焊接、热处理、金属检验等工作，这些人员上岗作业，导致焊接热处理工作不控制，最后造成了大量的缺陷。
火力发电厂四大管道设计知识介绍
一、火电厂四大管道设计流程
1.4 主厂房内的管道布置，设置支吊架
一、火电厂四大管道设计流程
1.5 管系的各工况应力分析
➢ 冷态安装工况 ➢ 热态运行工况 ➢ 水压试验工况 ➢ 安全阀起跳工况 ➢ 风载工况 ➢ 地震工况
任一工况计算不合格， 就需重新调整各支吊 架的设置，甚至调整 管道走向。
➢ 汽锤工况
二、管道设计的基本知识
2.2 管道设计的基本计算
➢ 管径、流速计算
二、管道设计的基本知识
2.2 管道设计的基本计算
➢ 最小壁厚计算
二、管道设计的基本知识
2.2 管道设计的基本计算
➢ 弯管壁厚计算
二、管道设计的基本知识
2.2 管道设计的基本计算
➢ 阻力计算
二、管道设计的基本知识
2.2 管道设计的基本计算
主要内容
1 火电厂四大管道设计流程 2 管道设计基本知识 3 管道设计与配管加工的关系 4 在配管加工中应注意的问题
三、管道设计与配管的关系
DL/T 5054-2016 火力发电厂汽水管道设计技术规定
DL/T 869-2012 火力发电厂焊接技术规程
DL/T 5366-2014 火力发电厂汽水管道应力计算技术规程
ASME B31.1
…… ……
二、管道设计的基本知识
2.1 管道设计需遵循的基本原则
➢ 满足设计参数的要求
设计压力：管道及管道附件的设计压力，不应低于运 行中可能出现的最高持续（内、外）压力。 设计温度：管道及管道附件的设计温度应不低于管内 介质可能出现的最高工作温度。 材质选择：管道材料的选用必须依据管道的设计参数 （设计压力、设计温度、工作介质类别）、经济性、 材料的焊接及加工等性能，同时选用的材料应具有足 够的稳定性（包括化学性能、物理性能、抗疲劳性能 和组织稳定性等）。
超临界350MW电厂四大管道国产化应用分析
超临界350MW电厂四大管道国产化应用分析李海杰;李传永;米连军【摘要】At present, the four major pipelines of supercritical unit adopt imported product, which brings a series of problems, such as high cost, long purchasing cycle, lack of supervision and control of the pipe manufacturing quality, causing increase of power plant construction costs, long construction period, quality defects before site installation inspection, etc. Through analysis of the chemical composition and performance index of the four major pipelines manufactured by domestic steel mills and survey of the condition of domestically manufactured four major pipelines, this paper provides advice for the localization of four major pipelines for a 350MW power plant unit.%目前超临界机组四大管道采用进口产品带来的一系列问题，如价格昂贵，采购周期长，管道制造过程质量无法监督控制，造成电厂基建费用增加，建设周期长，现场安装前检验发现诸多质量缺陷等。
通过对国内钢厂所生产的四大管道化学成分、性能指标分析及调研已应用国产化四大管道情况，为某350MW电厂机组四大管道国产化提出建议。
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2、四大管道的选材
四大管道是电厂系统的重要组成部分，材料选择不当，可 能造成电厂降参数运行，影响经济效益，严重者会带来安全问 题。而考虑过大的设计裕量，会造成不必要的浪费。结合四大 管道材料的应用和发展现状，介绍四大管道选材的基本要求。
超超临界火电机组四大管道： ➢主蒸汽管道 ➢再热蒸汽管道热段 ➢再热蒸汽管道冷段 ➢高压给水管道
2.1、超超临界机组主蒸汽管道用材的选择
➢P91材料的使用温度已达到极限。由于在610℃的许用应力低，计 算壁厚达到104mm，管道较厚，导致热应力较大，且在现场单道焊 口焊接施工时间长，焊接成本高，同时其经济性也略逊于P92，因 此不建议采用P91作为超超临界主蒸汽管道材料。
➢P122抗蒸汽氧化能力较强，但材料的焊接性能不好，且成分中含 有1%的Cu会促使Laves相的析出和长大，长期组织稳定性最差；
2.1、超超临界主蒸汽管道用材的选择
主蒸汽管道用材的要求 ：
➢一定的高温强度（使用温度下，10万小时的高温持久强度达到 90-100MPa）。 ➢良好的抗蒸汽腐蚀性能 ➢材料的热膨胀系数比较小且导热率较大，以降低管道的热应力 水平。
2.1、超超临界主蒸汽管道用材的选择
主蒸汽管道候选材料 ： ➢ P91 ➢P122 ➢E911 ➢P92
➢国内四大管道主要采用的制造工艺：垂直热挤压，周期式轧制， 冲孔拉伸、锻造镗孔。
3.1、垂直热挤压
采用垂直热挤压机生产四大管道用大口径厚壁无缝钢管是工 业发达国家传统的，成熟的工艺方法。
➢工艺优点：无缝钢管在挤压生产过程中处于三向压应力状态， 工件组织致密；热挤压工艺适合加工难变形金属材料，产品精 度较高，内在质量好，且工艺流程较短。
➢不足：生产设备复杂，厂房较高，投资比较大 。
3.1、垂直热挤压
➢近年来，北方重工、河北宏润重工、青海康泰相继建成了3.6 万吨、5万吨、6.8万吨热挤压机，实现了大口径厚壁钢管制造 工艺的跨越发展和黑色金属挤压技术的重大突破，并且都超越 了原来世界上最大的美国威曼-高登公司的3.15万吨热挤压机。
2.4、超超临界机组高压给水管道用材的选择
➢由于受到烟气露点的限制，空气预热器出口的排烟温度很难做 到低于120℃，因此超超临界机组给水温度仍将维持在300℃左 右。此外超超临界高压给水管道压力只是略高于超临界机组， 目 前 国 内 外 高 压 给 水 管 道 普 遍 采 用 的 EN10216-2 标 准 的 15NiCuMoNb5-6-4无缝钢管仍然适用超超临界机组，不涉及到 新材料的应用。
➢北方重工用垂直挤压工艺生产的P91钢管已向华能平凉、营口、 济宁、白杨河等电厂供货；P92钢管已向南通电厂供货。
火电机组四大管道国产化
1-引言
目录
2-四大管道的选材
3-四大管道的国产化现状及制造工艺
4-国产四大管道材料的性能水平
5-四大管道国产化应用存在的问题及建议
6-结语
-2-
1、引言
➢四大管道是指连接锅炉与汽轮机之间的主蒸汽管道、再热蒸 汽管道热段、再热蒸汽管道冷段、高压给水管道以及相应旁路 管道，主要为大口径厚壁无缝钢管。 ➢四大管道是火电机组的关键部件之一，其造价占投资项目的 5%-8%，其质量对机组的安全运行非常重要。
2.2、超超临界机组再热蒸汽管道热段用材的选择
➢主蒸汽管道选材要求基本相同
➢高温再热蒸汽管道材料选择P91、 P92、P122、E911钢均能 满足要求。
➢同样考虑P122的焊接技术难点和E911的价格问题，国内超超 临界机组基本上只在P92和P91两种材料中选择
2.2、超超临界机组再热蒸汽管道热段用材的选择
➢再热蒸汽温度进一步提高到620℃以上，高温再热蒸汽管道材 料都选择了P92。
2.3、超超临界再热蒸汽管道冷段用材的选择
➢超超临界高压缸排气压力和排气温度受低压缸排气温度的限制， 与亚临界机组相比，变化不大；再热蒸汽管道冷段根据不同机 型的具体情况确定其材料，但不涉及新材料的应用。
➢高压缸最高允许排汽温度低于427℃的汽轮机，再热蒸汽管道 采 用 碳 钢材 料 A672B70CL32 电 熔 焊 接钢 管 ； 排汽 温 度 高于 427℃，采用低合金钢A691Cr1-1/4CL22电熔焊接钢管
➢机组参数特别是蒸汽温度和压力的提高，对超（超）临界机 组四大管道所用钢管的材料性能也提出了更高要求。
1、引言
➢2005年开始，国内多家制造企业联合大型发电集团、 科研院 所和高校，对超超临界机组用P92、P91钢管进行了全面系统的 国产化研制工作。 ➢目前国内已有多家企业具备四大管道产业化的能力，自主研制 的四大管道的性能基本能够满足相关标准的规定和电厂的使用 要求，不少材料已经在电厂获得工程应用。
➢15NiCuMoNb5-6-4就是过去常说的WB36，WB36是德国瓦卢 瑞克-曼内斯曼钢管公司的企业牌号。
3、四大管道的国产化现状和制造工艺
➢随着我国装备制造业水平的提高，制造企业研发能力也大幅提 升，装备水平明显改善，质量管理体系逐步完备，综合素质显 著增强，已有多家企业具备承担超超临界火电机组四大管道国 产化任务的能力。国产四大管道的性能能够满足相关技术标准 要求，并已在国内多家电厂投入使用。
➢E911高温强度比P92和P122低，在经济性上没有优势。
2.1、超超临界机组主蒸汽管道用材的选择
➢P92高温持久强度高，焊接和其它热加工工艺与P91接近，抗 蒸汽氧化能力也能满足要求，且经济上最优。综合技术和经济 因素考虑，超超临界主蒸汽管道材料推荐优先采用P92钢。
➢国内超超临界机组如华能玉环电厂和营口电厂二期等基本上 都选择P92钢作为主蒸汽管材料。
➢高温再热蒸汽的温度较高，但压力较低，采用P91管道壁厚适 中，不会出现高强度材料薄壁管道的焊接问题，在技术上也是 可行的，且经济性也较好。因此建议目前超超临界高温再热蒸 汽管道材料除考虑P92以外，可考虑保留P91材料作为一个选择。
➢国 内 设 计 温 度 为 610 ℃ 等 级 的 高 温 再 热 蒸 汽 管 道 选 用 P91 和 P92的都有。如玉环电厂选择选择了P91作为高温再热蒸汽管道 材料，而北疆电厂则选择了P92。