什么是現(xiàn)代化大型鍋爐，與工業(yè)鍋爐的區(qū)別是什么

【專家解說】：">工業(yè)鍋爐與電站鍋爐結構各有特點。電站鍋爐參數(shù)更高，結構更為復雜，工業(yè)鍋爐中極少采用的懸吊結構、膜式壁，在電站鍋爐中卻廣泛應用。隨著工作壓力的提高，鍋爐汽化熱所占比例減少，過熱吸熱增加。電站鍋爐在爐膛內布置水冷壁已能滿足蒸發(fā)受熱面的要求，因此不再象工業(yè)鍋爐那樣，經(jīng)常需要有蒸發(fā)對流管束，過熱器則布置得更多，甚至部分過熱受熱面都布置在爐膛內。大容量高參數(shù)鍋爐還布置有再熱器。
對于工業(yè)鍋爐與電站鍋爐的同類受熱面管，其工作環(huán)境會有較大不同，因此產(chǎn)生的損傷模式也不同。工業(yè)鍋爐的省煤器管主要發(fā)生內壁氧腐蝕、外壁低溫硫腐蝕，而電站鍋爐的省煤器管主要發(fā)生外壁磨損。電站鍋爐的水冷壁管可能產(chǎn)生氫脆，工業(yè)鍋爐則不會。
另外，工業(yè)鍋爐與電站鍋爐在設計、制造、檢驗、使用等環(huán)節(jié)要求不盡相同，遵循的法規(guī)標準也有區(qū)別。
(1)設計方面
由于大型鍋爐的規(guī)模及復雜性，以及對安全可靠性和運行性能的高要求，因此在設計上大型鍋爐比中小型鍋爐復雜，電站鍋爐比工業(yè)鍋爐要求高。
①工業(yè)鍋爐通常只作強度計算，設計時主要考慮水循環(huán)系統(tǒng)、最低安全水位、高溫區(qū)T型接頭、管端伸出長度等方面，即從結構上來保證不造成金屬過熱。
②電站鍋爐設計時，除了強度計算(含調峰負荷機組鍋爐的疲勞強度校核)外，還要做熱力計算、壁溫計算、水循環(huán)計算、煙風阻力計算。熱力計算是基礎，強度計算、壁溫計算、水循環(huán)計算、煙風阻力計算等都要在鍋爐熱力計算的基礎上才能進行。對于大型鍋爐而言，熱力計算標準選用都可能影響到爐膛出口煙溫計算值，進而使計算壁溫不準。我國目前尚沒有自己的熱力計算標準，多采用原蘇聯(lián)的標準。
電站鍋爐高溫元件，要綜合考慮管壁溫度、系統(tǒng)阻力、熱偏差、調溫方式和材質等因素。首先必須確保管壁溫度低于鋼材的抗氧化溫度，并保證其高溫持久強度，其次要盡量避免受熱管之間的熱偏差，減少受熱不均、流量不均。再次，再熱蒸汽的對管壁的冷卻能力差，要盡量減小再熱器流動阻力。例如，超超臨界鍋爐上的蒸發(fā)系統(tǒng)，通常要采用專門配套的“內螺紋管”作為水冷壁管子，以保證水循環(huán)安全。
(2)制造和檢驗方面
①工業(yè)鍋爐由于溫度、壓力低，選材單一，材料都是碳素鋼，20鋼的可焊性好，受熱面管子的對接接頭不必做檢查試件。
②電站鍋爐材料多。對于工質為過熱蒸汽的管子，為滿足使用要求一般都采用合金耐熱鋼。有珠光體耐熱鋼，如12CrMoG、15CrMoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB(鋼102);還有鐵素體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼等，如10Cr9Mo1VNb(同SA-213中的T91)和TP304H。這些材料的可焊性差，裂紋傾向大。對在入廠驗收、焊接和檢驗等方面要嚴格控制。
對于使用溫度大于等于450℃的耐熱鋼制無縫管件及所用的管材，還必須提供持久強度數(shù)據(jù)和高溫性能試驗數(shù)據(jù)。JB/T3375-2002《鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則》規(guī)定，按GB5310供貨的鋼管，應增加金相、脫碳、沖擊(厚度≥12 mm合金鋼管)等檢驗項目。
在《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》附錄Ⅰ(焊接工藝評定)中，把合金耐熱鋼歸為3或4類;而《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》(國質檢鍋[2002]109號)把合金耐熱鋼歸為Ⅱ類、奧氏體鋼歸為Ⅳ類。即從焊接工藝和焊工資格方面都對這些材料提出了比碳素鋼更高的要求。
制造這些受熱面管子時，根據(jù)工作壓力、材質、厚度不同，規(guī)定了不同的探傷方法和比例，對下料、坡口加工、焊前預熱、焊后熱處理、合金鋼管及其焊縫的光譜復查等提出了要求。對受熱面管子的對接接頭要切取檢查試件，檢查其力學性能(拉伸、彎曲和必要的沖擊試驗)和金相組織。
(3)使用方面
①電站鍋爐運行和自控水平要求更高
鍋爐的啟動、停運是一個不穩(wěn)定的加熱、冷卻過程。這時受熱面管內的工質流動不正常，冷卻受熱面的能力差，有可能產(chǎn)生管壁超溫。對工業(yè)鍋爐來說，這一問題可能并不突出，但對電站鍋爐而言，其工作溫度就已接近其材料的最高允許工作溫度，鍋爐的啟停必須嚴格按程序操作。電站鍋爐運行中，當蒸汽流量、壓力、溫度發(fā)生變化時，要根據(jù)鍋爐的靜、動態(tài)特性進行人工或自動調節(jié)，調節(jié)的方法更復雜。
②影響電站鍋爐正常運行的因素多
電站鍋爐的爐型、蒸汽參數(shù)、循環(huán)方式、燃料類別、燃燒方式、排渣方式、磨煤機和制粉系統(tǒng)型式、蒸汽凈化方式、氣溫調節(jié)方式(過熱器的面式減溫、噴水減溫)、機組運行方式等對受熱面管的安全性能都有影響。燃料顆粒度、爐膛結構、煙氣速度等都會對受熱面管煙氣側損壞造成直接影響。
(4)遵循的法規(guī)標準
工業(yè)鍋爐與電站鍋爐共同遵循《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》、《鍋爐定期檢驗規(guī)則》、GB9222-88《水管鍋爐受壓元件強度計算》。兩者遵循的法規(guī)標準差異較大:
①工業(yè)鍋爐主要遵循:GB/T16508-1996《鍋殼鍋爐受壓元件強度計算》、GB1576-2005《工業(yè)鍋爐水質》、《熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》、《有機熱載體爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》。安裝適用《工業(yè)鍋爐安裝工程施工及驗收規(guī)范》(小于等于2.5MPa);
②電站鍋爐主要遵循:DL612-1996《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》、DL5000-2000《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》、GB/T12145-1999《火力發(fā)電機組蒸汽動力設備水汽質量》、DL647-2004《電站鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》、DL/T438-2000《火力發(fā)電廠金屬技術監(jiān)督規(guī)程》、DL/T786-2001《碳鋼石墨化檢驗及評定標準》、DL/T551-1994《低合金耐熱鋼蠕變空洞檢驗技術工藝導則》、GB/T13299-1991《鋼的顯微組織評定方法》、GB/T224-1987《鋼的脫碳層深度測定法》和幾種鋼材珠光體球化評定等標準。安裝適用《電力建設施工及驗收技術規(guī)范》(含鍋爐機組篇、管道篇、電廠化學、熱工自動化)和DL/T869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程》。
從適用的標準反映，電站鍋爐涉及范圍更廣，材料、焊接要求更高，金屬技術監(jiān)督在電站鍋爐上顯得非常重