1、鍋爐本體檢測重點
1.1汽包
引進型300 MW機組的鍋爐汽包選材多為13MnNiM054即BHW35，其筒體制造工序大體是厚鋼板鍛制熱壓成型、開坡口、預熱、選擇結507焊材打底，接著先焊接縱縫后對接環縫。繼而開孔打坡r]、預熱、焊接管座角焊縫。1臺1000 t/h級鍋爐汽包焊縫總長約95 m。每道焊縫焊好后及時進行熱處理，中間穿插無損檢測，經整體檢測并消除缺陷。最后進行整體最終熱處理。其工藝通常是：整體均勻加熱至400℃左右，使溫升速率保持≤60℃/h，繼續加熱到( 590+10)℃保溫7.25 h，隨爐冷卻到400℃，再自然冷卻。上述工序和工藝表明，制造過程中任何一個環節都會對最終質量產生影響。如果存在微裂紋等缺陷，在運行過程中，特別是在溫度和應力交替變化的調峰狀態下，更會加速裂紋擴展。縱、環焊縫交界處相對比較薄弱，并且運行中從力學角度考慮，承受內壓的圓筒內部環向應力是軸向應力的2倍。顯然，應在上述薄弱部位檢測可能出現在縱縫或位于熱影響區的軸向、大體平行于縱縫的裂紋。這已為鍋爐檢驗實踐所證實。鍋爐汽包在調峰減負荷過程中如果壓力下降非常快，底部和上部溫差會增加，汽包就會向上隆起。這是由于爐水緊貼汽包底部，底部金屬溫度緊隨飽和溫度，而汽包上部與微過熱蒸汽接觸，其溫度相當。由于蒸汽層的傳熱系數比水低得多，汽包上部冷卻較慢，在壓力下降過程中金屬溫度高于蒸汽溫度，上部與下部溫差加大。如在減負荷不到1h內，壓力從19.4MPa下降到9.7 MPa，從工程熱力學角度來說，汽包下部爐水及汽包底部內壁金屬溫度將從363.15℃下降到308.81℃，而汽包上部與過熱蒸汽接觸的頂部內壁金屬溫度接近363℃，溫度對于時間的變化率就將大于50℃/h。負荷增加過程中壓力增加特快時，會出現相反情況。上述分析表明，由于交變的彎曲應力作用，應注意汽包中部的頂部和底部內壁，尤其是環縫附近溫差；其次，與汽包相連的管道、管子將隨汽包上下移動，如果受到約束或撓性不足，將產生很大拉應力，因此要注意對對接焊縫及管座角焊縫的檢測。如6根下降管道靠中間2根的管座角焊縫及對接焊縫尤其要給予重視。再者，汽包內部的套管及汽水分離裝置的焊縫在檢修時也要注意檢查。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1.2省煤器及聯箱
對于省煤器通常采用SA-210C規格D51 mmX6 mm的管子。人們比較重視磨損及低溫腐蝕等問題。但在調峰兩班制運行的鍋爐上，有資料表明，僅運行7 a進n聯箱及部分管子就不得不予以更新。調峰狀態下，省煤器及聯箱受到交變應力的損傷比其它承壓部件更為嚴重。低谷負荷期間空氣漏入鍋爐，將會引起壓力下降，爐水體積縮小，汽包水位下降。同時，漏入的空氣被加熱到接近飽和溫度，此熱空氣再加熱省煤器，使省煤器及聯箱內部爐水接近飽和溫度。當汽包水位降到一定高度，運行人員便對鍋爐進給水，通常使用給水泵和調節閥，其最小流量較高，得不到抽汽加熱，給水溫度較低，會使省煤器快速冷卻而產生熱沖擊。當鍋爐點火準備重新啟動、并列過程中，省煤器加熱很快，通常接近飽和溫度。此期間鍋爐膨脹，不用進水。當汽輪機帶初始負荷時，鍋爐開始給水，但此時可利用的抽汽熱量很少，所以給水溫度較低，于是發生嚴重熱沖擊。經驗表明，裂紋起始于聯箱壁厚的徑向，并且出口聯箱也有類似損傷，在程度上要輕些。從以上分析可知：應在最接近給水連通管的省煤器進聯箱管孔處進行超聲波探傷或磁粉、著色等表面探傷。根據探傷結果作維修或更換準備。
1.3水冷壁
自然循環鍋爐兩班制運行時，當低谷負荷停爐時爐水可能分層。較冷的水（至飽和溫度以下）沉集于下部回路中，如下部二次風口及以下部位（材質為SA-210℃，規格為63 mmx7 mm，光管）。重新啟動時，較熱爐水上升至爐膛中上部區域（材質相同，規格略有差異，有63 mmx7.5 mm的內螺紋管及光管）。由于自然循環，使得爐膛上方和汽包中較熱的爐水進入爐下方較冷的區域。這種快速溫度變化便產生熱應力沖擊，使管子徑向膨脹和收縮。產生水冷壁管損壞。檢查中還應注意那些與水冷壁相焊接的非承壓部件焊縫及下聯箱是否己出現宏觀裂紋。另外，引進型300 MW機組鍋爐水冷壁下聯箱在材料、規格方面設計選擇上是有差異的。如帶爐水循環泵的強制循環鍋爐四周是下水包，其規格和材料與600MW機組引進型2 008 t/h鍋爐水冷壁下水包(SA-299．D914 mmx95 mm1相類似，在運行3萬h后的實際檢驗中曾發現，安裝焊縫及制造焊縫的宏觀裂紋。調查分析證實，當時限于條件，厚壁件焊接中未能自始至終保持相應的預熱溫度。還發現有一側下水包一端內壁存在多條平行軸向的制造拉痕缺陷。自然循環鍋爐水冷壁下聯箱規格是D273mmx45mm。溫度變化造成的熱應力沖擊將促使材質先天缺陷或制造、安裝中遺留的缺陷及微裂紋的不斷擴展。這些都是檢測中應關注的。
1.4高溫過熱器、再熱器管及聯箱
300 MW機組鍋爐高溫再熱器的規格有D60mm x4 mm等，材料有如下幾種：12CrlMoV、SA-213T91、G102(12Cr2MoWTiB)、SA-213TP-304H, SA-213TP -347H等。高溫再熱器出廠聯箱材料有12CrlMoV．規格有D508mmx30 mm等。材料選擇上也有用SA387D(2.25Cr-lMo)，溫度限額607℃f氧化極限1。而高溫過熱器的規格有D54mmx7.5 mm等，材料選擇上與高溫再熱器管類似，也有選用SA335-P22 (2.25Cr-lMo)，溫度限額607℃（氧化極限、．溫升速率210℃/h等。高溫過熱器出廠I聯箱規格有D609.6 mmxllo mm。材料選用12CrlMoV等．與高溫再熱器聯箱的選材相同或相近。如果材料相同，由于高溫過熱器出口聯箱的計算壓力>高溫再熱器出門聯箱的計算壓力，所以前者的壁厚大于后者很多。這意味著高溫過熱器出聯箱對熱疲勞的敏感性要大得多，應注意高溫過熱器出n聯箱在鍋爐啟動時的溫升速率。對于上述SA335-P22材料．試驗表明，在點火后的0.50～0.75 h期間，聯箱短管上記錄到的溫升速率為：245—310℃/h．蒸汽出口處的溫升速率為220—270℃/h。二者數據的差異是由于當出口汽溫（整體溫度）有變化時，管孔四周材料的溫度變化比聯箱其它部分更快。這種情況使得該局部產生熱應力。在聯箱整體溫度的變化率大到94 ℃/h時．應力就非常高。在兩班制調峰時，這種變化率經常存在．因此材料處于蠕變一疲勞損傷的交互作用。為此。運行中要盡量采取相應措施；應該格外關注聯箱短管及焊縫（包括聯箱簡體及封頭焊縫），進行抽查檢測。
對于過熱器、再熱器等受熱面管子，在兩班制運行中比額定負荷下受到的氧腐蝕要嚴重一些。這是因為而凝結氣體，如空氣在機組負荷較低時漏入較多，由于鍋爐啟停時冷熱交變，疏水閥等部件的密封、填料等反復脹縮，磨損或老化，空氣得以進入系統；夜間停爐時，給水溫度下降，而溶解氧上升，加劇了受熱面的氧腐蝕。有的電廠發現調峰機組過熱器、再熱器內壁氧化層剝落增加，既加重了汽輪機固體顆粒磨蝕，影響汽輪機運行的可靠性，又使管子有效壁厚減薄，降低管子抗蠕變能力。對于金屬監督和檢測。應重視高溫過熱器再熱器的壁厚、蠕脹測量。
1.5減溫器及聯箱
引進型300 MW機組鍋爐的過熱蒸汽和再熱蒸汽方面都設置減溫器。如過熱蒸汽方麗設有三級減溫器，材料均選取12CrlMoV。聯箱簡體規格依次為：D609.6mm x55mm, D426 mm x50 mm, D406.4mmx50 mm。調峰狀態下，減溫器及聯箱受到的熱交變應力非常突出。正常的鍋爐檢驗中也將其列入重點對象。應注意對焊縫進行檢查，必要時，用內窺鏡查看混合式減溫器內部構件損傷或開裂情況。
2、汽輪機一發電機的檢測重點
2.1大軸及中心孔、葉片、護環
引進型300 MW機組汽輪機高、中壓轉子選用的材料有30CrlMoV等，低壓焊接轉子采用25Cr2Ni4MoV鋼，低壓整鍛轉子選用的材料則有30Cr2Ni4MoV等（取代早先使用的34CrNi3Mo)；葉片用鋼的材料選擇有C422 (25Cr12NiMolWIV)、lCr12Mo等；發電機護環用鋼選用新型Mn18Cr18N材料。該鋼種中的Mn、N和C元素能使鋼形成穩定奧氏體，從而使鋼具有無磁性，Cr的加入使其形成不銹鋼，使鋼具有抗應力腐蝕能力。相對早期的Cr-Mn系列護環鋼,Mn.Cr.N元素含量的增加又強化了鋼的基體，Mn.Cr顯著提高了鋼的淬透性，使Mn18Cr18N鋼形變熱處理潛力大大增強，再通過冷變形強化，使新型護環鋼具有高強度、塑韌性及良好的抗應力腐蝕能力。汽輪機轉子在實際運行中，既承受熱應力，又承受高壓蒸汽產生的壓應力、傳遞扭矩產生的剪切應力，自重引起的交變拉壓應力及高速旋轉時葉片、葉輪及轉子質量所產生的離心拉應力等。熱應力和離心力對轉子的疲勞壽命影響較大。
汽輪機兩班制運行時要考慮的問題主要是高、中壓缸內蒸汽溫度與金屬溫度的匹配。有的規定溫差不超過25℃。試驗證明．高壓轉子啟動時表面應力為負值，停機時變為正值，而中心孔則相反。這種附加的應力循環如果達到或超過材料疲勞極限．會造成損傷。所以應利用檢修時對大軸及中心孔（包括發電機中心孔1進行超聲波探傷。轉子及中心孔的原始缺陷往往來自于材質的不均勻性．如鑄件內裂紋、氣孔、疏松等，在鍛造時又未能予以消除。低周疲勞損傷較容易出現在轉子截面有變化部位。而高溫蠕變損傷的威脅多發生在動葉片安裝處及中心孔，尤其調節級及前后承受高應力區域；同時，由于機械應力和環境因素的綜合影響．應注意檢查低壓轉子葉片，特別是末級和次末級葉片。統計表明。低壓缸葉片損壞數量約占全部損壞葉片數量的85%左右，而上述2級葉片損壞數約占低壓缸葉片損壞數的75%;另外，發電機的大、小護環是熱套裝配部件，其損傷機理主要是應力腐蝕裂紋。而氫脆或腐蝕疲勞的發生機率較少。總之，對上述各部位檢查應格外謹慎。
2.2汽缸、汽封
汽缸材料主要根據工作溫度來選用。對于工作溫度小于570℃的高、中壓缸，通常選取ZG15CrlMolV珠光體耐熱鑄鋼。高溫汽封材料常采用lCr18Ni9Ti不銹鋼材料。
帶基荷設計的汽輪機作調峰時由于高溫蠕變、啟動熱應力的沖擊等．其它構件如汽缸、汽封等都會發生裂紋。當凝汽器真空被破壞。冷風從汽封處抽入，若汽封金屬材料與汽封蒸汽溫度間不匹配時，汽輪機汽封便可能產生裂紋。蠕變、熱疲勞（低周）、蠕變一疲勞的相互作用及脆化是汽輪機汽缸損傷的主要機理。汽輪機內缸或汽缸所承受的應力是由內部蒸汽壓力及由啟動、負荷變化和停機所引起的溫度梯度而產生的。熱應力沖擊將引起低周疲勞，穩定運行中蠕變和疲勞的綜合效應及長期處于高溫期間的金屬材料內部的偏析會引起韌性下降。實踐表明，應把檢測注意力集中在高應力區域及鑄鋼件截面變化較大容易形成應力集中的部位，如汽缸噴嘴區域、噴嘴板鑲嵌部分和隔板槽等。
2.3高溫緊固件
調峰兩班制運行對于高溫緊固件，如汽輪機汽缸螺栓的熱應力沖擊是不容忽視的。《火力發電廠金屬技術監督規程》指出：引進大機組螺栓采用20CrlMolNbTiB。近年有的引進型300 MW機組高、中壓缸螺栓采用GH4145/SQ-T6鎳基耐熱合金。據調查，同類機組好幾家電廠都在運行1萬h左右發生了螺栓斷裂情況。該鋼種元素化學成份的百分含量為：N170.00、Cr14.00—17.00、Fe5.00～9.00、Ti2.25～2.75、Nb0.70～1.20、AI0.40～1.00； 而Mg、Co、Si、Mn、Cu、C、S、P、Zr、B均小于0.50%。元素Zr、B是晶界強化元素，AI、Ti等是固溶強化元素。可通過淬火f固溶）處理，使強化相呈極細小的質點析出，鎳基合金的強度和熱強性大為提高。鎳基耐熱合金多用于工作溫度700℃以上的渦輪葉片等結構。對時效硬化的鎳基耐熱合金進行切削加工時。零件表而會發生加工硬化。加工硬化會造成很大的殘余應力，其數值可達294—491 N／mm2。
3、結束語
本文著重闡述了調峰兩班制運行期間對引進型300 MW鍋爐、汽輪發電機組主要設備進行金屬檢測的重點。事實上．其它輔機、附助設備，也會因為頻繁啟停或溫度交變受到損傷及損壞都應引起足夠重視。
3.1調峰兩班制運行己成為300 MW及以上大機組的必然趨勢，其運行中安全、經濟性的最佳選擇有賴于各相關專業的協調配合。補充并完善修訂運行、檢修規程。應堅持開展設備選型選材論證和監造、檢驗，加強技術監督的全過程管理。
3.2運行中比較關鍵的問題在于控制溫度升、降速率。應注意把握全局，統籌兼顧，從事電廠金屬材料工作的人員應切實掌握檢測重點。結合設備實際，從有利于調峰、安全、節能、運行控制等方面綜合考慮開展技術改造和科研立項。
3.3開展疲勞一蠕變相互作用下設備壽命的研究，新材料斷裂機理的研究，厚壁件及異種鋼焊接和熱處理工藝的研究，引進或推廣合金鋼鑄件的現場補焊技術等。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
