1 概況

沙角發(fā)電總廠C廠3臺機組鍋爐是美國ABB-CE公司生產(chǎn)的亞臨界壓力中間再熱強制循環(huán)汽包爐CC+RR-70，四角偏置同心圓燃燒，配6套正壓直吹式制粉系統(tǒng)，其中原煤倉的容積為1046m³，煤倉內(nèi)徑為7m，煤倉圓筒高24.3m，煤倉錐體高8.62m，每個煤倉儲煤量約800t。

2000年10月，在2號爐B煤斗處有也洞漏煤，后搭架到漏煤處，發(fā)現(xiàn)煤斗處有裂紋。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)1號爐的A、B、C、D、E，2號爐的C、D、E、F，3號爐的A、B、C、E都有相同的缺陷，即煤斗圓筒內(nèi)凹或外凸，鋼板上有明顯的皺折（見圖1）。

圖1 煤斗缺陷示例



2原因分析

通過對2號爐各煤斗的現(xiàn)場檢驗與無損探傷，發(fā)現(xiàn)由于腐蝕造成的筒體減薄較嚴重，如在某些點厚度由10mm變成7.3mm，6mm變成4.26mm等。詳細數(shù)據(jù)見表1。

表1 各煤斗的損傷位置和程度



注：（1）筒體節(jié)級從上往下數(shù)，共13節(jié)。1～4節(jié)壁厚6mm，5～9節(jié)壁厚10mm，10～13節(jié)壁厚12mm。

（2）朝W西、N北（汽機側(cè)）、E東、S南（鍋爐側(cè)）。

（3）損傷程度：I級，小量塑性變形，油漆變形開裂變色；Ⅱ級，宏觀變形明顯，一般為單一變形帶；Ⅲ級，宏觀變形嚴重，為多變形帶交叉區(qū)。

經(jīng)過對煤斗筒體設計、制造、安裝及使用的資料查閱及分析，煤斗筒體采用三維殼單元（SHELL63），整改加筋部分采用三維梁單元（BEAM4），考慮到重力、溫度、風載等因素的影響，對煤位在40%、60%等幾種情況下的煤斗筒體進行對比分析。有關(guān)60%煤位的數(shù)據(jù)見表2。

表2 60%煤位的數(shù)據(jù)

項目

加筋前

加筋后

第四強度理論最大MISE應力/MPa

正常工作加溫度升高10℃最大MISE

應力/MPa

最大形變/mm

筒體重量/t

抗彎剛度/比值

72.8

87.7

2.15

42

1

48.7

67

9.12

45

4

再經(jīng)過有限元分析，發(fā)現(xiàn)筒體抗彎強度較弱，初步分析原因為：腐蝕造成筒體減薄，在臺風，溫度等的作用下，結(jié)構(gòu)局部屈曲。同時，煤斗的變形是在以側(cè)向彎曲力為主，加之一定的軸向壓力作用下的局部屈曲失穩(wěn)。

3 處理方案

按照上面的分析，煤斗整改的思路應該是降低側(cè)向載荷，增加抗彎剛度，在降低側(cè)向載荷實際較難操作的情況下，提出下面這個旨在提高煤斗筒體縱、環(huán)向剛度的整改方案。具體為：在煤斗筒體上部原環(huán)帶之下、下部原筋板之上焊接8條縱向筋板，筋板斷面為12mm×120mm，在筒體一定位置焊接4條環(huán)向板筋，環(huán)筋斷面同縱筋，縱、環(huán)筋板用三角筋板撐護，加筋材料采用Q235A（老標準的A3），焊條采用與加筋材料相應的低氫焊條。 (何望飛 管世強)