Неравномерность
тепловосприятия вызвана различиями в теплоотдаче по ширине и высоте
экранов, а в конвективных газоходах также и по глубине газохода
вследствие различного распределения температур и скоростей продуктов
сгорания, переменности теплофизических свойств и термического ускорения
теплоносителя, термогравитационных явлений, эффектов ступенчатого
наброса тепловой нагрузки и т.д. Тепловая разверка является не только
ремонтной, но и эксплуатационной проблемой и ее выявление на ранней
стадии с принятием соответствующих решений может обеспечить надежную
работу поверхностей нагрева как в пределах, так и за пределами проектного
ресурса.
Традиционный подход к идентификации
тепловой разверки путем вырезок металла и определения эквивалентной
температуры эксплуатации по толщине окалины на внутренней поверхности
труб сопряжен с огромными затратами. Более того, этот способ определения
температуры в некоторых случаях требует индивидуальной адаптации
в зависимости от марки стали и водного режима. Анализ статистики
отказов котлов показал, что проводимые вырезки, как правило, не
отражают состояние поверхности нагрева в целом. В большинстве случаев
трубы повреждались из-за кратковременных выбегов температуры, не
оказывающих заметного влияния на скорость окисления металла, или
из-за нарушения сплошности и потери защитных свойств окалины. Существующие
на ТЭС средства неразрушающего контроля (УЗД и МПД) направлены на
обнаружение несплошностей в металле и в силу своей физической сущности
не могут быть применимы для выявления тепловой разверни и профилактики
разрушений труб по тепловому состоянию.
Анализ результатов многочисленных
исследований причин повреждений труб поверхностей нагрева и сопутствующих
физических эффектов позволил разработать новый магнитный метод контроля
за тепловым состоянием металла. Основой метода служат обнаруженное
явление намагничивания при эксплуатации труб экранной системы и
конвективных пароперегревателей и принципы теории вероятностей.
Изучение этого явления показало, что намагничивание зависит от температурного
режима поверхностей нагрева, а изменение магнитных характеристик
обусловлено структурными превращениями в гетерогенных пара- и ферромагнитных
материалах и необратимыми изменениями доменной структуры ферромагнетика
при нагревании и охлаждении в области слабых магнитных полей. Обнаруженное
явление получило название температурного магнитного гистерезиса
(ТМГ) Для технического обеспечения метода создан компьютеризированный
диагностический комплекс МДКС.
Комплекс МДКС - это оригинальная
и единственная технология, позволяющая в ремонтный период неразрушающим
методом оперативно идентифицировать тепловую разверну труб поверхностей
нагрева из углеродистых, низко- и высоколегированных сталей, определить
среднее тепловое состояние элементов и перегретые трубы склонные
к разрушению при последующей эксплуатации, а также обнаружить трубы
с дефектами сплошности окалины. В отличие от классической дефектоскопии
в методе не используются стандартные образцы, что значительно упрощает
контроль. Метод реализуется без применения искусственного намагничивания
труб и без специальной подготовки поверхностей нагрева после штатной
операции котлоочистки.
Комплекс МДКС состоит из выполненного
по конверсионной технологии портативного цифрового магнитометра
МФ-24ФМ, сканирующего устройства и программного обеспечения, а также
может включать портативные компьютер и принтер.
Комплекс МДКС ориентирован на
подготовленных специалистов I и II уровней квалификации по неразрушающему
контролю.
Комплекс МДКС прошел успешные
промышленные испытания на барабанных и прямоточных котлах до- и
сверхкритического давления с различными водными режимами ГРЭС-4,
ТЭЦ-23 и ТЭЦ-26 МОСЭНЕРГО, Кармановской ГРЭС БАШКИРЭНЕРГО, Кузнецкой
ТЭЦ КУЗБАССЭНЕРГО и рекомендован РАО "ЕЭС РОССИИ" для использования
на ТЭС. Применение комплекса МДКС позволяет значительно повысить
эксплуатационную надежность паровых котлов путем корректировки топочных
и теплогидравлических режимов и снижения повреждаемости труб, продлить
срок службы металла, сэкономить средства, связанные с преждевременной
заменой поверхностей нагрева, а также гарантирует проведение контроля
без дополнительного вынужденного простоя котлов. Комплекс МДКС является
незаменимым средством для специалистов, занимающихся эксплуатацией,
ремонтом и контролем металла котельного оборудования.
|