《超期服役火电机组寿命评估技术导则(T-SDPEA 0013—2019).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超期服役火电机组寿命评估技术导则(T-SDPEA 0013—2019).pdf（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、ICS 27.100F 23团体标准T/SDPEA 0013-2019超期服役火电机组寿命评估技术导则Technical guide for life assessment of overage service thermal powergenerating units2019-8-20 发布2019-8-20 实施山东省电力企业协会 发布I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14寿命评估步骤及程序.24.1寿命评估步骤.24.2查阅资料.24.3现状检查.24.4关键部件剩余寿命计算.65寿命评估报告.75.1机组概况.75.2现状检查情况.85.3评估结论.8附录 A
2、（资料性附录）机组寿命评估报告格式.9II前言本标准按照GB/T1.1-2009标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写的规则起草。本标准针对山东省超期服役火电机组寿命评估的需要，为规范寿命评估过程中的评估步骤、资料审查、现状检查及分析计算而编写。本标准由国家能源局山东监管办公室提出。本标准由山东省电力企业协会归口。本标准起草单位：国网山东省电力公司电力科学研究院、山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司、山东省特种设备检验研究院有限公司、华电国际电力股份有限公司技术服务分公司。本标准主要起草人：邵明星、岳增武、张广成、菅明健、宋明大、戴家辉、张明贤、赵昆、宫伟基、朱滨、袁帅、孔李洁。本标准
3、首次发布。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至山东省电力企业协会（济南市经十路9777号鲁商国奥城4号楼3层）。1火电厂超期服役机组寿命评估技术导则1范围本标准规定了山东省超期服役火电机组进行寿命评估的基本原则、基本步骤及评估内容。本标准适用于山东省内设计寿命期满350MW及以下火力发电机组的寿命评估，其他机组可参照本标准执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2039 金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法GB/T 15248 金属材料轴向等幅低循环疲
4、劳试验方法GB/T 16507.4 水管锅炉 第4部分：受压元件强度计算GB/T 30580 电站锅炉主要承压部件寿命评估技术导则DL/T 654 火电机组寿命评估技术导则DL/T 940 火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则3术语和定义3.1机组寿命 units life机组或部件在正常服役条件下可安全运行的实际时间。3.2超期服役机组 overage service units运行时间超过发电许可证规定发电时限的机组。3.3高温部件 high temperature components服役温度高于等于400的部件，包括高温集箱、高温管道、高温阀门、高温螺栓等。3.4关键部件 critica
5、l components发生事故时迫使机组产生持续的停运，危及人身安全，修理、更换费用高、时间长的部件。是进行机组寿命评估的主要对象。3.52一般部件 general components发生事故或故障时，可能导致机组性能下降，机组短时间运行一般不会危及人身安全的部件。这类部件损坏时易作更换处理。3.6剩余寿命 remaining life机组或部件在正常服役条件下能够保障继续安全运行的时间。4寿命评估步骤及程序4.1寿命评估步骤寿命评估分为三个步骤：资料审查、机组现状检查、关键部件剩余寿命计算。4.2资料审查寿命评估审查资料见表1。表 1寿命评估审查资料序号资料名称1部件设计资料：包括设计依
6、据、部件材料及其力学性能、制造工艺、结构几何尺寸、强度计算书等；汽水管道系统设计资料。2部件出厂质量保证书、检验证书或记录等。3机组安装资料，重要焊口的无损检查资料，主要缺陷的处理记录，汽水管道安装的预拉紧记录等。4机组投运时间、累计运行小时数。5机组典型的负荷纪录（或代表日负荷曲线），调峰运行方式。6机组热态、温态、冷态启停次数及启停参数，强迫停机和甩负荷、发电机短路、锅炉灭火次数等。7机组事故记录和事故分析报告。8运行压力、温度典型记录，是否有过长时间的偏离设计参数（温度、压力等）运行。9机组历年可靠性统计资料。10机组维修与部件更换资料。11机组历次检修检查资料。12机组未来的运行计划。
7、4.3现状检查机组关键部件及一般部件现状检查的项目见表2。3表 2现状检查项目部件名称检查项目及内容锅炉部件汽包汽水分离器1.抽查筒体表面可见部位，是否有明显腐蚀、结垢、裂纹等缺陷，发现异常时进行无损检测；2.对封头、筒体进行壁厚测量；3.对筒体表面纵、环焊缝以及热影响区进行表面及超声波检测抽查，抽查比例不低于20，抽查部位应以T字焊缝为主；4.对集中下降管、集中给水管管座角焊缝进行100表面无损检测以及超声波检测；5.对分散下降管管座、汽水连接管角焊缝进行表面无损检测抽查，抽查比例不低于10；6.对安全阀管座角焊缝进行100表面无损检测；7.对纵、环焊缝及母材进行金相与硬度检测抽查，纵、环焊
8、缝各不少于一条。主蒸汽管道、再热热段蒸汽管道1.检查管道是否有严重氧化、明显腐蚀、皱褶、重皮、机械损伤、变形、裂纹；抽查直管段和弯头(弯管)背弧面厚度，抽查比例各不少于50%；2.检查管道支吊装置，是否完好牢固，承力是否正常，是否有过载、失载，减振器是否完好，液压阻尼器液位是否正常，是否有渗油现象；3.对管道对接焊缝进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例各不少于50，重点检查与弯头(弯管)、三通、阀门和异径管相连接的对接焊缝及三通本体；对管道弯头(弯管)背弧面进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例各不少于50；4.对管道对接接头和弯头（弯管）进行硬度和金相检测抽查，金相检测抽查比例
9、各不少于20%，硬度检测抽查比例各不少于50%；5.对管道安全阀、排汽、疏水、取样、仪表等管座角焊缝进行100%表面无损检测；6.已安装蠕变测点的主蒸汽管道、再热热段蒸汽管道，核查蠕变测量记录并进行蠕胀测量；7.对管道弯头（弯管）进行椭圆度抽查，比例不少于50%；8.对管道取样进行高温持久试验。再热冷段蒸汽管道、主给水管道1.抽查管道是否有严重氧化、明显腐蚀、皱褶、重皮、机械损伤、变形、裂纹；2.抽查直管段和弯头(弯管)背弧面厚度，抽查比例各不少于20，对主给水管道重点检查调门后管段壁厚减薄情况；3.检查管道支吊装置，是否完好牢固，承力是否正常，是否有过载、失载，减振器是否完好，液压阻尼器液位
10、是否正常，是否有渗油现象；4.对管道对接焊缝进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例各不少于20，重点检查与弯头(弯管)、三通、阀门和异径管相连接的对接焊缝；对管道弯头(弯管)背弧面进行表面无损检测及及超声波检测抽查，抽查比例各不少于弯头(弯管)数量的20；5.对有缝管道纵焊缝进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例不少于焊缝长度的10；6.对管道安全阀、疏水管、仪表管等管座角焊缝进行100%表面无损检测。4蒸汽主要连接管道（400及以上）1.抽查管道是否有严重氧化、明显腐蚀、皱褶、重皮、机械损伤、变形、裂纹；2.抽查直管段和弯头(弯管)背弧面厚度，抽查比例各不少于50；3.对管道对接
11、焊缝进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例各不少于20；4.对管道弯头(弯管)背弧面进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例各不少于弯头(弯管)数量的20；5.对管道对接接头和弯头（弯管）进行硬度和金相检测抽查，金相检测抽查比例各不少于20%，硬度检测抽查比例不少于各焊接接头数量和弯头（弯管）数量的20%。高温过热器出、入口集箱高温再热器出、入口集箱集汽集箱1.抽查集箱表面，是否有裂纹、划痕、沟槽、严重氧化、明显腐蚀和变形等缺陷；集箱与支吊装置，是否接触良好；吊杆装置是否牢固；支座是否完好，是否有明显变形；预留膨胀间隙是否足够，方向是否正确；2.抽查集箱筒体厚度；3.对集箱筒体环焊缝
12、、三通焊缝进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例为筒体环焊缝不少于50%，三通焊缝100%；4.对集箱筒体环焊缝焊接接头、母材进行金相和硬度检测抽查，同级过热器、再热器集箱抽查不少于50%且各不少于1个；5.对集箱吊耳或支座角焊缝进行表面无损检测抽查，同级过热器、再热器集箱抽查各不少于1个；6.对集箱管座角焊缝进行表面无损检测，抽查比例：受热面管座角焊缝不少于5；集箱连接管管座角焊缝不小于50%；安全阀、排汽、疏水、取样、仪表等管座100%。水冷壁集箱、省煤器集箱抽查水冷壁上、下集箱和省煤器入口集箱各不少于一个：1.抽查集箱外表面，是否有明显腐蚀、裂纹或者其他超标缺陷；抽查省煤器入口集箱
13、内部是否有异物堆积；内壁是否有明显腐蚀；抽查水冷壁下集箱排污（放水）管孔是否堵塞；节流圈是否有脱落、堵塞、明显磨损；对内部有挡板的集箱检查内部挡板是否开裂倒塌。2.抽查集箱与支座，是否接触良好，支座是否完好、是否有明显变形；预留膨胀间隙是否足够，方向是否正确；抽查吊耳与集箱连接焊缝，是否有裂纹或者其他缺陷，发现异常时进行表面无损检测；3.集箱封头焊缝、环形集箱弯头对接焊缝进行100%表面无损检测以及超声波检测。减温器抽查过热器各级减温器各不少于一个：1.检查减温器筒体表面，是否有严重氧化、明显腐蚀、裂纹等缺陷；2.对筒体的环焊缝和管座角焊缝进行表面无损检测抽查，抽查比例不低于50；3.检查吊耳
14、、支座与集箱连接焊缝和管座角焊缝表面，是否有裂纹或者其他超标缺陷，发现异常时进行表面无损检测；4.对减温器定位销钉焊缝进行100%表面无损检测；5.检查混合式减温器内套筒以及喷水管，内套筒是否有严重变形、移位、裂纹、开裂、破损，固定件是否有缺失、损坏，固定件连接焊缝是否有裂纹；喷水孔或者喷嘴是否有明显磨损、堵塞、裂纹、开裂、脱落；筒体内壁是否有裂纹和明显腐蚀。6.抽芯检查面式减温器内壁和管板，是否有裂纹和明显腐蚀。高温阀门抽查主蒸汽管道、再热热段管道堵阀，各不少于一个：1.检查阀门阀体外表面，是否有明显腐蚀、裂纹、泄漏和铸(锻)造缺陷；2.对阀门阀体进行100%表面无损检测；3.对阀门阀体进行
15、硬度和金相检测。5高温过热器管、高温再热器管1.抽查管排间距，是否均匀，是否有明显变形、移位、碰磨、积灰和烟气走廊；对于烟气走廊区域的管子，检查是否有明显磨损，发现异常时进行壁厚测量；2.抽查过热器和再热器管，是否有明显磨损、腐蚀、胀粗、鼓包、氧化、变形、碰磨、机械损伤、结焦、裂纹；3对高温过热器、高温再热器进行壁厚、胀粗及内壁氧化皮厚度抽查，抽查比例各不小于5%；4.对高温过热器、高温再热器取样进行金相及常温力学性能检测，各不少于2根。水冷壁、省煤器抽查管子和弯头以及吹灰器、阻流板、固定装置区域管子，是否有明显磨损、腐蚀、氧化，发现异常时进行壁厚测量。汽轮机、发电机部件高、中、低压转子及相关
16、部件1.转子大轴轴颈，特别是高中压转子调速级叶轮根部的变截面R处和前汽封槽等部位，叶轮、轮缘小角及叶轮平衡孔部位，叶片、叶片拉金、拉金孔和围带等部位，喷嘴、隔板、隔板套等部件进行宏观检验，应无裂纹、严重划痕、碰撞痕印，发现异常时进行表面无损检测；2.高、中压转子大轴进行硬度及金相检测，硬度检测部位为大轴端面和调速级轮盘平面（标记记录检测点位置）；3.带中心孔的转子应采用内窥镜、超声波或涡流等方法对转子进行检测，若为实心转子，则对转子进行表面无损检测和超声波检测，若为焊接转子，则对焊缝进行100%表面无损检测和超声波检测；4.低压转子末三级叶片、高中压转子末一级叶片进行100%无损检测。高压汽缸
17、1.检查汽缸表面是否有明显腐蚀、裂纹、铸造缺陷，发现异常时进行表面无损检测；2.汽缸结合面进行100%表面无损检测，重点检查高压汽缸高温区段的变截面拐角、和螺栓孔部位。高温紧固件1.对于M32及以上的高温螺栓进行宏观检查，螺纹表面应光滑，不应有凹痕、裂纹、锈蚀、毛刺和其他引起应力集中的缺陷；2.对于M32及以上的高温螺栓进行100%超声波检测、硬度检测；3.对于M50以上的高温螺栓按照规格和材质至少抽取一件进行金相检测。调门、主汽门1.检查阀门阀体外表面，是否有明显腐蚀、裂纹、泄漏和铸(锻)造缺陷；2.对阀门阀体进行100%表面无损检测；3.对阀门阀体进行硬度和金相检测。高压缸导汽管1.抽查导
18、汽管是否有严重氧化、明显腐蚀、皱褶、重皮、机械损伤、变形、裂纹；抽查导汽管弯头(弯管)背弧面厚度，抽查比例不少于50；2.对导汽管管座角焊缝、对接焊缝进行表面无损检测以及超声波检测抽查，抽查比例各不少于50；3.对导汽管弯头(弯管)背弧面进行表面无损检测，对弯头(弯管)中性区进行超声波检测抽查，抽查比例各不少于弯头(弯管)数量的50；4.对导汽管弯头（弯管）部位进行金相检测抽查，抽查比例各不少于50%；5.对导汽管进行硬度检测抽查，抽查比例不少于各焊接接头数量和弯头（弯管）数量的50%。发电机转子1.转子大轴（特别注意变截面位置）、护环、风冷扇叶等部件进行宏观检验，应无裂纹、严重划痕、碰撞痕印
19、；2.对发电机护环进行超声波检测和硬度、金相检测。6注：历次检验发现缺陷部位应重点检查。4.4关键部件剩余寿命计算4.4.1主蒸汽管道、再热热段蒸汽管道a)壁厚校核管道的壁厚校核按GB/T 16507.4进行计算。b)应力计算管道的内压应力和热应力计算按 DL/T 940进行计算。c)等温外推法材料的恒温持久断裂试验按GB/T 2039执行，试验温度选取部件的服役温度，管道剩余寿命按DL/T 940进行计算。用该方法外推材料某一温度的持久强度时，外推时间应不大于最长试验点时间的10倍。如材料在540的高温持久试验最长试验点时间为1万小时，则该材料的外推时间不应大于10万小时。d)L-M 参数法
20、材料的高温持久断裂试验按GB/T 2039执行，试验温度选取部件服役温度及附近3个温度（通常相差2050），管道剩余寿命按DL/T654进行计算。注：可选用等温外推法或L-M参数法其中任意一种进行剩余寿命计算。4.4.2汽包、汽水分离器a)危险部位的应力、应变分析按照GB/T 16507.4对汽包、汽水分离器的危险部位进行应力分析和计算。危险部位的各个应力分量可以按照GB/T 16507.4给出的应力集中系数进行计算，也可以采用试验或数值计算方法，获得危险部位的交变应力范围及应力幅值。b)计算工况计算工况包括：锅炉冷态启停、温态启停、热态启停、极热态启停、水压试验等，按照锅炉启停的实际工况进行
21、计算。附属容器高压加热器1.压力容器可见部位是否存在裂纹、泄漏、鼓包、变形、机械损伤，支撑、支座或基础是否存在下沉、倾斜、开裂；2.对液位经常波动部位、易产生腐蚀部位、易产生变形及磨损等部位进行厚度测量；3.对筒体纵、环焊缝进行表面无损检测及超声波检测，检测部位应包含T型接头，检测长度不少于对接焊缝长度的20%；4.对安全阀、进水管、出水管管座100%表面无损检测，其余管座进行表面无损检测抽查。除氧器1.压力容器可见部位是否存在裂纹、泄漏、鼓包、变形、机械损伤，支撑、支座或基础是否存在下沉、倾斜、开裂；2.对液位经常波动部位、易产生腐蚀部位、易产生变形及磨损等部位进行厚度测量，最小实测壁厚是否
22、小于最小需要厚度；3.对筒体纵、环焊缝进行表面无损检测及超声波检测，检测部位应包含T型接头，检测长度不少于对接焊缝长度的10%；4.对安全阀、进汽管管座进行100%表面无损检测，其余管座进行表面无损检测抽查；5.对水箱加强圈进行表面无损检测抽查，抽查比例不小于50%；6.对水箱支撑构架与筒体连接焊缝进行宏观检查，发现异常时进行表面无损检测。7c)疲劳寿命曲线汽包或汽水分离器所用材料的疲劳寿命曲线，可按照GB/T 15248由试验获得，以应力-循环周次或应变-疲劳周次表示；也可使用相关标准中的疲劳寿命曲线，如GB/T 16507.4附录A给出的锅筒（汽包）常用钢材的疲劳设计曲线。当由疲劳试验获得
23、的参数进行寿命计算时，应取相应的安全系数后获得疲劳设计曲线，安全系数按照GB/T 30580选取。d）汽包的疲劳寿命评估采用线性累积疲劳损伤法评估汽包及汽水分离器的累积损伤D：miiiNnD1.(1)式中：ni第i种工况下实际循环周次；Ni第i种工况下的设计疲劳寿命。当D0.75时，汽包的疲劳寿命结束。4.4.3高温集箱（高温过热器出口集箱、高温再热器出口集箱）高温联箱在工作中承受疲劳-蠕变交互作用，按下式进行线性累积损伤D的评估：miriimiiittNnD11.(2)式中：ni第i种工况下实际循环周次；Ni第i种工况下的设计疲劳寿命；ti第i种温度和应力下的运行时间；tri第i种温度和应力
24、下的蠕变断裂时间。蠕变疲劳交互作用的损伤界限值与疲劳、蠕变损伤的份额有关，联箱常用钢材12Cr1MoV、12Cr2Mo的疲劳-蠕变交互作用曲线见DL/T 940，10Cr9Mo1VNbN（P91）的疲劳-蠕变交互作用曲线见GB/T 30580。4.4.4汽轮机高压转子a)危险部位的应力、应变分析对机组不同运行工况下的危险部位（一般在调速级附近）用有限元法计算应力和应力幅。b)计算工况疲劳损伤计算工况包括：机组冷态启停、温态启停、热态启停、极热态启停等，按照机组启停的实际工况进行计算。c)疲劳寿命曲线转子材料的疲劳寿命曲线，可按照GB/T 15248由试验获得，以应力-循环周次或应变-疲劳周次表
25、示；部分转子材料的疲劳设计曲线可查阅DL/T 654或相关标准。d)转子的累积损伤计算进行转子的疲劳-交互作用累积损伤计算。e）对于在运行过程中进行过通流改造的机组，对更换后的汽轮机转子进行疲劳寿命和蠕变损伤计算，估算其剩余寿命。5寿命评估报告85.1机组概况机组概况包括：a)机组设备名称、注册编号、服役参数：压力、温度等。b)机组投运时间、累计运行小时数、启停次数等。c)部件材料和规格等。d)机组重大改造、维修等情况。5.2现状检查情况受检部件的名称、数量、检验比例、检验结果、缺陷处理情况等。5.3评估结论评估结论应包括允许运行时间及运行参数。允许运行时间选取关键部件寿命评估计算后的最小小时
26、数除以年平均运行小时数，单位为年。对于母管制运行机组，如果对应的锅炉设计剩余寿命超过10年（设计文件中无设计寿命的按30年计算），在对锅炉进行现状检查合格的基础上，不再对锅炉关键部件进行剩余寿命计算，可直接取用锅炉剩余设计寿命。对于更换汽轮机部件的发电机组，如果更换的汽轮机设计剩余寿命超过十年，在对汽轮机进行现状检查合格的基础上，不再对汽轮机部件进行剩余寿命计算，可直接取用汽轮机剩余设计寿命。9AA附录A（资料性附录）机组寿命评估报告格式表 A.1机组寿命评估结论报告（一）报告编号：项目名称锅炉编号锅炉型号汽轮机编号汽轮机型号发电机编号发电机型号使用单位投产日期运行参数：额定蒸发量t/h再热蒸
27、汽流量t/h给水压力MPa给水温度汽包压力MPa汽包温度过热器出口压力MPa过热器出口温度再热器出口压力MPa再热器出口温度再热器入口压力MPa再热器入口温度累计运行时间h启停次数评估依据该机组历史上的重大问题（重大改造、维修等）：10表 A.2机组寿命评估结论报告（二）报告编号：检验结果资料审查技术资料：锅炉部件汽包（汽水分离器）：主蒸汽管道、再热热段蒸汽管道：再热冷段蒸汽管道、主给水管道：蒸汽主要连接管道（400及以上）：高温过热器出、入口集箱，高温再热器出、入口集箱，集汽集箱：水冷壁集箱、省煤器集箱：减温器：11高温阀门：高温过热器管、高温再热器管：水冷壁、省煤器：汽轮机与发电机部件高、中、低压转子及相关部件：高压汽缸：高温紧固件：调门、主汽门：高压缸导汽管：发电机转子：附属容器高压加热器：除氧器：12表 A.3机组寿命评估结论报告（三）报告编号：检验评估情况与主要问题综述：评估结论：机组剩余寿命为年。允许使用参数最大连续蒸发量t/h再热蒸汽流量t/h过热器出口压力MPa过热器出口温度