材料劣化

材料劣化（精选七篇）

材料劣化 篇1

关键词：主蒸汽管道,角焊缝,材料劣化

0 前言

2009年, 某电厂主蒸汽管道在定期检验的时候在管道支吊架角焊缝处发现撕裂, 针对出现的问题情况进行了一系列的研究。

1 管道概况

a) 管道空视图, 如图1所示。

b) 管系工艺描述:某电厂锅炉主蒸汽管道, 于1988年7月投入使用, 累计运行时间约15万h。该管道自过热器集箱后主汽阀1起, 至主蒸汽母管前主汽阀2止。

c) 管系的基本参数:该管系的设计、操作基本参数见表1管系基本参数表。

2 检验要点

a) 该管道长期处于高温下 (485℃, 15万h) 运行, 可能产生蠕变、材料劣化。在检验中应重点对蠕胀测量;进行硬度检验和金相抽查;对硬度有怀疑的部位, 应进行金相检查。

b) 该管道在锅炉停炉时的冷态到锅炉运行时的热态, 存在较大的温差, 有可能发生管系的变形。在检验中应重点进行支吊架的检查, 对整个管系进行宏观检查, 对水平管段的位移进行测量。

c) 具体检验项目及检验比例见表2。

3 检验结果

2008年10月对该管道进行了全面检验, 按照上述检验要点和项目、检查比例的要求, 检验结果如下:

a) 宏观检验中发现自出口第一个吊架附管部件角焊缝撕裂, 吊架附管部件角焊缝撕裂图现场照片如图2 (a) 所示, 部位图如图2 (b) 所示。

b) 金相检验共检查了12处。

1) 金相检验结果见表3。

2) W1背弧面球化级别为5级, 金相照片见图3, 珠光体区域形态已消失, 碳化物粒子沿晶界分布, 出现双晶界现象。

W2, W3, W4背弧面球化级别为4.5级, 金相照片见图4, 珠光体区域尚保留其形态, 珠光体中的碳化物多数呈粒状, 密度较小, 晶界碳化物出现链状。

H3, H5, Z1, Z2母材和H5热影响区球化级别3.5级, 金相照片见图5, 珠光体区域内碳化物已分散, 碳化物呈球状, 但仍有的区域保持原有形态。

H3, H5焊缝和H3热影响区球化级别3级, 金相照片见图6, 珠光体区域内碳化物已分散, 碳化物呈球状, 但仍有的区域保持原有形态。

c) 本次全面检验其他检验结果见表4。

4 问题及问题分析

a) 存在问题:本次检验发现该管道主要存在以下两个问题:

1) 自出口起第一个吊架附管部件角焊缝撕裂;

2) 材料已发生不同程度的球化, 其中弯管球化最严重。

b) 问题分析:1) 金属材料长期在高温和较高应力状态下, 如果维持总变形量不变, 随着时间的延长, 应力逐渐降低的现象称为应力松弛。在松弛过程中, 虽然总变形不变, 但弹性变形将逐渐转变为塑性变形, 从而使材料中的应力随时间而降低。因此, 金属材料的松弛过程, 实际上就是金属材料在高温下弹性变形转变为塑性变形的过程[1]。

吊架附管部件材质一般为低碳钢, 管道材质为低合金钢, 在高温下均产生应力松弛现象。对于低碳钢, 塑性应变速度与应力呈线形关系, 在不同总应变时的图线斜率近于相等。但对于低合金钢, 塑性应变速度与应力的关系可分为两个阶段。在松弛的第一阶段, 塑性应变速度不仅与应力有关, 而且与总应变有关;在松弛的第二阶段, 塑性应变速度仅与应力有关, 而与总应变无关[1]。由此可见, 由于附管部件与管道的材质不同, 在高温下应力松弛时的塑性应变速度不同, 从而造成这二者之间变形不协调而形成撕裂裂纹。

2) 该管道材质为12Cr1MoV, 为珠光体钢。这种钢的正常组织是由珠光体晶粒与铁素体晶粒组成。珠光体晶粒中的铁素体及渗碳体是呈薄片状相互间杂的。而片状珠光体是一种不稳定的组织, 其中的渗碳体有自行转变成球状并聚集成大球团的趋势。这种球化过程是以扩散为基础的, 当温度较高时, 原子的活动力增强, 扩散速度增加, 片状渗碳体便逐渐转变成球状, 再逐渐聚齐成大球团。这种现象即称为珠光体的球化[1]。

珠光体球化对材料高温强度的影响是很大的, 它加速了高温承压元件在使用过程中的蠕变速度, 减少了工作寿命, 导致钢材在高温和应力作用下的加速破坏[1]。

5 结论

使用单位对球化最严重的弯管进行了更换, 对球化不太严重的直管未更换, 但采取了相应的监控措施, 如结合每次小修进行金相和硬度检验等。

参考文献

绝缘子劣化的认识 篇2

1 影响绝缘子劣化的因素

(1) 温度对绝缘电阻影响很大, 温度升高时绝缘电阻就会降低。因为温度升高, 绝缘介质的极化加剧, 绝缘性能就会下降。绝缘电阻变化程度与温度变化程度和绝缘材料的性质、结构、组成、工艺、运行条件、外部环境等有关。

(2) 湿度对绝缘子表面泄漏电流的影响较大, 绝缘子表面一旦吸附潮气、水珠, 就会在表面形成水膜层, 使其绝缘电阻显著降低。

(3) 绝缘子在受较强机械力作用, 或振动过久就会形成裂纹造成劣化。

(4) 瓷绝缘子热胀冷缩物理特性明显, 因此冷热变化过快也会造成其劣化。

(5) 铁件在绝缘子上产生电腐蚀, 或氧化物流到瓷表面也会造成劣化。

(6) 绝缘子在雷击过电压或操作过电压时会直接击穿。

(7) 绝缘子本身质量不好, 或者在运输、施工过程中损坏, 在外力作用下破损, 以及内部存在缺陷等原因, 都可能造成绝缘子在运行中击穿。

2 防范绝缘子劣化的措施

(1) 瓷绝缘子劣化防范措施。在新安装瓷绝缘子时要认真进行外观检查, 用5 000 MΩ绝缘电阻表逐片测量, 对电阻值低于500 MΩ的绝缘子坚决不用。运行中的绝缘子应加强定期监测, 投运后也应定期进行试验, 发现零值和低值绝缘子必须立即更换。加强对瓷绝缘子污秽监视、定期清扫。

(2) 玻璃绝缘子劣化防范措施。加强定期监测, 做好防污工作。防止在遭受雷击、操作等过电压时, 产生的电弧烧损、烧断挂件引起线路事故。

发动机油的劣化及其规律 篇3

1 发动机油的劣化及其对发动机的影响

发动机油劣化的主要形式有:氧化变质和污染变质[1]。氧化变质的主要原因是摩擦产生的热和燃烧室传出的热量导致润滑油的温度升高, 温度越高发动机润滑油的氧化速度越快, 变质的生成物主要有硫化物和硝化物以及水、燃料对发动机油的稀释。温度每升高10℃, 发动机油的氧化速度就会增加一倍。污染变质主要原因是磨料污染物。通过曲轴箱进入机油中的尘土和发动机正常磨损产生的金属磨屑, 燃料燃烧产生的水蒸气、酸性物质、未燃烧的燃料进入曲轴箱和机油中, 其他污染物等。发动机油的劣化及其对发动机的影响见表1。

2 使用因素对发动机油的影响

2.1 行驶里程对发动机油的影响

行驶里程对发动机油的劣化有较大影响, 发动机油的劣化主要表现在机油中硝酸酯的生成物含量。硝酸酯的含量越高, 发动机油的劣化越严重。图a所示为汽车行驶里程与机油中硝酸酯含量的关系。

与普通车的行驶状况相比, 出租车和警车使用的润滑油劣化速度要更快些, 普通车的润滑油使用寿命范围很宽, 最短的为15000km, 一般是在苛刻的条件下;寿命长者可达30000km。

2.2 使用温度对发动机油的影响

发动机油的使用寿命长短与发动机油的温度有关。在80～100℃范围内发动机油的劣化速度比较缓和, 高于或低于此温度范围, 都将导致发动机油的加速劣化[2]。警车用油寿命特别短的原因是经常启动发动机后来不急预热立即出发, 油温还没有升高前的短距离行驶等。发动机的油温超过80℃时, 混入的水和未燃的燃料等由于蒸发而明显减少, 所引起的机油劣化影响降低;发动在低于某一温度时, 燃烧生成的水易于混入机油, 加剧劣化速度;长距离追逐犯人时也经常伴随高温高速行驶等, 机油温度越高劣化的速度越快。

3 实验结果分析

以模拟通常行驶的发动机台架试验为例。第一阶段的行驶距离为15000km, 与现在推荐的油品使用周期几乎一致。这个阶段换油, 发动机油的初期性能基本能保持完好。此时间的长短是以硝酸酯浓度判定油寿命 (30000km) 的二分之一 (与不溶物生成时的时间一致) 。还表示出抗氧剂消耗后约15000km的相当长的时间内, 清净分散剂的抑制不溶组分成的第二阶段油, 意味着其寿命到了清净分散剂的功能完全丧失阶段。事实上, 不溶组分如果不生成, 发动机完全可以运转。但是, 在抗氧剂殆尽的第二阶段, 氧化劣化已不能得以控制。苛刻的行驶条件下, 例如, 低油温的短距离行驶、高油温长距离行驶的场合, 发动机油会急速劣化, 不溶组分的快速生成会导致机油寿命终止。

氧化情况。发动机油在工作过程中, 受到高温、高剪切作用, 并与空气接触而被氧化, 导致油品变质。润滑油的氧化产生一些列的化合物, 根据氧化物中官能团 (C=O) 在红外光谱分析中吸收峰位于1720cm-1附近, 因此选择中心位于1720cm-1附近吸光度的最大值 (ABS) 与油膜厚度的比值来表示发动机油的氧化值。

发动机油的氧化是由于在高温、高剪切作用下产生了游离基而引起的, 游离基与氧反应产生了过氧基, 过氧基与其他分子反应产生过氧化氢和游离基;过氧化氢进一步分解产生氧化游离基和过氧基;连锁反应的结果是生成醇、醛、酮、羧酸和盐类的混合物, 最后进行缩合反应, 生成了油泥和漆膜, 同时使粘度增大。发动机油中有一定量的抗氧剂, 在发动机油使用初期, 由于发动机油里面的抗氧化剂使过氧化物分解, 得到稳定的化合物, 还捕捉游离基, 所以发动机油的氧化值增加比较缓慢, 但随着发动机油中抗氧剂的消耗, 这种分解过氧化物、捕捉游离基的能力就越来越弱, 以至于最后丧失这种能力。在试验过程中, 样车使用的是新机油, 参比车使用的是新油和用过的油按一定比例参合的机油 (以下同) 。可以看出, 发动机新机油抗氧化能力比参比油好;参比车从10000km后其氧化值急剧变化, 说明参比油已经丧失了抗氧化能力。从另一个方面也说明了油品中抗氧剂已经消耗尽。

硝化情况。硝化物的存在也将促使漆膜和油泥等高聚合氧化物的生成[3]。根据硝化物中官能团 (NOX) 在红外光谱分析中吸收峰出现的位置, 在红外光谱图中, 硝化物的特征吸收峰位于1630cm-1附近。因此选择中位于1630cm-1附近吸光度的最大值 (ABS) 与油膜厚度的比值来表示硝化值, 如图1、图2所示。

硫化值。硫化值是由于燃料及润滑油中含硫, 经氧化生成SOX, 这些都是强酸, 初期能与清净分散剂作用生成硫酸盐。根据硫化物中官能团 (SOX) 红外光谱分析中吸收峰出现的位置, 在红外光谱图中, 选硫化物的特征吸取峰位于1150cm-1附近。因此选择中心位于1150cm-1附近吸光度的最大值 (ABS) 与油膜厚度的比值来表示硫化值, 如图3、图4所示。

可以看出, 在试验过程中, 新机油硫化值变化比较平缓, 参比油在10000km之前硫化值变化也比较平缓, 10000km之后硫化值急剧变大。

4 结束语

发动机油在使用过程中劣化的致因主要有自身的氧化和污染两个方面。发动机油的污染包括磨料、燃烧副产物、水及燃料的稀释等。

发动机油劣化规律与汽车的行驶里程、使用状况及发动机油的使用温度对油品的劣化及其使用寿命有密切关系。

摘要：发动机油对于较少发动机的磨损, 提高运行效率, 延长其使用寿命具有很大影响。然而发动机油的使用性能指标会随着车辆行驶里程的增加而发生劣化。因此, 研究发动机油劣化的原因和规律, 对于延长换油期有重要意义。本文阐述了机油品质、发动机工作温度、混入磨料等对发动机油劣化的影响, 分析了机油劣化原因, 劣化生成物和机油性质的变化及其对发动机的影响。并研究了发动机油的变化规律。

关键词：机油,劣化,规律

参考文献

[1]孙凤英, 强添纲.汽车运行材料.北京:人民交通出版社, 2007, 54~57

[2]张红革.用红外光谱分析车用油的氧化情况[J].润滑油:2003, 18 (1) :22-48.

陡河水库水质劣化因素分析 篇4

1 诱使陡河水库藻类爆发的不利因素

1) 引滦水水量减少。为解决陡河水库水源不足的问题, 80年代在滦河上游修建了引滦枢纽工程, 现已成为陡河水库的主要水源来源之一。滦河上游修建了9座大、中型水库和206座小型水库, 总库容达5亿m3, 并修建了大量的拦河坝和其它小型蓄水工程。灌溉面积近10万km2, 加上沿河城镇工业用水量逐年上升, 因而拦截了大量的上游来水, 造成干旱年份潘家口水库来水量减少, 无法满足陡河水库的用水要求。2) 引滦水水质下降。随着经济活动的开展, 滦河流域内工矿企业、城镇废污水大量排入河道、水库, 加上化肥、农药大量使用, 导致滦河水资源污染日趋加重。上游城镇的工业废水和生活污水基本没有经过处理, 直接排人河道。在枯水期, 人库水量水质明显下降, 有时上游断面达到V类水以下标准, 对引滦水质造成极大的威胁。3) 电厂温排水导致水库温度升高。1976年陡河电厂建成, 以陡河水库作为它的冷却池。陡河水库年均水温19.3℃, 比自然水体高2.1℃。夏季电厂最高排水水温达到42℃。6~9月上旬约有20~30%的水面, 平均水温在32~33℃以上。水体增温能使水体藻类水质灾害程度加深, 原因主要有两方面:其一, 增温可促进有机物的分解, 使水中无机盐浓度增高, 同时又使水中溶解氧下降, 增加底泥中N、P的释放;其二, 增温使水中的浮游植物繁殖加快, 数量、生物量明显增加, 尤喜温的蓝、绿藻等异常增加易形成水华。4) 库内渔业生产。在水库上游周边.一些群众发展水产养殖, 随着渔业养殖规模的快速发展, 其对环境的破坏作用也逐渐显现, 特别是人工配合饲料的大量使用, 饲料中营养盐一部分被鱼类吸收, 随鱼体而离开水体, 另一部分被水溶出直接进入水体, 沉积在水库底质中, 造成二次污染。另外, 由于投饲技术和投饵设备的使用不合理等原因, 也会造成过量投饵, 破坏水质。营养物质含量的升高会引起藻类大量繁殖, 甚至造成水华现象的发生。5) 底泥积累。底泥是湖泊水库的重要组成部分, 大量营养物质从上游进入水库, 流速降低, 大部分污染物质便随着泥沙沉降下来, 进入底泥。污染物质 (包括氮、磷) 又逐渐从底泥中溶解出来, 进入水中, 从而构成了水库的“内源污染”。陡河水库水深仅为3m左右, 风生流是面大水浅型水库的主要掺混动力。在风生流的作用下, 水库内水体能够充分掺混, 有利于库内水体、大体与底泥之间的物质交换, 有利于底泥中的污染物质进入水体。6) 陡河水库上游依然存在点源及面源污染。引滦入唐工程每年可给唐山市陡河中下游输水5~8亿m3, 但同时也将大量的营养盐物质引入了陡河水库。陡河水库沉积物和营养盐质量浓度值都存在自水库上游到下游的梯度变化特征, 同时从水库入口到出口呈递增趋势。从水库上游输送来的污染包括点源污染和面源污染。点源污染主要是陡河上游承纳的工矿企业废水。目前, 陡河上游项目区内生产石灰、水泥、煤炭、钢铁、电力等各种厂矿企业较多, 有的将弃渣废水直接排入河道。面源污染包括村庄面源和农田面源。随着人口数量增加和畜牧业发展, 居民生活和建筑垃圾日益增多, 村庄人畜粪便一经大雨冲刷就会排入河道, 一些群众用河水洗涮衣物, 甚至将各种垃圾直接投入河道。农业面源污染也十分严重, 河道周边农田大量施用化肥、农药, 土壤耕作层化学污染物逐年增加, 大量污染物质在雨季进入陡河水库。

2 陡河水库水质灾害评价

陡河水库自身蓄水能力较小, 主要依靠引滦河水, 承担着唐山市工业、农业、居民生活用水及防洪的水库。由于滦河流域经济的发展, 滦河承纳的污染物质逐年增加, 从而引滦水质较过去恶化。由于自然气候条件的变迁, 滦河可供给的水资源量明显减少, 陡河水库蓄水的保障率下降。因此在干旱时期, 陡河水库难以从滦河调水补给, 水库水量减少, 营养物质浓度升高。加上陡河电厂的温排水的温升效应, 陡河水库常年平均水温高于自然水体, 从而导致水库藻类生长繁殖加速。目前, 陡河水库营养物质含量处于中营养水平, 接近富营养水平。库内生长的藻类也基本具备了富营养化藻类种群的特征, 因此, 陡河水库存在藻类爆发水质灾害的可能。

3 预防陡河水库水质灾害的宏观政策措施

3.1 实施污染物总量控制, 加大污染治理力度

建议科学测定陡河上游水体的所能够承载的纳污总量, 实行水功能区制度。控制排放污染物的总量。实行源头治理, 从而加强对污染源的控制。包括减少农村畜禽养殖的污染, 推行循环经济, 推广可再生能源的利用, 科学处理农村生活固废垃圾。

3.2 严格实施水源地分级管理制度

按照唐山市人民代表大会常务委员颁布实施的《唐山市陡河水库饮用水水源保护区污染防治管理条例》, 建立陡河水库及以上流域组成的饮用水源地保护区;制定和实施水源区水质保护规划, 调节保护区产业结构、种植结构和种植方式, 综合治理点面污染;制定和实施水源区水土保持规划、综合绿化规划, 提高保护区内水量涵养能力。

3.3 全面推进节水型社会建设, 节约水资源

陡河水库自身蓄水能力较弱, 基本上靠引滦水补给。必须全面推进节水措施, 节约水资源。加大节水技术研发推广力度, 积极推广工业、农业节水技术和方便居民生活的节水器具。抓好雨水、再生水、矿井疏干水、海水等非常规水源的开发利用。

3.4 禁止生产、销售和使用含磷洗涤剂

磷是陡河水库藻类生长的关键因素。在我国, 洗衣粉产品中含有17%左右的三聚磷酸钠, 磷含量为4%, 是湖泊水体磷元素的重要来源。根据分析, 太湖水体磷负荷中16.1%来自含磷洗涤剂使用后的污水排放, 因此, 禁止生产、销售和使用含磷洗涤剂, 能够明显降低陡河水库的磷负荷。

3.5 规范农田化肥、农药的使用

浅谈热电偶的劣化 篇5

1. 铂铑10—铂热电偶。

铂铑热电偶的性能稳定, 但在1400℃以上的温度下长期使用, 铂要发生品粒长大的现象, 这不仅使强度降低, 而且使微粒边界污染的可能性增强, 因此, 铂铑10—铂热电偶的长期使用温度一般不超1400℃。

铂铑10—铂热电偶在400℃~850℃范围内的空气中, 其表面就开始氧化, 随着温度的升高, 氧化物开始挥发, 但此过程进行得十分缓慢, 因此铂铑热电偶可以在高温氧化气氛中使用, 但在真空条件下, 铑式铂形成氧化物之前就开始蒸发, 并且蒸发的铑极易污染纯铂, 改变其热电特性, 故在高温下不宜在真空中长期使用。

在高温下, 氢可以渗透所有的保护管, 当温度大于1100℃时, 铂同氢反应使铂的熔点下降250℃~300℃。卤素气体与铂的反应是众所周知的。

在还原性气氛中使用的问题是由于Si O2的存在, 即使用优质的绝缘材料中, 也经常含有微量的Si O2。在1500℃以上的高温下, 当气箱中有CO、H2存在时, Si O2将被还原成Si O, 其化学反应式如下:

在高温下氧化硅为气态, 通过自身的气相迁移, 附着在较冷的铂丝上, 发生化学反应式:

被还原出来的硅可与铂形成多种熔点低的金属化学物如:pt5Si2、pt2Si、pt Si, 其中pt5Si2的熔点仅为830℃, 热电偶丝常在其绝缘管接头处断线, 往往是由于Si O2沉积造成的。

含硫、磷的气体对铂铑热电偶劣化的影响极大, 在含磷的蒸气中, 到500℃的铂就变成非常脆的化合物。铂中含磷0.001%时, 就使铂延伸率下降, 含磷达3.8%时, 会使铂在588℃熔断。硫的作用与磷相似, 重油中约含0.5%的硫, 在烧油炉中应用时, 要加以保护才可以使用。

当铂铑热电偶与其他金属式非金属直接接触时, 其他的金属式非金属原子可以扩散到铂铑热电极的内部, 这种污染将改变热电偶的热电特性。另外, 铁杂质对热电偶的稳定性起着重要的影响。

2. 镍铬—镍硅 (铝) 电偶。

这是一种便宜金属热电偶, 可以在空气中长期使用, 在氧分压较低的情况下, 镍铬电极丝中的铬要发生选择性氧化, 氧化后在其表面上出现绿色的氧化层, 通常称为“绿蚀”。在高温下, 随着铬含量的降低要引起热电性能的改变, 成为该种热电偶长期使用的限制因素。所以在氧分压比较低的情况下, 只能短期使用, 如果在隋性气体中使用的镍铬—镍铝丝表面上有氧化层时, 也会为铬的优先氧化提供足够的氧, 因此, 在非氧化性气氛中应该使用干净、抛光的热电偶丝。假如热电偶保护管比较细, 由于空气循环不良, 造成缺氧状态, 残留的氧为铬的选择性氧化创造条件, 因此可以用增大保护管直径的办法增大空气供给量, 从而阻止劣化。

镍铬—镍铝热电偶在氧化气氛中, 可形成Ni O和Cr2O3的致密的氧化膜, 防止进一步氧化, 因此可以在空气中长期使用, 长期使用后的热电偶测得温度比实际偏高。当热电偶在还原性气氛中应用时, 将会产生较大的负偏差, 即测得值比实际温度低。误差大小取决于还原气体的组成和含量, 建议不在含H2、S、CO、CO2气氛中长期使用。

高压汽包锅炉水质劣化的判断 篇6

当凝汽器泄漏时, 凝结水、给水及炉水质量都会发生变化, 可由化学的化验监测发现, 根据测试结果综合判断。下表为大庆油田热电厂2009年9月14日#3机凝汽器泄漏时的各种水质变化:

1、凝结水变化规律: (凝结水水质劣化前后系统运行方式不变, 化学补给水水量始终为60吨/小时, 补给水水质在规定范围内, 并保持基本稳定。)

2、给水变化规律: (给水系统运行方式相对保持稳定)

3、炉水水质变化规律: (期间磷酸盐加药泵稳定运行, 锅炉负荷相对稳定, 连续排污量为6.4吨/小时。) 由上述水质的变化规律可得出如下结论:

1、凝汽器泄漏首先直接反应为凝结水含钠量、碱度和PH值的升高。与此同时, 给水相应的水质也随之变化, 其变化规律与凝结水水质变化规律相同。2、凝结水水质劣化后, 炉水的含钠量、碱度和PH值逐渐上升。在加药 (Na3PO4·12H2O) 及排污不变的情况下, PO43-离子略有下降。炉水Si O2开始无明显变化, 随着时间推移, 亦呈现上升趋势。如果维持PO43-不变, 在锅炉排污不变时, 磷酸盐用量可成倍增长。炉水水质劣化达十小时后出现混浊。

3、由于凝汽器泄漏, 使循环水中的碳酸盐混入凝结水, 进入热力系统。由于水温的不断升高, 发生了下列反应:

反应中生成的CO32-使炉水酚酞碱度及甲基橙碱度都有明显上升, 但劣化前后酚酞碱度与甲基橙碱度的关系几乎不变, 即JD酚酞≈1/2 JD甲基橙。

4、进入凝结水中的碳酸盐硬度受热后大部分形成了Ca CO3和Mg (OH) 2沉淀, 其余少部分与PO43-离子作用形成了蛇纹石水渣, 使PO43-离子略有降低。凝汽器泄漏处理前应先检查外部有无劣化水源进入, 然后再查找凝汽器本身。并根据泄漏程度确定运行中堵漏还是降负荷亦或停机处理。对质量不合格的凝结水逐渐排掉, 加大优质除盐水的补充量, 加大锅炉的连排或定排量, 如最近几次出现的凝汽器泄漏, 化学定排就由原来的单日后半夜定排一次改为每班定排一次, 从而防止机组腐蚀、结垢和积盐。

二.磷酸盐"隐藏"现象的判断。磷酸盐"隐藏"现象经常发生在超高压汽包炉中。当"隐藏"现象发生时, 首先是炉水水质发生变化, 若不防止将影响到蒸汽、凝结水和给水的质量。磷酸盐"隐藏"现象, 同样可由化验测定来发现。

大庆油田热电厂#1炉曾于2005年2月2日先后两次出现过该现象。下面以磷酸盐"隐藏"现象为例, 对炉水中出现的症状进行判断。下表为现象发生过程中, 锅炉加药及排污不变时, 炉水水质的变化:

磷酸盐"隐藏"现象发生时的炉水水质变化与凝汽器泄漏时的水质变化有相同及不同之处:1、相同点:炉水水质劣化时, 其PO43-离子都呈现出下降趋势, 而碱度、PH值及Si O2含量则呈上升趋势。

2、不同点:出现"隐藏"现象时, 炉水PO43-离子迅速下降, 并且幅度较大;由于游离Na OH的出现, 炉水的酚酞碱度与全碱度的关系由劣化前JD酚酞≈1/2 JD甲基橙变成JD酚酞>1/2 JD甲基橙;"隐藏"现象出现后, 炉水PH值趋于缓慢上升。磷酸盐"隐藏"现象的炉水PH值有别于凝汽器泄漏时的炉水PH值。两者相比, 前者PH值升高的幅度小, PO43-离子降低的幅度大, 后者PH值升高的幅度大, PO43-离子降低的幅度小。

实际运行观察, 当发生磷酸盐"隐藏"现象时, 除炉水水质劣化外, 蒸汽、凝结水及给水品质开始并无明显变化, 但随着炉水品质的进一步劣化, 上述水质将受到影响。磷酸盐"隐藏"现象的防止主要是从改善锅炉运行工况入手, 改善其燃烧工况及水循环工况, 同时加强锅炉的排污, 必要时采取PH-协调磷酸盐处理。

三.疏水污染给水水质的判断。疏水为给水的组成部分, 量虽然小, 但不容忽视。我厂的疏水有许多种, 例如生、软水加热器疏水, 低加、高加疏水, 蒸汽采暖疏水等。这些疏水都补处给水系统, 疏水水质对给水造成的污染具有复杂性。

1993年1月, 大庆油田热电厂#1炉给水的Si O2含量突然增大到80ppb, 查其原因发现, 蒸汽采暖疏水水质不合格, Si O2含量高达140ppb, 同时铁含量超标。1999年10月20日, #1炉给水Na+离子含量超标, 达46ppb, 经查为连排扩容器疏水水位过高, 造成蒸汽带水进入高脱, 影响给水品质。问题出现后立即停止回收, 将不合格的疏水排掉, 使给水污染问题得到解决。

综上所述, 水质劣化有多方面的原因, 必须及时准确地分析各种水质, 观察各个量的变化, 找出劣化根源并对症下药, 才能保证机组安全运行, 达到化学监督的目的。

摘要：大庆油田热电厂#3机组经多年运行, 汽水水质总的来说情况是好的, 其各项指标均能符合部颁水汽标准的规定, 但期间也曾先后出现过炉水水质劣化的现象。为了更好地做好化学监督工作, 及时准确地判断水质劣化原因, 现将出现的几种不同的劣化情况列举出来, 对今后更好地进行汽水质量的监督有一定的指导意义。

关键词：水质,监督,劣化,隐藏,泄漏

参考文献

[1]陈学萍, 工业锅炉水质处理, 特种设备安全技术, 2007, 1.

[2]程先文, 化学水处理水质分析中存在的问题及注意事项, 江西工业化工, 2006, 4.

红外检测劣化绝缘子的仿真试验 篇7

输电线路的悬式绝缘子在长期的电气和机械载荷作用下, 有些会以外观破损、性能丧失为直接的显性表征, 而更多的是各种性能的部分丧失或不同程度的劣化, 对于此类型部分丧失性能的线路绝缘子, 用什么方法能有效地进行检测, 尤其是能够在线检测出此部分劣化绝缘子, 是各供电部门关心的问题。

早期用短路叉、火花间隙或小型静电电压表等方法测量绝缘子串的分布电压, 用以判断被测绝缘子的好坏。这些方法不但劳动强度大, 安全性差, 效率低下, 而且准确率不高。随着红外检测技术的发展, 通过红外检测劣化绝缘子的热成像特性, 以此来判断绝缘子的劣化程度的研究在国内已经开展起来了, 有些学者从理论分析了劣化绝缘子绝缘电阻值与绝缘子发热情况之间的关系, 文中将基于理论分析的结果, 通过仿真研究, 证实绝缘电阻对绝缘子发热情况的影响, 并且在实验室进行劣化绝缘子红外检测, 证实仿真研究的结果, 从而总结出可供劣化绝缘子检测人员参考的红外检测劣化绝缘子有效性判断的依据。

1 仿真模型

理论研究表明, 当绝缘子的绝缘电阻值与绝缘子的等效容抗值相等时, 绝缘子的发热功率最大。当绝缘电阻变大或减小时, 绝缘子的发热功率都将减小。文中的仿真将验证此理论研究结果。同时还将研究劣化绝缘子在不同位置时的发热功率。在仿真中, 将每一片绝缘子等效成电容和电阻并联的模型, 每片绝缘子的钢脚和钢帽对地及对导线均存在杂散电容。文中针对110 k V电压等级的绝缘子串进行了仿真, 绝缘子片数为7片。仿真图如图1所示。

C1, C2……Cn为每片绝缘子钢帽与钢脚之间的极间电容, 一般为30~60 p F R1, R2……Rn为每片绝缘子的绝缘电阻值;C11, C12……C1n为每片绝缘子对地的杂散电容, 一般为4~5 p F;C21, C22, ……C2n为每片绝缘子对高压导线的杂散电容, 一般为0.5~1 p F。

2 仿真结果

2.1 不同位置时, 劣化绝缘子的发热功率仿真

高压端第一片绝缘子的绝缘电阻为60 MΩ, 其他绝缘子均为正常绝缘子时, 各绝缘子的发热功率表1所示。

从表1可以看出, 第一片绝缘子为低值绝缘子时, 其发热功率明显的高于其他正常绝缘子的发热功率, 基本上都大于100倍以上。

计算整串绝缘子中只有一片为低值的情况, 如表2所示。序号1代表第1片为低值, 其他绝缘子为正常的情况, 此时第1片绝缘子的发热功率。其他类推。仿真中低值绝缘子均设置为60 MΩ。

从表2可知, 同样阻值的低值绝缘子, 在绝缘子串的不同位置时, 其发热功率不同, 在高压端第一片时, 其发热功率最大, 随着离高压导线的距离越远, 发热功率越小, 当靠近地线端时, 绝缘子的发热功率又有所增大。这个分布趋势与绝缘子串的电压分布类似。

当整串绝缘子中有两片是低值绝缘子时, 其发热功率如表3所示。

从表3可知, 当整串绝缘子有两片时低值绝缘子时, 每一片低值绝缘子的发热功率都比整串只有一片低值绝缘子时要高。

当整串绝缘子有三片为低值时, 其发热功率如表4所示。

从表4可知, 当整串绝缘子有三片时低值绝缘子时, 每一片低值绝缘子的发热功率都比整串只有两片低值绝缘子时要高。

2.2 不同阻值时, 劣化绝缘子的发热功率仿真

分布仿真研究劣化绝缘子的绝缘电阻值为不同值时, 其发热功率, 如表5所示。此部分将高压端第一片绝缘子设为低值。

从表5可知, 此绝缘子的绝缘电阻值在45MΩ左右, 其发热功率最大, 随着绝缘电阻的减小和增大, 其发热功率逐步减小。

3 实验室红外检测研究

给绝缘子串施加110 k V系统正常工作电压63.5 k V, 对不同组合的优劣绝缘子进行红外热成像比对测试, 确定劣质绝缘子的热成像特性。

单片低值绝缘子在绝缘子串中不同位置时其发热情况。低值绝缘子在高压端第1片时, 加压30分钟之后, 在红外热成像仪中即可看到明显的低值绝缘子的钢帽温度高于其他绝缘子的钢帽温度。低值绝缘子在中间第4片时, 加压30分钟后, 其温度与其他绝缘子差异不明显, 加压1小时之后, 其温度与其他绝缘子差异依然不明显, 为了缩短试验时间, 提高施加在绝缘子串上的电压, 将电压值提高到127 k V, 半小时之后, 低值绝缘子钢帽温度明显高于其他绝缘子钢帽温度。低值绝缘子在地线端的情况类似于其在中间的情况, 也是在提高施加电压后, 其钢帽温度才明显高于其他绝缘子钢帽温度。

针对试验时间之内, 低值绝缘子在中间和地线端时, 发热不明显, 提高电压后发热明显的现象, 本文通过仿真发现, 提高电压后, 低值绝缘子在中间时, 其发热功率达到1.07 W, 比未提高电压时的0.26 W提高了很多, 低值绝缘子在地线端时, 其发热功率达到1.03 W, 比未提高电压时的0.26 W提高了很多, 因此通过红外检测其发热比较明显。

文中研究了整串绝缘子中有2片是低值绝缘子的情况下, 整串绝缘子的红外成像图。

低值绝缘子在高压端时, 第一片绝缘子绝缘电阻值为30 MΩ, 第二片绝缘子绝缘电阻为11MΩ, 加压1小时之后, 第一片绝缘子的温度明显高于其他绝缘子, 第二片绝缘子的温度仔细观察可以看出高于其他正常绝缘子。

低值绝缘子在中间段时, 加压1小时后, 仔细观察可以看出2片低值绝缘子的温度略高于其他绝缘子, 可见低值绝缘子钢帽的发热还是高于其他正常绝缘子的, 因此如果增加施加电压的时间, 低值绝缘子的钢帽温度会比较明显的高于其他正常绝缘子。

低值绝缘子在地线端时, 加压1小时之后, 第六片绝缘子的温度略高于其他绝缘子, 但是并不明显, 仿真计算表明此低值绝缘子的发热功率要高于其他绝缘子, 因此如果增加施加电压的时间, 低值绝缘子的钢帽温度会比较明显的高于其他正常绝缘子。

文中还对成串绝缘子中有3片低值绝缘子的情况进行了试验, 此试验中, 第1、4、7片绝缘子为低值绝缘子, 其他为正常绝缘子。理论中分布电压最高的高压端低值绝缘子发热量最大, 分布电压最低的中间段绝缘子发热量也明显异于其他正常绝缘子, 靠近地线端的低值绝缘子的钢帽发热也高于其他正常绝缘子, 通过红外成像图可以比较明显的看出来。

4 结束语

文中基于劣化绝缘子发热机理的理论研究, 建立了仿真模型, 通过仿真研究, 证实了劣化绝缘子的发热功率远大于正常绝缘子, 并且劣化绝缘子的发热功率跟其在绝缘子串中的位置有关, 呈现两头高, 中间低的特征, 其中靠近高压端的最大。劣化绝缘子的发热功率随着绝缘电阻的增大呈现先增大再减小的趋势, 在其等效容抗值附近的某一范围内达到最大。仿真研究还表明, 整串绝缘子中的劣化绝缘子越多, 劣化绝缘子的发热功率越大。

实验室红外检测表明, 当劣化绝缘子的发热功率大于一定值时, 其钢帽的温度升高, 可以通过红外检测出此劣化绝缘子, 当劣化绝缘子的绝缘电阻过小或者过大, 或者位于整串绝缘子电压分布较低的位置时, 可能就无法通过红外检测出来了。

仿真研究和实验室红外检测的结果表明, 红外检测在在线检测劣化绝缘子上是切实有效的, 但是由于受绝缘子本身绝缘电阻的影响以及所处位置的影响, 其检测的范围受到限制, 只能检测出绝缘电阻在某一范围之内的劣化绝缘子。

摘要：过仿真研究证实了绝缘电阻值对绝缘子发热情况的影响, 分析了不同绝缘电阻值, 不同位置的绝缘子其发热功率的变化。并且通过实验室红外检测, 证实了仿真研究的结果。对绝缘子的红外检测工作具有指导作用。

关键词：劣化绝缘子,仿真研究,红外检测

参考文献

[1]胡世征.劣化绝缘子的发热机理及热像特征[J].电网技术, 1997, 21 (10) :44-46.

[2]吴光亚, 王铁街.劣化绝缘子对长串绝缘子电压分布的影响[J].高电压技术, 1997, 23 (4) :59-60.