张立新

（国家能源菏泽发电有限公司，山东 菏泽 274032）

0 引言

国家大力推进能源清洁化改革，太阳能发电、风力发电装机容量迅速增长，致使电网调峰困难，现役火电机组须提高深度调峰能力以及灵活性［1］。各发电企业深挖机组调峰潜力，努力拓宽大型燃煤机组的调峰范围，调峰成为大型燃煤机组面临的长期任务［2］。机组调峰相对基本负荷机组而言意味着更频繁的负荷变化和启停，对于金属监督部件而言，内部或外部介质压力温度变动频繁，高速转动部件振动加剧，失效过程加速。结合近年来调峰火电机组金属监督工作实践及国内外同行的研究成果，对典型金属监督部件的工作特点、应力分布、失效形式、监督特点予以简析，依据断裂与失效理论对失效案例进行了理论分析，总结得出调峰对火电机组安全性影响的四种基本失效形式：1）热疲劳；2）机械疲劳；3）冲刷减薄、超温、高温腐蚀、氧化皮脱落等；4）厚壁承压部件热疲劳与机械疲劳叠加。通过分析总结，期待为金属监督及防磨防爆工作提供参考。

1 调峰对火电机组安全性影响的理论分析

1.1 热疲劳

调峰机组高温高压部件承受的温度参数变化频繁，频繁变化的温度使金属材料产生交变热应力，交变热应力引起热疲劳。

在弹性范围内，热应力为［3］

式中：K为与约束条件相关的系数；E为弹性模量；a为热膨胀系数；ΔT为热循环温度变化幅度。

由式（1）知，热应力与钢弹性模量、热膨胀系数、热传导系数等物理性能有关。……