1 概况

沙角发电总厂C厂3台机组锅炉是美国ABB-CE公司生产的亚临界压力中间再热强制循环汽包炉CC+RR-70，四角偏置同心圆燃烧，配6套正压直吹式制粉系统，其中原煤仓的容积为1046m³，煤仓内径为7m，煤仓圆筒高24.3m，煤仓锥体高8.62m，每个煤仓储煤量约800t。

2000年10月，在2号炉B煤斗处有也洞漏煤，后搭架到漏煤处，发现煤斗处有裂纹。经检查发现1号炉的A、B、C、D、E，2号炉的C、D、E、F，3号炉的A、B、C、E都有相同的缺陷，即煤斗圆筒内凹或外凸，钢板上有明显的皱折（见图1）。

图1 煤斗缺陷示例



2原因分析

通过对2号炉各煤斗的现场检验与无损探伤，发现由于腐蚀造成的筒体减薄较严重，如在某些点厚度由10mm变成7.3mm，6mm变成4.26mm等。详细数据见表1。

表1 各煤斗的损伤位置和程度



注：（1）筒体节级从上往下数，共13节。1～4节壁厚6mm，5～9节壁厚10mm，10～13节壁厚12mm。

（2）朝W西、N北（汽机侧）、E东、S南（锅炉侧）。

（3）损伤程度：I级，小量塑性变形，油漆变形开裂变色；Ⅱ级，宏观变形明显，一般为单一变形带；Ⅲ级，宏观变形严重，为多变形带交叉区。

经过对煤斗筒体设计、制造、安装及使用的资料查阅及分析，煤斗筒体采用三维壳单元（SHELL63），整改加筋部分采用三维梁单元（BEAM4），考虑到重力、温度、风载等因素的影响，对煤位在40%、60%等几种情况下的煤斗筒体进行对比分析。有关60%煤位的数据见表2。

表2 60%煤位的数据

项目

加筋前

加筋后

第四强度理论最大MISE应力/MPa

正常工作加温度升高10℃最大MISE

应力/MPa

最大形变/mm

筒体重量/t

抗弯刚度/比值

72.8

87.7

2.15

42

1

48.7

67

9.12

45

4

再经过有限元分析，发现筒体抗弯强度较弱，初步分析原因为：腐蚀造成筒体减薄，在台风，温度等的作用下，结构局部屈曲。同时，煤斗的变形是在以侧向弯曲力为主，加之一定的轴向压力作用下的局部屈曲失稳。

3 处理方案

按照上面的分析，煤斗整改的思路应该是降低侧向载荷，增加抗弯刚度，在降低侧向载荷实际较难操作的情况下，提出下面这个旨在提高煤斗筒体纵、环向刚度的整改方案。具体为：在煤斗筒体上部原环带之下、下部原筋板之上焊接8条纵向筋板，筋板断面为12mm×120mm，在筒体一定位置焊接4条环向板筋，环筋断面同纵筋，纵、环筋板用三角筋板撑护，加筋材料采用Q235A（老标准的A3），焊条采用与加筋材料相应的低氢焊条。 (何望飞 管世强)