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导致新月沙丘光热电站熔盐泄露事故的七个原因分析

2016-12-6 21:22| 发布者: admin| 查看: 3048| 评论: 1|原作者: CSPPLAZA|来自: CSPPLAZA光热发电网

  CSPPLAZA光热发电网报道全球装机最大的已建成熔盐塔电站新月沙丘电站最近发生了一起小规模的熔盐罐熔盐泄露事故,导致该电站自今年10月份晚期即脱网停运,预计到明年一月份方可恢复正常运行。排除SolarReserve所称的12月份为计划内检修期,该电站因此事故至少导致11月一个整月无法发电。

  除了对储热罐进行维修带来的经济损失外,更大的损失在于电站停运导致的售电收入损失。据最新数据,该电站在今年9月份的月发电量达到30514MWh,该项目的PPA签约电价为0.135美元/kWh,据此粗略估算,停运一个月造成的售电收入损失约在400万美元左右。

  由此来看,熔盐泄露事故对在运行电站造成的经济损失不可小觑。而据了解,漏盐事故在光热发电项目特别是熔盐塔电站中发生的可能性较大,全球首个商业化的熔盐塔电站Gemasolar电站据称也发生过类似事故。那么,对国内即将展开的光热示范项目建设而言,如何尽最大可能地避免此类事故发生?首先我们需要搞明白的是什么原因会导致储罐漏盐事故。


  在CSPPLAZA今日的微信话题讨论中,多位行业热心人士分享了他们对该起事故发生原因的看法。CSPPLAZA对此进行了进一步的归纳总结和完善,据行业人士反馈,共计可能有七个方面的原因导致储罐漏盐事故,包括焊接过程中的温度和质量把控问题、罐体应力、焊后未进行消除应力热处理、罐体钢材的腐蚀问题、焊缝无损检测比例较低、盐罐尺寸过大等等。

  由于新月沙丘电站的开发商并未对外公布具体的泄漏细节,国内行业人士也仅仅是从自己的专业角度出发,对此问题进行分析解读,仅供参考。

  一、焊接的工艺质量问题?

  “我认为此次的焊缝泄漏可能与施工方没有严格按照焊接工艺控制焊接过程中的温度有关。不同的材料,焊接工艺温度也不一样,而这一温度取决于罐体的材料,焊剂,坡口等。“滨特尔阀流体控制公司大中华区产品销售经理于晓华说。

  除焊接温度外,山东电力建设第三工程公司某行业人士指出,还可能是由于钢板较厚,且坡口尺寸不标准,焊接过程中未焊透造成的。另外,可能在使用自动焊机过程中,未做好防风措施。

  烟台欧润机电技术服务有限公司的王军补充称,“焊接方面的问题还包括焊接前的焊口清洗没到位、焊接气体保护没做好、焊后应力消除没做好、焊后探伤没做好等。”

  二、罐体内部巨大应力造成泄露?

  不少行业人士认为,主因是储热罐体内部温差大导致应力集中造成的。造成罐内应力问题的可能原因是熔盐盐温度出现波动,造成应力裂纹,在一定冷热交变下裂纹撕裂等。

  “焊缝是罐体中最薄弱的地方,最易应力集中的地方。并且罐体大,应该设置热态分析及温度监控点,保证均匀受热,应力才不会集中出现。”于晓华表示。

  三、焊剂材料耐腐蚀程度不够?

  此次的储罐焊缝出现问题,焊剂材料耐腐蚀程度也是一个值得考量的因素。因此为防止类似的问题出现,有专家建议可适当提高焊料的耐腐蚀规格或添加耐腐蚀成分。

  但王军认为,这一说法并不适用于新月沙丘电站。因为根据开发商的说法,此次的泄漏的规模很小,如果是焊料的耐腐蚀度不足,那么应该是大面积的开裂了。因此,从长远来看,罐体表面尤其是焊缝位置应该做一下酸洗钝化处理为好。

  四、熔盐腐蚀罐体钢材导致漏盐?

  北京百富丽科技有限公司的佟光华指出,融盐的热胀冷缩会给材料造成的压力,从而突破钢材的晶格,对储罐造成腐蚀。

  而何远之却猜测,此处焊缝泄漏,并不是由于腐蚀造成的。“对于大直径熔盐罐,我个人比较担心的是大直径高温差下的罐体膨胀问题,罐底在基础上滑动膨胀量较大,如果结构上出现局部卡滞,例如加热器等内件膨胀方向与罐底膨胀方向不同步,或者配管应力计算时,对罐体直径的膨胀量考虑不足,则有可能引起焊缝撕裂。(熔盐罐的大管线在顶部,管道应力可能不是这次的原因)”

  五、焊后消除应力(热处理)工作未做到位?

  于晓华认为,对于这种大型容器,使用的较厚钢板应做焊后热处理,以消除应力。并且,其它与罐体相焊接的设备管线等,也应做焊后热处理。所以推测,此次漏盐很可能与此有关。

  但碧海舟(北京)节能环保装备有限公司的何远之对此持不同看法,他表示,大型储罐,物料进/出口、仪表口、罐底检修人孔等,会集中布置在几块罐壁板上。大型油罐的壁板是低合金钢板,这几块带管口/检修孔的壁板是要进行焊后消除应力热处理的,热处理是在工厂的热处理炉内进行,通常不会有热处理瑕疵。

  对于低合金罐,设计时会调整罐体尺寸,使得设计的壁板厚度小于需要焊后热处理的厚度。而奥氏体不锈钢一般不进行焊后消除应力热处理。并且以熔盐罐的体量和现场施工条件,焊缝也不可能现场进行固溶处理或稳定化处理。

  熔盐罐的操作温度高达560℃,已经达到了降低加热条件的焊后消除应力热处理温度,使用中会自然地消除焊接应力。

  因此,何远之认为不是焊后消除应力(热处理)没做好的问题。

  六、储罐的焊缝无损检测比例较低?

  大型储罐的焊缝无损检测比例较低一直是一个潜在的问题,如果没有做到100%无损检测,则可能会留下隐患。江苏太阳宝董事长殷建平指出的三点原因之一也包括,焊接检验没有达到100%,存在排孔问题。

  何远之进一步解释说,大型储罐通常需要进行约10%的焊缝检测”,即完全按照焊接工艺评定和焊接工艺规程进行焊接,因为现场焊接条件限制,也可能出现焊接质量问题。

  “从设计角度出发,可以适当提高无损检测的比例,T型焊缝处进行射线检测,其它位置提高超声检测比例,下部两圈罐壁和罐底的所有焊缝进行渗透检测。但若想提高无损检测比例需要花费很多资金,即使是底圈罐壁焊缝100%超声检测。”何远之说。

  七、熔盐罐基础沉降不均?

  何远之另外指出,熔盐罐基础沉降不均也是个潜在的问题。

  在熔盐罐罐底,在常规大型储罐基础的上表面,增加了耐火浇注料(轻骨料混凝土,耐火水泥)和耐火砖。耐火浇注料的特点是强度低的导热系数小,强度高的导热系数大。

  从隔热角度应选用导热系数小的,从耐压强度角度应选用强度高的。这两个需求对于罐底基础的耐火浇注料是一对矛盾体。耐火浇注料的强度比较低,即使是ASTMC401ClassV,密度1680kg/m³,在罐底受热后的强度也不会超过10MPa。

  耐火浇注料的常见组成是高铝水泥+骨料+添加剂;骨料是由多种颗粒物组成的,比如陶粒、蛭石、珍珠岩、细粉等,一旦在施工中颗粒被不均匀压碎,可能会引起罐壁发生少量倾斜,增加罐壁应力,则可能会引起焊缝薄弱处撕裂。

  另外,有行业人士也指出,沙漠地带易造成地基不均匀沉降,引起焊缝裂开。

  鉴于上述各种可能导致熔盐储罐漏盐的原因,国内的光热发电项目建设可吸取其中的有益经验,避免重蹈类似覆辙。

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最新评论

引用 zhanglei 2017-4-11 13:51
个人分析,中厚板材角焊缝焊接采用多层多道,板材(母材)不会出现问题。焊缝多层多道即使出现缺欠短时间内也不会出现问题,焊接缺欠的产生为多层多道焊常见缺欠为层状撕裂。缺欠一般会在母材与焊缝熔合线位置。以上分析仅供参考。

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