بررسی علل خرابی ساپورتینگ تیوب ها در بویلرهای نیروگاه توس مشهد

نیروگاه های حرارتی با توجه به سهم غیر قابل انکار در تولید انرژی جهان و هم چنین جایگاه آن ها به عنوان عمده ترین مصرف کنندگان سوختهای فسیلی، همواره مورد توجه بسیاری از دانشمندان و محققین بوده اند. به همین دلیل تاکنون مطالعات زیادی با استفاده از روش های تجربی و عددی به منظور توسعه، بهینه سازی، تخمین عمر و عیب یابی اجزای این نیروگاه ها در سرتاسر جهان انجام شده است. در این بررسی با انجام مطالعات میدانی بر روی یکی از بویلرهای نیروگاه توس مشهد، اقدام به مدل سازی بویلر در ابعاد واقعی و هم چنین شبیه سازی عددی جریان، انتقال حرارت، احتراق و پدیده های مرتبط با آن در حالت کار با سوخت مازوت گردیده است. در این نیروگاه بویلرها دارای ساپورتینگ تیوب (لوله های نگهدارنده)  به صورت 33 دسته لوله 12 تایی در سه ردیف بوده و شکست عموما در دسته لوله های میانی بویلر و در لوله های ردیف پایین رخ می دهد. هدف از تحقیق حاضر بررسی علل ترکیدگی لوله های نگهدارنده از طریق شبیه سازی عددی و مقایسه این نتایج با مشاهدات و تجربیات موجود در نیروگاه می باشد. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد که دبی بخار آب در ردیف های مختلف یکسان نبوده و به دلیل جایگاه و مسیر گذر لوله ها و هم چنین کم بودن دبی بخار عبوری در لوله های ردیف پایین، دما در برخی از نقاط این لوله ها که در وسط بویلر قرار دارند، بیشتر از لوله های دیگر است. مشاهدات و آزمایشات متالوگرافی انجام گرفته بر روی قطعات شکسته شده نیز حاکی از وجود خزش و هم چنین تغییر دانه بندی و ساختار فلزی لوله به دلیل دمای بالا در نواحی شکست است. مقایسه نقاطی از مدل شبیه سازی شده که بیشترین دما در آنها رخ می دهد با نواحی شکست در فضای واقعی بویلر نیز صحت نتایج عددی را تایید می کند.