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【考點(diǎn)】疲勞壽命曲線及其應(yīng)用

【例題·綜合題】（2009）某電廠鍋爐型號(hào)及主要參數(shù)如下：

鍋爐型號(hào)： DG1004/18.5-II1

過熱器蒸汽最大連續(xù)蒸發(fā)量 　1004t/h

過熱器出口蒸汽壓力（表壓） 18.53MPa

過熱器出口蒸汽溫度 543℃

再熱蒸汽進(jìn)/出口蒸汽壓力 4.38/4.19MPa

再熱蒸汽進(jìn)/出口蒸汽溫度 336/543℃

省煤器入口介質(zhì)表壓 21.1MPa

省煤器進(jìn)水溫度 257℃

汽包設(shè)計(jì)壓力（表壓） 　20.8MPa

汽包工作壓力（表壓） 　19.81MPa

問題：

1.什么是該類鍋爐的容量？上述鍋爐的容量為多少？

2.上述鍋爐的額定蒸汽壓力和鍋爐的出口蒸汽溫度是多少？鍋爐的給水量溫度是多少？按壓力分類，該鍋爐屬于哪個(gè)類別？

3.評(píng)估師在對(duì)該鍋爐進(jìn)行評(píng)估時(shí)重點(diǎn)關(guān)注鍋爐在使用過程中已發(fā)生的冷、熱啟動(dòng)次數(shù)，試問冷熱啟動(dòng)會(huì)對(duì)鍋筒產(chǎn)生何種載荷作用？對(duì)鍋筒會(huì)產(chǎn)生何種損傷？這種損傷的特點(diǎn)是什么？若鍋筒的材料常數(shù)C＝3.15×1026，m＝9，鍋爐在調(diào)峰運(yùn)行熱態(tài)起動(dòng)時(shí)鍋筒最大應(yīng)力區(qū)的最大應(yīng)力σ1＝300MPa，計(jì)算其疲勞壽命，若該鍋爐已經(jīng)調(diào)峰運(yùn)行熱態(tài)起動(dòng)4000次，所產(chǎn)生的疲勞破壞的損耗率為多少？

4.機(jī)組額定電負(fù)荷300MW時(shí)，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為392克/千瓦時(shí)，年時(shí)間利用率為5500小時(shí)，尚可使用壽命為10年，該鍋爐所設(shè)計(jì)使用的原煤折算標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)為0.71千克標(biāo)準(zhǔn)煤/千克，原煤的市場(chǎng)價(jià)格按600元/噸計(jì)算，折現(xiàn)率按10%計(jì)算，所得稅率25%，行業(yè)平均煤耗水平350克/千瓦時(shí)。計(jì)算與行業(yè)平均煤耗水平相比，該鍋爐超額運(yùn)營(yíng)成本引起的貶值。

利息系數(shù)表

『正確答案』

（1）該鍋爐為蒸氣鍋爐，蒸氣鍋爐的容量是指鍋爐在燃用設(shè)計(jì)燃料時(shí)，在設(shè)計(jì)額定參數(shù)下，連續(xù)運(yùn)行所必須保證的最大蒸發(fā)量。該鍋爐的鍋爐容量為1004t/h。

（2）上述鍋爐的額定蒸氣壓力為18.53MPa；鍋爐的出口蒸氣溫度是543℃；鍋爐的給水溫度是257℃；該鍋爐屬于亞臨界鍋爐。（16~18MPa屬于亞臨界鍋爐）

（3）鍋爐在冷熱啟動(dòng)時(shí)，鍋筒上下壁、內(nèi)外壁承受的是熱循環(huán)交變應(yīng)力作用；

在這種交變熱應(yīng)力的作用下，經(jīng)過一定周次的循環(huán)，就會(huì)在金屬表面尤其是應(yīng)力集中部位出現(xiàn)疲勞裂紋。鍋筒壁承受的這種交變應(yīng)力的特點(diǎn)是：交變周期長(zhǎng)，頻率低、導(dǎo)致疲勞裂紋萌生的循環(huán)次數(shù)少。

對(duì)應(yīng)σ＝300MPa的疲勞壽命：

N1＝C/（σ1）m＝3.15×1026/（300）9＝1.6×104

疲勞破壞的損耗率＝4000/（1.6×104）＝25%

（4）與行業(yè)平均水平相比，該鍋爐每千瓦小時(shí)多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤：

392克/千瓦時(shí)－350克/千瓦時(shí)＝42克/千瓦時(shí)；

按額定負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，每年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤：300000×5500×42＝6.93×1010克＝69300噸

折算成原煤：69300/0.71＝97605.6338噸

稅前每年的超額運(yùn)營(yíng)成本：

97605.6338（噸）×600（元/噸）＝58563380（元）

＝5856.338（萬(wàn)元）

扣除所得稅后每年的凈超額運(yùn)營(yíng)成本：

稅后每年的凈超額運(yùn)營(yíng)成本＝稅前每年的超額運(yùn)營(yíng)成本×（1－所得稅率）

＝5856.338×（1－25%）

＝4392.2535（萬(wàn)元）

折現(xiàn)率為10%時(shí)，10年的折現(xiàn)系數(shù)為6.1446

超額運(yùn)營(yíng)成本引起的貶值為：

超額運(yùn)營(yíng)成本引起的貶值＝稅后每年的凈超額運(yùn)營(yíng)成本×折現(xiàn)系數(shù)

＝4392.2535×6.1446

＝26988.64（萬(wàn)元）

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