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摘 要:換熱器蒸汽入口段。換熱器投入時,流量和壓力過大,蒸汽進入換熱器內,入口管束防護板沖刷腐蝕急劇增加,短時間造成入口管束防護板破壞;加熱蒸汽直接沖刷換熱器管束,各管束中間產生渦流,由于渦流可以引發很強的激振力和極大的振動,換熱器管束大面積變形和斷裂。
關鍵詞:加熱器,管束泄漏,原因
一、概述
新疆米東熱電廠北線A、B加熱器內部管束泄漏頻繁出現,投入率低,已成為影響米東熱電廠的供熱工作,同時增加供熱成本,煤耗量增大,造成不良的社會影響。
神華神東電力新疆米東熱電廠多次對北線A、B加熱器進行查漏,平均1次/2天,每次都能查到漏點。漏量較大。4個月時間共發現200根管束泄露。今年6月份進行徹底更換。一共更換268根管束。
二、加熱器管束泄漏的原因
(一)因換熱器投入時操作不當,管束振動引起的泄漏
1.管束振動的原因
下圖是米東熱電廠北線A管束泄漏狀況,頂部泄漏點過多,中間管束變形嚴重,防護隔板已被入口蒸汽沖刷破壞,起不到防護功能,入口蒸汽進一步沖刷管束,致使管束變形和破損,造成加熱器管束大面積損壞泄漏。
從以上現象可以分析,具有一定彈性的管束在殼側流體擾動力的作用下會產生振動,當激振力頻率與管束自然振動頻率或其倍數吻合時,將引起多個管束共振,使振幅大大增加,造成管束損壞,特別是焊口裂開和管板處管束磨損嚴重,管束的自然頻率取決于管束的幾何特性,管材、流體介質特性等。所以,我們在安裝管子時,一般不要讓管子蹩勁,管束上的拉筋不得拆除,如有損壞應及時修復。
管束振動的原因有以下幾種。
旋渦分離產生的激振力;流體的彈性激振;紊流抖振;聲學激振。
2.振動損壞的重要位置及原因
換熱器蒸汽入口段。換熱器投入時,流量和壓力過大,蒸汽進入換熱器內,入口管束防護板沖刷腐蝕急劇增加,短時間造成入口管束防護板破壞;加熱蒸汽直接沖刷換熱器管束,各管束中間產生渦流,由于渦流可以引發很強的激振力和極大的振動,換熱器管束大面積變形和斷裂。
(二)因超壓引起的管束泄漏
(1)投運過程中或低負荷運行時,由于給水流量、或壓力突然增大,會使管束承受超過設計值的給水壓力而發生爆管。(2)由于水質問題引起管束內、外表面腐蝕,消弱了管束的強度,加大了管束泄漏的可能性。
三、處理方案及防范措施
1.加強運行人員培訓
提高換熱器投運、調節和退出運行操作水平。(1)加熱器的投入及退出運行,必須嚴格遵守溫升率和溫降率的規定。研究表明,溫升率和溫降率應控制在1.85℃/min之內,最多不超過3.7℃/min,溫度變化率的增大,使高加的故障增加,可靠性下降、壽命縮短。加熱器在各種溫度變化率的預計循環壽命見表2。
表2 加熱器的循環壽命
溫 升 率
(℃/min)循環次數溫 降 率
(℃/min)循環次數
13.15 125073.3 1250
7.4 20007.4 2000
3.73000003.7300000
1.85∞ 1.85∞
(2)正常運行過程中,供水壓力調整幅度不得過大,特別減少供水泵起、停次數,供水壓力變化,增大供水的紊流度,增大沖刷腐蝕和入水口管端腐蝕。(3)加熱器投入和退出時。進汽門和進水門的開關速度越大,流體的紊流度越大。既增加管束的沖刷腐蝕速度,又增大了管束的振動。
2.提高設計水平,減少設計缺陷
(1)設計時,注意管束和管板的配合間隙,一般要求不大于10±2㎜。(2)設計時盡量縮短管束的長度,減少管束產生振動的概率。(3)設計時注意管束防護板的選材和外形結構,最大程度的保證耐沖刷能力。
3.提高安裝、檢修的工藝
(1)安裝管子時,不得出現蹩勁、裂紋、腐蝕等現象。
(2)脹管管口必須清掃干凈,不得遺留毛刺、裂紋、溝槽等缺陷。(3)脹口后焊接的焊縫,不得遺留氣孔、加渣、咬邊等缺陷。