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详细阐述列管式换热器泄漏的8种原因及9项对策

2017-3-21 10:17| 发布者: crystal| 查看: 1666| 评论: 0|来自: 小慧化工

       列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备。与其它几种间壁换热器相比,单位体积设备所能提供的传热面积要大得多,传热效果也较好。由于设备结构紧凑、坚固,且能选用多种材料来制造,故适应性较强,尤其在大型装置和高温、高压中得到广泛应用。

  列管式换热器介绍

  多年来厂里给水换热器各种故障中,管系泄漏所占比重最大。表面式回热换热器水侧压力大于汽侧压力,一旦管系泄漏,给水就会冲入壳体,引起汽侧满水。

  水将有可能沿着抽汽管道倒灌人汽轮机,造成汽轮机汽缸变形,胀差变化,机组振动,甚至叶片断裂等事故。

  这类由于换热器泄漏而引起整套装置停车和汽轮机进水的事故在厂里发生过多起。因此分析换热器泄漏原因,找出对策,以尽可能减少泄漏十分重要。

  泄漏原因分析

  列管换热器内部管系泄漏主要分为管子本身泄漏和端口泄漏。

  1管子端口泄漏原因

  1.1热应力过大

  列管式换热器在操作时,由于冷、热流体温度不同,使壳体和管壁的温度互有差异。这种差异使壳体和管子的热膨胀不同,当两者温差较大时可能将管子扭弯,或使管子从花板上拉松,甚至毁坏整个换热器。对此,就必须结构上考虑热膨胀的影响,采用各种补偿的方法。

  换热器在启停过程中温升率、温降率超过规定,使高加的管子和管板受到较大的热应力,使管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏,引起端口泄漏:调峰时负荷变化速度太快以及主机或换热器故障而骤然停运换热器时,如果汽侧停止供汽过快,或汽侧停止供汽后,水侧仍继续进入给水,因管子管壁薄,收缩快,管板厚,收缩慢,常导致管子与管板的焊缝或胀接处损坏。这就是规定的温降率允许值只1.7℃/min-2.0℃/min,比温升率允许值2℃/min-5℃/min要严格的原因。


  1.2管板变形

  主要是管板的加工变形及加工时产生的变形,管子与管板相连,管板变形会使管子的端口发生泄漏。

  高加管板水侧压力高、温度低,汽侧则压力低、温度高,尤其有内置式疏水冷却段者,温差更大。

  如果管板的厚度不够,则管板会有一定的变形。管板中心会向压力低、温度高的汽侧鼓凸。在水侧,管板发生中心凹陷。

  在主机负荷变化时,加汽侧压力和温度相应变化。尤其在调峰幅度大,调峰速度过快或负荷突变时,在使用定速给水泵的条件下,水侧压力也会发生较大的变化,甚至可能超过高加给水的额定压力:这些变化会使管板发生变形导致管子端口泄漏或管板发生永久变形。

  如果高加的进汽门内漏,则在主机运行中停运高加后,会使高加水侧被加热而定容升压,如水侧无安全阀或安全阀失灵,压力可能升得很高,也会使管板变形。


  1.3堵管工艺不当

  一般常用锥形塞焊接堵管。打入锥形塞时用力要适度;捶击力量太大,引起管孔变形,影响邻近管子与管板连处,会造成损坏而使之出现新的泄漏。焊接过程中,如预热、焊缝位置及尺寸不合适,会造成邻近管子与管板连接处的损坏。采用其他堵管方法,如胀管堵管、爆炸堵管等,如工艺不当,也会引起邻近管口的泄漏。因此应遵循严格的堵管工艺。

  2管子本身泄漏原因

  2.1冲刷侵蚀

  一种原因是当蒸汽的流动速度较高且汽流中含有大的水滴时,管子外壁受汽、水两相流冲刷,变薄,发生穿孔或受给水压力而鼓破。换热器内部产生汽水两相流的主要原因:一是过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽达不到设计要求的过热度引起的;二是换热器的疏水水位保持过低或无水位或疏水温度远高于设计值或疏水流动阻力较大或抽汽压力突然降低等因素使疏水闪蒸,疏水进入下一级换热器时就带有蒸汽,冲刷换热器管造成损坏;三是当高加内某根管子发生损坏泄漏时,高压给水从泄漏处以极大的速度冲出会将邻近的管子或隔板冲刷破坏。另一种原因是受到蒸汽或疏水的直接冲击。因防冲板材料和固定方式不合理。在运行中破碎或脱落,失去防冲刷保护作用;防冲板面积不够大,水滴随高速气流运动,撞击防冲板以外的管束;壳体与管束间的距离太小,使入口处的汽流速度很高。

  应力腐蚀破裂是指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起的金属或合金的破裂。其特征是,大部分表面上并未遭破坏,只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀破裂能在常用的设计应力范围之内产生,因此后果严重。引起应力腐蚀破裂的重要因素有温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构。

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