Kaj povzroča puščanje v ohišju in cevnem toplotnem izmenjevalniku?

Tlak na vodni strani toplotnega izmenjevalnika površinskega rekuperatorja je večji od tlaka na strani pare. Ko cevni sistem pušča, bo dovodna voda stekla v ohišje, kar bo povzročilo, da bo parna stran polna vode. Voda se lahko vrne nazaj v parno turbino vzdolž cevi za odvod pare, kar povzroči deformacijo cilindra parne turbine, spremembe diferencialne ekspanzije, vibracije enote in celo zlom lopatic in druge nesreče.

Tovrstne nesreče, ki jih je povzročilo puščanje toplotnega izmenjevalnika, so povzročile zaustavitev celotne opreme in vdor vode v parno turbino se je večkrat zgodil v tovarni. Zato je zelo pomembno analizirati vzrok puščanja izmenjevalnika toplote in poiskati protiukrepe za čim manjše puščanje.

Analiza vzroka puščanja

Puščanje notranjega cevnega sistema cevnega izmenjevalnika toplote je v glavnem razdeljeno na puščanje same cevi in ​​puščanje vrat.

1 Vzroki za puščanje cevi

1.1 Prekomerna toplotna obremenitev

Ko plaščni izmenjevalnik toplote deluje, se zaradi različnih temperatur hladnega in vročega fluida temperature plašča in stene cevi med seboj razlikujejo. Ta razlika povzroči različno toplotno raztezanje lupine in cevi. Ko je temperaturna razlika med obema velikima, se lahko cev zvije ali pa se cev izvleče iz cvetne plošče ali celo uniči celoten izmenjevalnik toplote. V zvezi s tem je treba strukturno upoštevati vpliv toplotnega raztezanja in sprejeti različne metode kompenzacije.

Med postopkom zagona in izklopa izmenjevalnika toplote hitrost dviga in padca temperature presegata predpise, tako da so visokotlačne cevi in ​​cevne pločevine izpostavljene večji toplotni obremenitvi, zvari ali dilatacijski spoji, ki povezujejo cevi in ​​cevne plošče poškodovane. Povzroči uhajanje odprtine: ko se obremenitev spremeni prehitro med regulacijo konic ali glavni motor ali toplotni izmenjevalnik odpove in se toplotni izmenjevalnik nenadoma izklopi, če parna stran prehitro ustavi dovod pare ali potem, ko parna stran prekine dovod pare, vodna stran še naprej vstopa v oskrbo z vodo, ker je stena cevi tanka in se hitro krči, cevna plošča pa je debela in se počasi krči, kar pogosto povzroči poškodbe zvara ali dilatacijskega spoja med cevjo in cevno ploščo. Zato je dovoljena stopnja padca temperature samo 1,7 stopinje /min-2.0 stopinje /min, kar je strožje od dovoljene stopnje dviga temperature 2 stopinji /min-5 stopinje / min.

1.2 Deformacija cevne pločevine

Gre predvsem za deformacijo cevne plošče pri obdelavi in ​​deformacijo, ki nastane med obdelavo. Cev je povezana s cevno ploščo in deformacija cevne plošče bo povzročila puščanje na odprtini cevi.

Vodna stran visoke cevne plošče ima visok tlak in nizko temperaturo, medtem ko ima parna stran nizek tlak in visoko temperaturo, zlasti če je vgrajen hidrofobni hladilni del, je temperaturna razlika še večja.

Če debelina cevne plošče ni dovolj, bo cevna plošča imela določeno deformacijo. Sredina cevne pločevine se bo izbočila proti strani pare z nizkim tlakom in visoko temperaturo. Na vodni strani je cevna plošča v sredini potopljena.

Ko se spremeni obremenitev glavnega motorja, se ustrezno spremenita tlak in temperatura strani za dodajanje pare. Še posebej, če je največje območje britja veliko, je največja hitrost britja prehitra ali se obremenitev nenadoma spremeni, pod pogojem uporabe črpalke za dovodno vodo s konstantno hitrostjo se bo močno spremenil tudi tlak na strani vode in lahko celo preseže nazivni tlak visoke količine dovodne vode: te spremembe. Deformacija cevne plošče lahko povzroči puščanje na koncih cevi ali trajno deformacijo cevne plošče.

Če dovodni ventil rezervoarja z veliko količino goriva notranje pušča, potem ko se rezervoar z visoko močjo med delovanjem glavnega motorja izklopi, bo vodna stran rezervoarja z visoko vsebnostjo goriva segreta in tlak se bo povečal pri konstantni prostornini. Če na vodni strani ni varnostnega ventila ali če varnostni ventil odpove, lahko tlak naraste zelo visoko, deformira se tudi cevna plošča.

1.3 Nepravilen postopek vtikanja

Na splošno se stožčasti čepi običajno uporabljajo za varjenje cevi. Pri zabijanju stožčastega čepa mora biti sila zmerna; če je udarna sila prevelika, se bo luknja cevi deformirala, kar bo vplivalo na povezavo med sosednjo cevjo in cevno ploščo, kar bo povzročilo poškodbe in novo puščanje. Če med postopkom varjenja predgretje, položaj in velikost varilnega šiva niso primerni, bo to povzročilo poškodbo povezave med sosednjo cevjo in cevno ploščo. Uporaba drugih metod zamašitve, kot je zamašitev ekspanzijske cevi, zamašitev z eksplozijo itd., če je postopek neustrezen, povzroči tudi puščanje v bližini šobe. Zato je treba upoštevati strog postopek zamašitve.

2 Razlog za puščanje same cevi

2.1 Odrgnjenje in erozija

Eden od razlogov je, da ko je hitrost pretoka pare velika in tok pare vsebuje velike vodne kapljice, zunanjo steno cevi opere dvofazni tok pare in vode, postane tanjša, perforira ali poči pod pritiskom. oskrbe z vodo. Glavni razlogi za dvofazni tok para-voda znotraj izmenjevalnika toplote so: prvič, pregreta para v hladilnem delu pregrete pare in njen izhod ne izpolnjujeta projektnih zahtev; drugič, nivo odtočne vode toplotnega izmenjevalnika je prenizek ali ni nivoja vode ali je hidrofobna temperatura veliko višja od projektirane vrednosti ali je hidrofobni upor pretoka velik ali ekstrakcijski tlak nenadoma pade in drugi dejavniki povzročajo hidrofobnost bliskovito izhlapi in ko hidrofobna snov vstopi v toplotni izmenjevalnik naslednje stopnje, bo tam nastala para, ki bo izprala cev toplotnega izmenjevalnika in povzročila škodo; 3. Ko se cev v visokotlačni cevi poškoduje in pušča, visokotlačna napajalna voda izteče iz puščanja z veliko hitrostjo, kar bo odplaknilo sosednje cevi ali predelne stene. Drug vzrok je neposreden vpliv pare ali hidrofobnost. Zaradi nerazumnega materiala in načina pritrditve plošče proti udarcem. Med delovanjem se zlomi ali odpade in izgubi zaščitni učinek proti praskam; površina plošče proti drgnjenju ni dovolj velika in vodne kapljice se premikajo s hitrim zračnim tokom in zadenejo cevni snop zunaj plošče proti drgnjenju; razdalja med lupino in snopom cevi je premajhna, tako da je pretok pare na vstopu Hitrost zelo visoka.

Razpoke zaradi napetostne korozije se nanašajo na razpoke kovin ali zlitin, ki jih povzroči skupno delovanje natezne napetosti in posebnih jedkih medijev. Zanj je značilno, da večina površine ni poškodovana, le del drobnih razpok predre kovino ali zlitino. Razpoke zaradi napetostne korozije lahko nastanejo znotraj običajno uporabljenega območja konstrukcijskih napetosti, zato so posledice resne. Pomembni dejavniki, ki povzročajo napetostno korozijsko razpokanje, so temperatura, sestava raztopine, sestava kovine ali zlitine, napetost in struktura kovine.

2.2 Vibracije cevi

Ko je temperatura dovodne vode prenizka ali je enota preobremenjena, ko pretok pare in hitrost med cevmi toplotnega izmenjevalnika presežeta projektno vrednost, bo cevni snop z določeno elastičnostjo vibriral pod vplivom sile tekočine na motnjo. stran lupine. Ko vznemirljiva sila Ko frekvenca cevnega snopa sovpada z naravno frekvenco nihanja cevnega snopa ali njenega večkratnika, bo to povzročilo resonacijo cevnega snopa in močno povečalo amplitudo, kar bo povzročilo ponavljajočo se silo na povezavo med cevjo in cevno ploščo, kar povzroči poškodbe cevnega snopa. Mehanizem poškodbe cevnega snopa zaradi vibracij na splošno vključuje:

①Zaradi vibracij napetost cevi ali spoja med cevjo in cevno pločevino presega mejo odpornosti materiala na utrujenost, zaradi česar se cev zlomi zaradi utrujenosti;

②Vibrirajoča cev se drgne ob kovino obloge v luknji za cev, ki podpira oblogo, zaradi česar je stena cevi tanjša in na koncu povzroči zlom;

③ Ko je amplituda vibracij velika, se bodo sosednje cevi na sredini razpona drgnile druga ob drugo, kar bo povzročilo obrabo ali utrujenost cevi.

2.3 Korozija na dovodu napajalne vode na koncu cevi

Poškodba zaradi erozije na koncu vstopne cevi se pojavi samo pri toplotnih izmenjevalnikih iz ogljikovega jekla. To je proces poškodbe, ki ga povzroči skupno delovanje erozije in korozije: mehanizem je, da se oksidni film, ki nastane na površini kovine stene cevi, uniči in odnese visoko turbulentna napajalna voda. , Kovinski material se nenehno izgublja. Sčasoma privede do zloma cevi. Včasih se lahko poškodovana površina razširi na končni zvar cevi ali celo cevno ploščo: ko je pH vrednost napajalne vode nizka (manj kot 9,6), je vsebnost kisika visoka (več kot 7 ug/L), temperatura je nizka (manj kot 260 stopinj), stopnja turbulence pa velika, nagnjena k eroziji.

2.4 Korozija

Če je material cevi nizkotlačnega izmenjevalnika toplote baker, je treba nizkotlačno bakreno cev pogosto zamenjati zaradi resnega puščanja. Ko je pH vrednost 8,5 ~ 8,8, je stopnja korozije bakra najnižja. Ogljikovo jeklo zahteva pH vrednost najmanj 9,5. pH napajalne vode kotla je bil previsok, kar je povzročilo korozijo bakrenih cevi. Glavni dejavniki, ki vplivajo na korozijo snopov cevi iz ogljikovega jekla, so: vsebnost kisika in pH-vrednost napajalne vode: ko je raztopljenega kisika v napajalni vodi previsoko ali je pH-vrednost prenizka, notranja stena visokotlačne cevi bo korodirala, zato koncentracija raztopljenega kisika v napajalni vodi ne sme preseči 7 pg/L, vrednost pH pa se vzdržuje med 9,3 in 9,6. Če kisik obstaja na strani lupine, bo povzročil kisikovo korozijo na zunanji steni snopa cevi. Bakrene usedline: lahko povzročijo luknjičasto korozijo, ki tvori jamice. Temperatura vpliva na tvorbo oksidnega filma Fe3O4 na površini ogljikovega jekla: na splošno velja, da je oksidni film Fe3O4 razmeroma stabilen, ko je nad 260 stopinj. Pod to temperaturo je stopnja zaščite oksidnega filma Fe3O4 odvisna od pH napajalne vode in drugih okoljskih dejavnikov. Ko je pH vrednost večja od 9,6, je varna.

2.5 Slab material in izdelava

Material cevi je slab, debelina stene cevi je neenakomerna, cev je poškodovana pred montažo, ekspanzijski del je preveč razširjen, na zunanji strani cevi so sledi nateznih poškodb. Ko izmenjevalnik toplote naleti na neobičajne delovne pogoje, bo povzročil veliko škodo na cevi.

3. Protiukrepi

1 Ukrepi čiščenja po pojavu puščanja

Ko pride do puščanja, se tlak napajalne vode zmanjša in količina napajalne vode, poslane v kotel, se zmanjša. Zato je treba, ko se ugotovi puščanje cevnega sistema toplotnega izmenjevalnika, izmenjevalnik toplote takoj ustaviti, da se zmanjša število poškodovanih cevi in ​​zmanjša stopnja poškodbe. Ko enota ne deluje, morate preveriti, ali je prišlo do puščanja v visokotlačnem generatorju, in poiskati način, kako ga odpraviti.

Za puščanje v odprtini je treba prvotno kovino zvara postrgati pred popravljalnim varjenjem in izvesti ustrezno toplotno obdelavo, da se odpravi toplotna obremenitev: za puščanje same cevi morata biti oblika in mesto puščanja cevnega snopa najprej preverite in morate izbrati ustrezen postopek zamašitve cevi, zamašite dve odprtini cevi. Ne glede na to, kakšen postopek zamašitve se uporablja, je treba za zagotovitev kakovosti zamašene cevi konec zamašene cevi dobro obdelati, tako da sta cevna plošča in cevna luknja okrogla in čista ter imata dober stik površino s čepom. V primeru razpok ali erozije na spoju med cevjo in cevno ploščo je treba odstraniti originalni material cevi in ​​zvar na koncu, tako da je čep v tesnem stiku s cevno ploščo.

2 Varnostni ukrepi

2.1 Varnostni ukrepi glede puščanja vrat

Pri izdelavi toplotnih izmenjevalnikov morajo biti cevne plošče zadostne debeline, dobra obdelava cevnih lukenj, varjenje površin, cevni dilatacijski spoji in varilni postopki. Kar zadeva delovanje, morata biti stopnja dviga in padca temperature toplotnega izmenjevalnika. Ne prekoračite predpisov, na vodni strani mora biti varnostni ventil, ki preprečuje nadtlak, in mora biti pravilen postopek zamašitve za vzdrževanje.

2.2 Ukrepi za preprečevanje puščanja same cevi

(1) Preventivni ukrepi proti eroziji

Omejite hitrost pare ali hidrofobnega pretoka na strani lupine in preprečite utripanje v hladilnem delu; para na izstopu iz dela za parno hlajenje mora imeti zadostno preostalo pregrevanje; plošča proti drgnjenju mora biti trdno pritrjena, površina je zadostna in material je dober; raven vode na strani lupine je normalna. Delovanje z nizkim nivojem vode ali brez nivoja vode je prepovedano.

(2) Preventivni ukrepi za vibracije cevi

Namestite varnostna vrata na strani pare na strani visoke pare; omejite pretok pare ali vode na strani lupine; razdalja med cevmi naj bo dovolj velika, kar na eni strani zmanjša pretok na strani lupine, na drugi strani pa zmanjša možnost, da bi cevi med seboj trčile in se zaradi trenja poškodovale: Omejitev Dolžina prostega odseka cevnega snopa.

(3) Ukrepi za preprečevanje erozije na dovodnem koncu cevi

Hitrost pretoka tekočine na strani cevi ali na strani cevi ne vpliva le na vrednost konvektivnega koeficienta prenosa toplote, ampak vpliva tudi na toplotno odpornost umazanije in tako vpliva na velikost skupnega koeficienta prenosa toplote. Zlasti pri tekočinah, ki vsebujejo usedline in druge delce, ki jih je enostavno nanesti, je pretok prenizek in lahko celo povzroči zamašitev cevovoda, kar resno vpliva na uporabo opreme. Vendar bo povečanje pretoka znatno povečalo izgubo tlaka. Zato je zelo pomembno izbrati ustrezen pretok. Omejite pretok napajalne vode, prenehajte uporabljati vrsto izmenjevalnikov toplote ali blokirajte veliko število izmenjevalnikov toplote, pretok v cevi se bo znatno povečal, v tem času mora del napajalne vode vstopiti v kotel skozi obvod ali zmanjšajte obremenitev enote; nadzorujte, da je vsebnost kisika v napajalni vodi majhna 7ug/L, nadzorujte pH vrednost napajalne vode na 9.2-9.6.

(4) Ukrepi za preprečevanje korozije

Razbremenitev napetosti, napetost ima lahko različne vire, kot so uporabljena napetost, zaostala napetost, napetost pri varjenju in napetost, ki jo povzročajo produkti korozije. Pri izbiri materialov naredite enoto v sistem brez bakra, kar je koristno za protikorozijsko zaščito celotne enote in nadzor kakovosti parnih kristalov; da bi imeli popoln sistem za izpust zraka, je na splošno priporočljivo, da za cevovodne povezave ne uporabljate serijske povezave po korakih. Z nizkim tlakom preprečite kopičenje nekondenzirajočega plina v toplotnem izmenjevalniku; zagotoviti normalno delovanje sistema za izpust zraka. Pri zagonu mora biti stran vode in pare izpuščena iz zraka, kakovost oskrbe z vodo pa mora biti kvalificirana; Ko zapustite tovarno, je treba sprejeti dobre protikorozijske ukrepe, da preprečite korozijo med skladiščenjem in transportom. Pri toplotnih izmenjevalnikih cevi iz ogljikovega jekla se protikorozijske metode, napolnjene z dušikom, običajno uporabljajo tako za parno kot za vodno stran; , protikorozijske ukrepe za polnjenje s paro ali dušikom in ustrezno prilagodite pH-vrednost deoksigenirane vode na vodni strani, da igra zaščitno vlogo.

(5) Preventivni ukrepi za puščanje cevi zaradi slabega materiala in izdelave

Stena cevi mora biti vsaj 20mm višja, da izboljšate odpornost proti eroziji. Vsako cev je treba pred montažo preskusiti za odkrivanje napak in hidrostatični preskus; cevni snop mora biti toplotno obdelan in brez vidnih napak; cevna luknja cevne plošče mora ohraniti določeno hrapavost, toleranco in koncentričnost, posneti rob ali zaokrožitev cevne luknje pa mora biti gladka in brez napak. napaka.

(6) Preventivno zamašitev

Izvedite preventivno blokado. Priporočljivo je, da odprete obvodno luknjo določene velikosti na cevnem listu, medtem ko blokirate nekatere cevi, da zmanjšate pretok dovodne vode in zmanjšate korozijo. Ta metoda je bila sprejeta v številnih elektrarnah doma in v tujini in dokazano je, da lahko ustrezno podaljša življenjsko dobo toplotnega izmenjevalnika in zmanjša število puščanj.

(7) Izbira procesa

V toplotnem izmenjevalniku, katera vrsta tekočine teče skozi cevno stran in katera teče skozi ohišje, se lahko upoštevajo naslednje točke kot splošna načela za izbiro:

a) Materiali, ki niso čisti ali jih je enostavno razgraditi, in vodni kamen morajo teči skozi stran, ki jo je enostavno čistiti. Pri ravnih cevnih snopih je treba zgoraj omenjene materiale na splošno napeljati znotraj cevi, ko pa je cevne snope mogoče odstraniti zaradi čiščenja, jih je mogoče napeljati tudi izven cevi.

b) Tekočina, ki mora povečati pretok, da poveča svoj konvekcijski koeficient prenosa toplote, mora iti v cev, ker je površina prečnega prereza znotraj cevi običajno manjša od površine prečnega prereza med cevmi in je enostavno za uporabo več prehodov cevi za povečanje pretoka.

c) Korozivni materiali morajo iti v cev, tako da je lupina lahko izdelana iz običajnih materialov, le cev, cevna plošča in glava morajo biti izdelani iz materialov, odpornih proti koroziji.

d) Material z visokim pritiskom gre v cev, tako da lupina ne more prenesti visokega pritiska.

e) Materiale z visoko ali nizko temperaturo je treba napeljati v cevi, da zmanjšate toplotne izgube. Seveda lahko za boljše odvajanje toplote skozi lupino pustimo tudi visokotemperaturne materiale.

f) Para se na splošno prevaja na stran lupine, ker je priročno odvajati kondenzat, para pa je čistejša, njen koeficient konvekcijskega prenosa toplote pa je malo povezan s pretokom.

g) Tekočine z visoko viskoznostjo na splošno tečejo skozi stranski prostor lupine, ker se pri pretakanju v stranski lupini z loputami prečni prerez in smer toka pretočnega kanala nenehno spreminjata, kar je mogoče storiti pri nizkih številkah Re (Re večje od 100) Doseganje udarnega toka prispeva k izboljšanju konvektivnega koeficienta prenosa toplote tekočine zunaj cevi.

Zgornjih točk ni mogoče zadovoljiti hkrati, včasih pa so tudi protislovne, zato bi morali razumeti glavne vidike in se ustrezno odločiti glede na specifično situacijo.