全焊接板式换热器

管壳式换热器走漏处理办法

时间: 2023-04-08 22:58:39 |   作者: 江南平台

  :管壳式换热器是现在运用最广泛的一种换热设备。与其它几种间壁换热器比较,单位体积设备所能供给的传热面积要大得多,传热效果也较好。由于设备结构紧凑、巩固,且能选用多种资料来制作,故适应性较强,特别在大型设备和高温、高压中得到广泛运用。

  多年来厂里给水换热器各种毛病中,管系走漏所占比重最大。外表式回热换热器水侧压力大于汽侧压力,一旦管系走漏,给水就会冲入壳体,引起汽侧满水。水将有或许沿着抽汽管道倒灌人汽轮机,构成汽轮机汽缸变形,胀差改动,机组振荡,乃至叶片开裂等事端。

  这类由于换热器走漏而引起整套设备泊车和汽轮机进水的事端在厂里发生过多起。因而剖析换热器走漏原因,找出对策,以尽或许削减走漏十分重要。

  管壳式换热器在操作时,由于冷、暖流体温度不同,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,当两者温差较大时或许将管子扭弯,或使管子从花板上拉松,乃至损坏整个换热器。对此,就必须结构上考虑热膨胀的影响,选用各种补偿的办法。

  换热器在启停进程中温升率、温降率超越规则,使高加的管子和管板遭到较大的热应力,使管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏,引起端口走漏:调峰时负荷改动速度太快以及主机或换热器毛病而忽然停运换热器时,假如汽侧中止供汽过快,或汽侧中止供汽后,水侧仍持续进入给水,因管子管壁薄,缩短快,管板厚,缩短慢,常导致管子与管板的焊缝或胀接处损坏。这便是规则的温降率答应值只1.7℃/min- 2.0℃/min,比温升率答应值2℃/min- 5℃/min 要严厉的原因。

  首要是管板的加工变形及加工时发生的变形,管子与管板相连,管板变形会使管子的端口发生走漏。

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

  假如管板的厚度不行,则管板会有必定的变形。管板中心会向压力低、温度高的汽侧鼓凸。在水侧,管板发生中心洼陷。

  在主机负荷改动时,加汽侧压力和温度相应改动。特别在调峰起伏大,调峰速度过快或负荷骤变时,在运用定速给水泵的条件下,水侧压力也会发生较大的改动,乃至或许超越高加给水的额外压力:这些改动会使管板发生变形导致管子端口走漏或管板发生永久变形。

  假如高加的进汽门内漏,则在主机运转中停运高加后,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,压力或许升得很高,也会使管板变形。

  一般常用锥形塞焊接堵管。打入锥形塞时用力要适度;捶击力气太大,引起管孔变形,影响附近管子与管板连处,会构成损坏而使之呈现新的走漏。焊接进程中,如预热、焊缝方位及尺度不适合,会构成附近管子与管板衔接处的损坏。选用其他堵管办法,如胀管堵管、爆破堵管等,如工艺不妥,也会引起附近管口的走漏。因而应遵从严厉的堵管工艺。

  一种原因是当蒸汽的活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。换热器内部发生汽水两相流的首要原因:一是过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽达不到规划要求的过热度引起的;二是换热器的疏水水位坚持过低或无水位或疏水温度远高于规划值或疏水活动阻力较大或抽汽压力忽然下降一级要素使疏水闪蒸,疏水进入下一级换热器时就带有蒸汽,冲刷换热器管构成损坏;三是当高加内某根管子发生损坏走漏时,高压给水从走漏处以极大的速度冲出会将附近的管子或隔板冲刷损坏。 另一种原因是遭到蒸汽或疏水的直接冲击。因防冲板资料和固定办法不合理。在运转中破碎或掉落,失掉防冲刷维护效果;防冲板面积不行大,水滴随高速气流运动,碰击防冲板以外的管制;壳体与管制间的间隔太小,使进口处的汽流速度很高。

  应力腐蚀决裂是指拉应力和特定腐蚀介质的一起效果而引起的金属或合金的决裂。其特征是,大部分外表上并未遭损坏,只要一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀决裂能在常用的规划应力规模之内发生,因而后果严峻。引起应力腐蚀决裂的重要要素有温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构。

  给水温度过低或机组超负荷等情况下,通过换热器管子间蒸汽流量和流速超越规划值较多时,具有必定弹性的管制在壳侧流体扰动力的效果下会发生振荡,当激振力的频率与管制天然振荡频率或其倍数相吻合时,将引起管制共振,使振幅大大的添加,导致管子与管板的衔接处遭到重复效果力构成管制损坏,管制振荡损坏的机理一般有:

  ①由于振荡而使管子或管子与管板衔接处的应力超越资料的疲惫耐久极限,使管子疲惫开裂;

  ②振荡的管子在支撑隔板的管孔中与隔板金属发生冲突,使管壁变薄,终究导致决裂;

  ③当振荡起伏较大时,在跨度的中心方位相邻的管子会彼此冲突,使管子磨损或疲惫开裂。

  进口管端的腐蚀损坏只发生在碳钢换热器中,是一种腐蚀和腐蚀一起效果的损坏进程:其机理是管壁金属在外表构成的氧化膜被高紊流度的给水损坏并带走,金属资料不断丢失。终究导致管子的破损。有时损坏面能够扩大到管端焊缝乃至管板:给水pH 值低(小于9.6)、含氧量高(大于7μg/L)、温度低(小于260℃)、紊流度大的情况下,容易发生腐蚀。

  当低压换热器的管材为铜,低加铜管常因走漏严峻而被逼替换。pH值8.5~8.8时,铜的腐蚀率最低.而碳钢要求pH 值不小于9.5。锅炉给水pH 值过高,导致了铜管的腐蚀。影响碳钢管制腐蚀的首要要素有:含氧量和给水pH 值:当给水中的溶解氧过高或pH 值过低,会使高加管子的内壁遭到腐蚀,故给水溶解氧的浓度不得超越7pg/L,pH 值维持在9.3~9.6 之间。假如壳侧有氧气存在,将会引起管制外壁的氧腐蚀。铜堆积:会引起点腐蚀,构成点蚀坑。温度影响碳钢外表Fe3O4氧化膜的构成:一般以为在260℃%以上时,Fe3O4氧化膜比较稳定. 低于这个温度时,Fe3O4氧化膜的维护程度取决于给水的pH 值和其他环境要素。pH 值大于9.6 时,安全。

  管子原料不良,管壁厚薄不均,拼装前管子有缺点,胀口处过胀,管子外侧有拉损伤痕等,在换热器遇到反常工况时,会导致管子很多损坏。

  走漏发生时构成给水压力下降,送至锅炉的给水量削减。因而在发现换热器管系走漏时要当即停运换热器,削减管子的损坏数量,减轻损坏程度。机组停运时,应查看高加是否走漏,并想办法消除。

  关于端口走漏,应刮去原有焊缝金属再进行补焊,并进行恰当的热处理,消除热应力:关于管子自身走漏,应先查清管制走漏的办法及方位,并选用适合的堵管工艺,阻塞管子的两个端口。不管选用何种堵管工艺,为确保堵管的质量,被堵管的端头部位必定要通过杰出处理,使管板、管孔圆整、清洁,与堵头有杰出的触摸面。在管子与管板衔接处有裂纹或冲蚀的情况下,必定要去除端部原管子资料及焊缝金属,使堵头与管板严密触摸。

  换热器制作上应有满意厚度的管板,有杰出的管孔加工、堆焊、管子胀接、焊接工艺外,运转上要使换热器在启停时的温升率、温降率不超越规则,水侧要有安全阀避免超压,检修上要有正确的堵管工艺。

  约束壳侧蒸汽或疏水的流速及避免疏冷段内闪蒸;蒸汽冷却段出口蒸汽要有满意的剩下过热度;防冲板的固定要结实,面积满意,原料要好;坚持壳侧水位正常,制止低水位或无水位运转。

  在高加汽侧装置汽侧安全门;约束壳侧蒸汽或疏水的流速;管子距离要满意大,这一方面下降了壳侧流速,另一方面减小了管子相互磕碰冲突损坏的或许性:约束管制自在段长度。

  流体在管程或管程中的流速,不只影响对流传热系数的数值,并且影响尘垢热阻,然后影响总传热系数的巨细。特别关于含有泥沙等较易堆积颗粒的流体,流速过低乃至或许导致管路赌塞,严峻影响设备的运用。但添加流速又会使压力丢失显着增大。因而,挑选适合的流速十分重要。约束给水流速,停用一列换热器或换热器堵管数量较多时,都会使管内流速显着增大,这时应让一部分给水经旁路进入锅炉或下降机组负荷;操控给水含氧量小7μg/L,操控给水pH 值在9.2- 9.6。

  消除应力,应力能够有各种来历,如外加应力、剩余应力、焊接应力以及腐蚀产品发生的应力。资料挑选时,使机组变成为无铜体系,这对整个机组的防腐和汽水晶质操控都有利;要有完善的放空气体系,在管道衔接上一般主张不选用逐级串联的办法,以防不凝聚气体在压力较低的换热器中积累;确保放空气体系的正常作业,在启动时,水侧、汽侧应排净空气,给水水质要合格;出厂时要有杰出的防腐办法,避免贮运进程中的腐蚀,对碳钢管换热器,一般对汽侧和水侧均采纳充氮防腐的办法;换热器停用时,一般依据停用时刻的长短,别离选用充水、充汽或充氮的防腐办法,在水侧恰当调理除氧水的pH 值,以起维护效果。

  管壁至少应在2.0mm 以上以进步抗冲刷才能。拼装前要对每根管子探伤、水压试验等查验;管制应热处理、无直观缺点;管板管孔应坚持必定的粗糙度、公役和同心度,管孔倒角或倒圆应润滑无毛刺。

  进行预防性堵管。主张在堵一部分担的一起在管板上开必定巨细的旁路孔,以下降给水流速,减轻腐蚀,此办法在国内外多家电厂选用过,证明能够恰当延伸换热器寿数,削减走漏次数。

  在换热器中,哪一种流体流经管程,哪一种流经壳程,可考虑下列几点做为挑选的一般准则:

  a)不洁净或易于分化结垢的物料应当流经易于清洗的一侧。关于直管管制,上述物料一般应走管内,但当管制能够拆出清洗时,也能够走管外。

  b)需求进步流速以增大其对流传热系数的流体应当走管内,由于管内截面积一般比管间的截面积小,并且易于选用多管程以增大流速。

  c)具有腐蚀性的物料应走管内,这样能够用一般资料制作壳体,只是管子,管板和封头要选用耐蚀资料。

  e)温度很高或很低的物料应走管内以削减热量的流失。当然,假如为了更好的散热,也能够让高温的物料走壳程。

  f)蒸汽一般通入壳程,由于这样便于排出冷凝液,并且蒸汽较清洁,其对流传热系数又与流速联系小。

  g)粘度大的流体,一般在壳程空间流过,因在设有挡板的壳程中活动时,流道截面和流向都在不断改动,在低Re数下(Re大于100)即可到达喘流,有利于进步管外流体的对流传热系数。

  以上各点不或许一起满意,并且有时还会相互矛盾、故应依据具体情况,捉住首要方面,作出适合的决议。

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