Co způsobuje netěsnosti v plášťovém a trubkovém výměníku tepla?
Tlak na vodní straně rekuperačního výměníku povrchového typu je větší než tlak na straně páry. Jakmile potrubní systém unikne, napájecí voda se vrhne do pláště, což způsobí, že strana páry bude plná vody. Voda může být nalita zpět do parní turbíny podél potrubí pro odvod páry, což způsobí deformaci válce parní turbíny, změny diferenciální roztažnosti, vibrace jednotky a dokonce zlomení lopatek a další nehody.
Tento druh havárií způsobených netěsností výměníku tepla způsobil odstavení celého soustrojí a v továrně mnohokrát došlo ke vniknutí vody do parní turbíny. Proto je velmi důležité analyzovat příčinu netěsnosti výměníku tepla a najít protiopatření, jak netěsnosti co nejvíce omezit.
Analýza příčin netěsností
Netěsnost vnitřního potrubního systému trubkového výměníku se dělí především na netěsnost samotné trubky a netěsnost portu.
1 Příčiny netěsnosti portu trubky
1.1 Nadměrné tepelné namáhání
Když je trubkový výměník tepla v provozu, v důsledku rozdílných teplot studených a horkých kapalin jsou teploty pláště a stěny trubky navzájem odlišné. Tento rozdíl způsobuje odlišnou tepelnou roztažnost pláště a trubky. Když je teplotní rozdíl mezi těmito dvěma velkými, trubice se může zkroutit nebo se trubka může uvolnit z květinové desky nebo dokonce zničit celý výměník tepla. V tomto ohledu je nutné vzít v úvahu vliv tepelné roztažnosti konstrukčně a přijmout různé kompenzační metody.
Během procesu spouštění a vypínání výměníku překračuje rychlost nárůstu teploty a rychlost poklesu teploty předpisy, takže vysokotlaké trubky a trubkovnice jsou vystaveny většímu tepelnému namáhání a svary nebo dilatační spoje spojující trubky a trubkovnice jsou poškozené. Příčina netěsnosti portu: když se zátěž během špičkové regulace mění příliš rychle nebo selže hlavní motor nebo výměník tepla a výměník tepla se náhle vypne, pokud parní strana zastaví dodávku páry příliš rychle nebo poté, co parní strana zastaví dodávku páry, strana vody nadále vstupuje do přívodu vody, protože stěna trubky je tenká a rychle se smršťuje a trubkovnice je tlustá a smršťuje se pomalu, což často způsobuje poškození svaru nebo dilatačního spoje mezi trubkou a trubkovnicí. To je důvod, proč je povolená rychlost poklesu teploty pouze 1,7 stupně/min-2.0 stupně/min, což je přísnější než povolená rychlost nárůstu teploty o 2 stupně/min-5 stupeň/ min.
1.2 Deformace trubkovnice
Jedná se především o deformaci trubkovnice při zpracování a deformaci vznikající při zpracování. Trubka je připojena k trubkovnici a deformace trubkovnice způsobí netěsnost v otvoru trubice.
Vodní strana vysoké trubkovnice má vysoký tlak a nízkou teplotu, zatímco strana páry má nízký tlak a vysokou teplotu, zvláště pokud je zde vestavěná hydrofobní chladicí sekce, je teplotní rozdíl ještě větší.
Pokud tloušťka trubkovnice není dostatečná, trubkovnice bude mít určitou deformaci. Střed trubkovnice se vyboulí směrem k straně páry s nízkým tlakem a vysokou teplotou. Na straně vody je trubkovnice uprostřed zapuštěna.
Když se změní zatížení hlavního motoru, změní se odpovídajícím způsobem tlak a teplota na straně přidávání páry. Zejména když je špičkový rozsah holení velký, špičková rychlost holení je příliš vysoká nebo se zatížení náhle mění, za podmínek použití napájecího čerpadla s konstantní rychlostí se tlak na straně vody také výrazně změní a může dokonce překročit jmenovitý tlak vysoká napájecí voda: tyto změny Deformace trubkovnice může způsobit netěsnost na koncích trubek nebo trvalou deformaci trubkovnice.
Pokud dojde k vnitřní netěsnosti sacího ventilu vysokotlaké nádrže, po vypnutí vysokovýkonné nádrže za chodu hlavního motoru dojde k zahřátí vodní strany vysokokapacitní nádrže a ke zvýšení tlaku při konstantním objemu. Pokud na straně vody není žádný pojistný ventil nebo pojistný ventil selže, tlak může stoupnout velmi vysoko a také deformovat trubkovnici.
1.3 Nesprávný proces zapojování
Obecně se kónické zátky běžně používají pro svařování ucpávkových trubek. Při zarážení do kuželové zástrčky by síla měla být mírná; pokud je příklepová síla příliš velká, otvor trubky se zdeformuje, což ovlivní spojení mezi sousední trubicí a trubkovnicí, což způsobí poškození a způsobí nové netěsnosti. Pokud během procesu svařování nevyhovuje předehřev, poloha a velikost svarového švu, dojde k poškození spojení mezi sousední trubkou a trubkovnicí. Použití jiných metod ucpávání, jako je ucpávání expanzní trubice, ucpání výbuchu atd., pokud je proces nesprávný, způsobí také únik v blízkosti trysky. Proto by měl být dodržován přísný proces ucpávání.
2 Důvod netěsnosti samotného potrubí
2.1 Drhnutí a eroze
Jedním z důvodů je, že když je rychlost proudění páry vysoká a proud páry obsahuje velké kapičky vody, vnější stěna potrubí je omývána dvoufázovým proudem páry a vody, stává se tenčí, perforuje nebo praskne pod tlakem. zásobování vodou. Hlavní důvody dvoufázového proudění pára-voda uvnitř výměníku tepla jsou: za prvé, přehřátá pára v sekci chlazení přehřáté páry a její výstup nevyhovuje konstrukčním požadavkům; za druhé, hladina odtokové vody z výměníku tepla je udržována příliš nízko nebo není žádná hladina vody Nebo je hydrofobní teplota mnohem vyšší než projektovaná hodnota nebo je hydrofobní odpor proudění velký nebo extrakční tlak náhle klesá a další faktory činí hydrofobní rychlé odpařování, a když hydrofobní látka vstoupí do výměníku tepla dalšího stupně, vznikne pára, která umyje trubku výměníku tepla a způsobí poškození; 3. Jde o to, že při poškození a netěsnosti potrubí ve vysokotlakém potrubí vytéká z netěsnosti vysokotlaká napájecí voda velkou rychlostí, která odplaví sousední potrubí nebo přepážky. Další příčinou je přímý vliv páry nebo hydrofobnost. Kvůli nepřiměřenému materiálu a způsobu upevnění protinárazové desky. Během provozu se zlomí nebo spadne a ztratí účinek ochrany proti oděru; plocha desky proti oděru není dostatečně velká a kapičky vody se pohybují s vysokorychlostním proudem vzduchu a narážejí na svazek trubek vně desky odolné proti oděru; vzdálenost mezi pláštěm a svazkem trubek je příliš malá, takže proudění páry na vstupu Rychlost je velmi vysoká.
Korozní praskání pod napětím označuje praskání kovů nebo slitin způsobené společným působením tahového napětí a specifických korozních médií. Vyznačuje se tím, že většina povrchu není poškozena, do kovu nebo slitiny proniká pouze část jemných prasklin. Korozní praskání pod napětím se může vyskytnout v běžně používaném rozsahu návrhového napětí, takže důsledky jsou vážné. Důležité faktory způsobující korozní praskání pod napětím jsou teplota, složení roztoku, složení kovu nebo slitiny, napětí a struktura kovu.
2.2 Vibrace trubky
Když je teplota napájecí vody příliš nízká nebo je jednotka přetížena, když průtok páry a rychlost mezi trubkami výměníku tepla překročí návrhovou hodnotu, svazek trubek s určitou pružností bude vibrovat působením rušivé síly tekutiny na strana skořápky. Když se budící síla Když se frekvence trubkového svazku shoduje s vlastní frekvencí vibrací svazku trubek nebo jejím násobkem, způsobí to, že svazek trubek rezonuje a výrazně zvýší amplitudu, což má za následek opakovanou sílu na spojení mezi trubkou a trubkovnice, což způsobuje poškození svazku trubek. Mechanismus poškození svazku trubek vibracemi obecně zahrnuje:
①Vlivem vibrací překračuje namáhání trubky nebo spoje mezi trubkou a trubkovnicí limit únavové odolnosti materiálu, což způsobuje prasknutí trubky v důsledku únavy;
②Vibrační trubka se otírá o kov šindele v otvoru pro trubku podpírající klopnu, což způsobuje tenčí stěnu trubky a nakonec způsobuje prasknutí;
③ Když je amplituda vibrací velká, sousední trubky uprostřed rozpětí se o sebe budou třít, což způsobí opotřebení nebo únavu trubek.
2.3 Koroze na vstupním konci potrubí napájecí vody
K poškození erozí na konci vstupní trubky dochází pouze u výměníků tepla z uhlíkové oceli. Jedná se o proces poškození způsobený společným působením eroze a koroze: mechanismus spočívá v tom, že oxidový film vytvořený na povrchu kovu stěny potrubí je zničen a odváděn pryč vysoce turbulentní napájecí vodou. , Kovový materiál se neustále ztrácí. Nakonec to povede k prasknutí trubky. Někdy může být poškozený povrch rozšířen až na svar na konci trubky nebo dokonce na trubkovnici: když je hodnota pH napájecí vody nízká (méně než 9,6), obsah kyslíku je vysoký (vyšší než 7 ug/l), teplota je nižší. nízká (méně než 260 stupňů) a stupeň turbulence je velký, náchylný k erozi.
2.4 Koroze
Když je materiálem trubky nízkotlakého výměníku tepla měď, je často nucena vyměnit nízkotlakou měděnou trubku z důvodu vážného úniku. Když je hodnota pH 8,5~8,8, rychlost koroze mědi je nejnižší. Uhlíková ocel vyžaduje hodnotu pH ne menší než 9,5. pH napájecí vody kotle bylo příliš vysoké, což způsobilo korozi měděných trubek. Hlavní faktory ovlivňující korozi svazků trubek z uhlíkové oceli jsou: obsah kyslíku a hodnota pH napájecí vody: když je rozpuštěný kyslík v napájecí vodě příliš vysoký nebo hodnota pH příliš nízká, vnitřní stěna vysokotlakého potrubí bude korodovat, takže koncentrace rozpuštěného kyslíku v napájecí vodě by neměla překročit 7 pg/l a hodnota pH byla udržována mezi 9,3 a 9,6. Pokud se na straně pláště vyskytuje kyslík, způsobí kyslíkovou korozi na vnější stěně svazku trubek. Usazeniny mědi: Mohou způsobit důlkovou korozi, tvořit důlky. Teplota ovlivňuje tvorbu filmu oxidu Fe3O4 na povrchu uhlíkové oceli: obecně se má za to, že film oxidu Fe3O4 je relativně stabilní, když je nad 260 stupňů. Pod touto teplotou závisí stupeň ochrany vrstvy oxidu Fe3O4 na pH napájecí vody a dalších faktorech prostředí. Když je hodnota pH vyšší než 9,6, je to bezpečné.
2.5 Špatný materiál a zpracování
Materiál trubky je špatný, tloušťka stěny trubky je nerovnoměrná, trubka je vadná před montáží, expanzní část je příliš roztažená a na vnější straně trubky jsou stopy poškození tahem. Když se výměník tepla setká s abnormálními pracovními podmínkami, způsobí velké poškození trubky.
3. Protiopatření
1 Opatření pro ošetření po výskytu úniku
Když dojde k netěsnosti, tlak napájecí vody se sníží a množství napájecí vody odeslané do kotle se sníží. Proto, když je zjištěna netěsnost potrubního systému výměníku tepla, měl by být výměník tepla okamžitě zastaven, aby se snížil počet poškozených trubek a snížil se stupeň poškození. Když je jednotka mimo provoz, měli byste zkontrolovat, zda nedochází k úniku vysokotlakého generátoru, a najít způsob, jak jej odstranit.
V případě netěsnosti portu by měl být původní svarový kov před opravným svařováním seškrábán a mělo by být provedeno vhodné tepelné zpracování, aby se eliminovalo tepelné namáhání: pro netěsnost samotné trubky by měla být forma a místo netěsnosti svazku trubek nejprve zkontrolovat a měl by být zvolen vhodný proces ucpávání potrubí, ucpejte dva porty trubky. Bez ohledu na to, jaký druh procesu ucpávání se používá, aby byla zajištěna kvalita ucpané trubky, musí být konec zablokované trubky dobře ošetřen, aby trubková deska a otvor trubky byly kulaté a čisté a měly dobrý kontakt povrch se zástrčkou. V případě prasklin nebo eroze na spoji trubky a trubkovnice je nutné odstranit původní materiál trubky a svarový kov na konci tak, aby zátka byla v těsném kontaktu s trubkovnicí.
2 Bezpečnostní opatření
2.1 Opatření proti úniku portu
Při výrobě výměníků tepla by měly existovat trubkovnice dostatečné tloušťky, dobré zpracování otvorů pro trubky, navařování navařování, dilatační spoje trubek a svařovací procesy. Z hlediska provozu by rychlost nárůstu teploty a rychlost poklesu teploty výměníku tepla měla Nepřekračovat předpisy, na straně vody musí být pojistný ventil, aby se zabránilo přetlaku, a musí být zajištěn správný proces ucpávání pro údržbu.
2.2 Opatření k zabránění úniku potrubí samotného
(1) Preventivní opatření proti erozi
Omezte průtok páry nebo hydrofobního průtoku na straně pláště a zabraňte vzplanutí v chladicí části; pára na výstupu ze sekce chlazení páry musí mít dostatečné zbytkové přehřátí; deska proti odírání musí být pevně upevněna, plocha je dostatečná a materiál je dobrý; hladina vody na straně pláště je udržována v normálním stavu. Provoz při nízké nebo žádné hladině vody je zakázán.
(2) Preventivní opatření pro vibrace potrubí
Nainstalujte bezpečnostní dvířka na straně páry na stranu s vysokou párou; omezit průtok páry nebo vody na straně pláště; vzdálenost mezi trubkami by měla být dostatečně velká, což na jedné straně snižuje průtok na straně pláště a na druhé straně snižuje možnost vzájemného střetu trubek a jejich poškození třením: Omezení Délka volného úseku svazku trubek.
(3) Opatření proti erozi na konci přívodu vody do potrubí
Rychlost proudění tekutiny na straně trubky nebo na straně trubky ovlivňuje nejen hodnotu součinitele prostupu tepla konvekcí, ale ovlivňuje i tepelný odpor nečistot a tím ovlivňuje velikost celkového součinitele prostupu tepla. Zejména u kapalin obsahujících sediment a jiné částice, které se snadno ukládají, je průtok příliš nízký a může dokonce způsobit ucpání potrubí, což vážně ovlivňuje používání zařízení. Zvýšení průtoku však výrazně zvýší tlakovou ztrátu. Proto je velmi důležité zvolit vhodný průtok. Omezte průtok napájecí vody, přestaňte používat řadu výměníků tepla nebo zablokujte velký počet výměníků tepla, průtok v potrubí se výrazně zvýší, v tuto chvíli by měla část napájecí vody vstupovat do kotle obtokem nebo snížit zatížení jednotky; upravte obsah kyslíku v napájecí vodě tak, aby byl malý 7 ug/l, upravte hodnotu pH napájecí vody na 9.2-9.6.
(4) Opatření proti korozi
Uvolnění napětí, napětí může mít různé zdroje, jako je aplikované napětí, zbytkové napětí, napětí při svařování a napětí generované produkty koroze. Při výběru materiálů udělejte z jednotky systém bez obsahu mědi, což je výhodné pro antikorozní ochranu celé jednotky a kontrolu kvality krystalů páry; Chcete-li mít kompletní systém odvzdušnění, obecně se doporučuje nepoužívat pro připojení potrubí postupné sériové připojení. Zabraňte hromadění nekondenzovatelného plynu ve výměníku tepla s nízkým tlakem; zajistit normální provoz systému vypouštění vzduchu. Při spouštění by se měl ze strany vody a páry vypustit vzduch a musí být ověřena kvalita dodávky vody; při opuštění továrny musí být přijata dobrá antikorozní opatření, aby se zabránilo korozi během skladování a přepravy. U trubkových výměníků tepla z uhlíkové oceli se obvykle používají antikorozní metody plněné dusíkem jak na straně páry, tak na straně vody; , parní nebo dusíková plnění antikorozní opatření a správně upravit hodnotu pH odkysličené vody na straně vody, aby hrála ochrannou roli.
(5) Preventivní opatření pro úniky potrubí způsobené špatným materiálem a zpracováním
Stěna trubky by měla být alespoň 2.{1}} mm výše, aby se zlepšila odolnost proti erozi. Každá trubka by měla být před montáží testována na detekci vad a hydrostatický test; svazek trubek by měl být tepelně zpracován a bez vizuálních vad; otvor trubky trubkovnice by si měl zachovat určitou drsnost, toleranci a soustřednost a zkosení nebo zaoblení otvoru trubky by mělo být hladké a bez vad. závada.
(6) Preventivní ucpávání
Proveďte preventivní blokování. Doporučuje se otevřít obtokový otvor určité velikosti na trubkovnici a zároveň zablokovat některé trubky, aby se snížil průtok napájecí vody a snížila se koroze. Tato metoda byla přijata v mnoha elektrárnách doma i v zahraničí a bylo prokázáno, že dokáže náležitě prodloužit životnost výměníku tepla a snížit počet netěsností .
(7) Výběr procesu
U výměníku tepla, který druh tekutiny proudí stranou trubky a který proudí stranou pláště, lze za obecné zásady pro výběr považovat následující body:
a) Materiály, které nejsou čisté nebo se snadno rozkládají, a vodní kámen by měly protékat stranou, která se snadno čistí. U svazků rovných trubek by měly být výše uvedené materiály obecně vedeny uvnitř trubek, ale když lze svazky trubek vyjmout za účelem čištění, mohou být také vedeny mimo trubky.
b) Tekutina, která potřebuje zvýšit průtok, aby se zvýšil její koeficient přenosu tepla konvekcí, by měla jít do trubky, protože plocha průřezu uvnitř trubky je obvykle menší než plocha průřezu mezi trubkami a je snadné použít více průchodů trubice ke zvýšení průtoku.
c) Korozivní materiály by měly jít dovnitř trubky, takže plášť může být vyroben z běžných materiálů, pouze trubka, trubkovnice a hlava by měly být vyrobeny z korozivzdorných materiálů.
d) Materiál s vysokým tlakem jde dovnitř trubky, takže plášť vysoký tlak neunese.
e) Materiály s vysokou nebo nízkou teplotou by měly být vedeny v potrubí, aby se snížily tepelné ztráty. Pro lepší odvod tepla lze samozřejmě nechat projít pláštěm i materiály s vysokou teplotou.
f) Pára obecně prochází na stranu pláště, protože je vhodné vypouštět kondenzát a pára je čistší a její koeficient přenosu tepla konvekcí má malý vztah k průtoku.
g) Kapaliny s vysokou viskozitou obecně proudí prostorem strany pláště, protože při proudění na straně pláště s přepážkami se neustále mění průřez a směr proudění průtokového kanálu, což lze provést při nízkých číslech Re (Re větší než 100) Dosažení rázového toku vede ke zlepšení koeficientu přestupu tepla konvekcí tekutiny vně trubky.
Výše uvedené body nelze splnit současně a někdy jsou i protichůdné, proto bychom se měli chopit hlavních aspektů a učinit vhodná rozhodnutí podle konkrétní situace.
