Čo spôsobuje netesnosti v plášťovom a rúrkovom výmenníku tepla?

Tlak na vodnej strane rekuperačného výmenníka tepla povrchového typu je väčší ako tlak na strane pary. Akonáhle potrubný systém unikne, napájacia voda sa ponáhľa do plášťa, čo spôsobí, že strana pary bude plná vody. Voda sa môže naliať späť do parnej turbíny pozdĺž potrubia na odber pary, čo spôsobí deformáciu valca parnej turbíny, zmeny diferenciálnej expanzie, vibrácie agregátu a dokonca zlomenie lopatiek a iné nehody.

Takéto havárie spôsobené netesnosťou výmenníka tepla spôsobili odstavenie celého zariadenia a v závode mnohokrát došlo k vniknutiu vody do parnej turbíny. Preto je veľmi dôležité analyzovať príčinu netesnosti výmenníka tepla a nájsť protiopatrenia na čo najväčšie zníženie netesností.

Analýza príčin úniku

Netesnosť vnútorného potrubného systému rúrkového výmenníka tepla sa delí najmä na netesnosť samotnej rúrky a netesnosť portu.

1 Príčiny netesnosti portu trubice

1.1 Nadmerné tepelné namáhanie

Keď je rúrkový výmenník tepla v prevádzke, v dôsledku rôznych teplôt studenej a horúcej tekutiny sú teploty plášťa a steny rúrky navzájom odlišné. Tento rozdiel spôsobuje, že tepelná rozťažnosť plášťa a rúrky je odlišná. Keď je rozdiel teplôt medzi nimi veľký, trubica sa môže skrútiť, alebo sa trubica môže uvoľniť z kvetinovej platne alebo dokonca zničiť celý výmenník tepla. V tejto súvislosti je potrebné zvážiť vplyv tepelnej rozťažnosti konštrukčne a prijať rôzne kompenzačné metódy.

Počas procesu spúšťania a vypínania výmenníka tepla rýchlosť nárastu teploty a rýchlosť poklesu teploty prekračuje predpisy, takže vysokotlakové rúry a rúrkové plechy sú vystavené väčšiemu tepelnému namáhaniu a zvary alebo dilatačné spoje spájajúce rúrky a rúrkové plechy sú poškodené. Príčina netesnosti portu: keď sa záťaž mení príliš rýchlo počas špičkovej regulácie alebo zlyhá hlavný motor alebo výmenník tepla a výmenník tepla sa náhle vypne, ak parná strana zastaví dodávku pary príliš rýchlo alebo keď parná strana zastaví dodávku pary, strana vody naďalej vstupuje do prívodu vody, pretože stena rúrky je tenká a rýchlo sa zmršťuje a rúrkovnica je hrubá a pomaly sa zmršťuje, čo často spôsobuje poškodenie zvaru alebo dilatačného spoja medzi rúrkou a rúrkovnicou. To je dôvod, prečo je povolená rýchlosť poklesu teploty iba 1,7 stupňa/min-2.0 stupňa/min, čo je prísnejšie ako povolená rýchlosť nárastu teploty o 2 stupne/min-5 stupeň/ min.

1.2 Deformácia rúrkového plechu

Ide najmä o deformáciu rúrkovnice pri spracovaní a deformáciu vznikajúcu pri spracovaní. Rúrka je pripojená k rúrkovnici a deformácia rúrkovnice spôsobí presakovanie v otvore rúrky.

Vodná strana dosky s vysokou rúrkou má vysoký tlak a nízku teplotu, zatiaľ čo strana pary má nízky tlak a vysokú teplotu, najmä ak je tam zabudovaná hydrofóbna chladiaca sekcia, teplotný rozdiel je ešte väčší.

Ak hrúbka rúrkovnice nie je dostatočná, rúrkovnica bude mať určitú deformáciu. Stred rúrkovnice sa bude vyduť smerom k strane pary s nízkym tlakom a vysokou teplotou. Na vodnej strane je rúrkovnica zapustená v strede.

Keď sa zmení zaťaženie hlavného motora, zodpovedajúcim spôsobom sa zmení tlak a teplota na strane pridávania pary. Najmä ak je špičkový rozsah holenia veľký, špičková rýchlosť holenia je príliš vysoká alebo sa zaťaženie náhle mení, pri použití čerpadla napájacej vody s konštantnou rýchlosťou sa tlak na strane vody tiež výrazne zmení a môže dokonca prekročiť menovitý tlak. vysoká napájacia voda: tieto zmeny Deformácia rúrkovnice môže spôsobiť presakovanie na koncoch rúrky alebo trvalú deformáciu rúrkovnice.

Ak dôjde k vnútornej netesnosti vstupného ventilu vysokej palivovej nádrže, po vypnutí vysokovýkonnej nádrže počas prevádzky hlavného motora sa vodná strana vysokej palivovej nádrže zahreje a tlak sa zvýši pri konštantnom objeme. Ak na strane vody nie je žiadny poistný ventil alebo poistný ventil zlyhá, tlak môže stúpnuť veľmi vysoko, čo tiež deformuje rúrkovnicu.

1.3 Nesprávny proces zapojenia

Vo všeobecnosti sa kónické zátky bežne používajú na zváranie upchávkových rúr. Pri zarážaní do kužeľovej zástrčky by sila mala byť mierna; ak je príklepová sila príliš veľká, otvor rúrky sa zdeformuje, čo ovplyvní spojenie medzi susednou rúrkou a rúrkovnicou, čo spôsobí poškodenie a spôsobí nový únik. Ak počas procesu zvárania predhrievanie, poloha a veľkosť zvarového švu nie sú vhodné, spôsobí to poškodenie spojenia medzi susednou rúrkou a rúrkovnicou. Ak použijete iné spôsoby upchávania, ako je upchávanie expanznej trubice, upchávanie výbuchu atď., ak je proces nesprávny, spôsobí to tiež únik v blízkosti trysky. Preto by sa mal dodržať prísny proces upchávania.

2 Dôvod úniku samotného potrubia

2.1 Odieranie a erózia

Jedným z dôvodov je, že keď je rýchlosť prúdenia pary vysoká a prúd pary obsahuje veľké kvapky vody, vonkajšia stena potrubia je umývaná dvojfázovým prúdom pary a vody, stáva sa tenšou, perforuje alebo praskne pod tlakom. zásobovania vodou. Hlavné dôvody dvojfázového prúdenia para-voda vo vnútri výmenníka tepla sú: po prvé, prehriata para v sekcii chladenia prehriatej pary a jej výstup nespĺňa konštrukčné požiadavky; po druhé, hladina odtokovej vody z výmenníka tepla je udržiavaná príliš nízko alebo nie je žiadna hladina vody Alebo je hydrofóbna teplota oveľa vyššia ako projektovaná hodnota alebo hydrofóbny prietokový odpor je veľký alebo extrakčný tlak náhle klesá a iné faktory spôsobujú hydrofóbnosť rýchle odparovanie a keď hydrofóbna látka vstúpi do výmenníka tepla ďalšieho stupňa, vznikne para, ktorá umyje rúrku výmenníka tepla a spôsobí poškodenie; 3. Ide o to, že pri poškodení a netesnosti potrubia vo vysokotlakovej rúre sa z netesnosti veľkou rýchlosťou vyrúti vysokotlaková napájacia voda, ktorá odplaví priľahlé rúry alebo priečky. Ďalšou príčinou je priamy vplyv pary alebo hydrofóbnosť. Kvôli nevhodnému materiálu a spôsobu upevnenia protinárazovej dosky. Počas prevádzky sa zlomí alebo odpadne a stráca ochranný účinok proti odieraniu; plocha dosky proti odieraniu nie je dostatočne veľká a kvapky vody sa pohybujú s vysokorýchlostným prúdom vzduchu a narážajú na zväzok rúrok mimo dosky proti odieraniu; vzdialenosť medzi plášťom a zväzkom rúrok je príliš malá, takže prúdenie pary na vstupe Rýchlosť je veľmi vysoká.

Korózne praskanie pod napätím sa vzťahuje na praskanie kovov alebo zliatin spôsobené spoločným pôsobením ťahového napätia a špecifických korozívnych médií. Vyznačuje sa tým, že väčšina povrchu nie je poškodená, do kovu alebo zliatiny preniká len časť jemných prasklín. V bežne používanom rozsahu konštrukčného namáhania sa môže vyskytnúť praskanie koróziou pod napätím, takže následky sú vážne. Dôležité faktory spôsobujúce korózne praskanie pod napätím sú teplota, zloženie roztoku, zloženie kovu alebo zliatiny, napätie a kovová štruktúra.

2.2 Vibrácie trubice

Keď je teplota napájacej vody príliš nízka alebo je jednotka preťažená, keď prietok pary a rýchlosť medzi rúrkami výmenníka tepla prekročia konštrukčnú hodnotu, zväzok rúrok s určitou elasticitou bude vibrovať pôsobením sily rušenia tekutiny na strana škrupiny. Keď sa budiaca sila Keď sa frekvencia zväzku rúrok zhoduje s prirodzenou frekvenciou vibrácií zväzku rúrok alebo jej násobkom, spôsobí to rezonanciu zväzku rúrok a výrazné zvýšenie amplitúdy, čo má za následok opakovanú silu na spojenie medzi rúrkou a rúrkový plech, čo spôsobuje poškodenie zväzku rúrok. Mechanizmus poškodenia zväzku rúrok vibráciami vo všeobecnosti zahŕňa:

①V dôsledku vibrácií prekračuje namáhanie potrubia alebo spoja medzi potrubím a rúrkovnicou limit únavy materiálu, čo spôsobuje zlomenie potrubia v dôsledku únavy;

②Vibračná trubica sa trie o kov šindľa v otvore pre rúrku podopierajúci šindľu, čím je stena trubice tenšia a nakoniec spôsobuje prasknutie;

③ Keď je amplitúda vibrácií veľká, susedné rúry v strede rozpätia sa budú o seba trieť, čo spôsobí opotrebovanie alebo únavu rúr.

2.3 Korózia na vstupnom konci potrubia napájacej vody

K poškodeniu eróziou na konci prívodného potrubia dochádza len vo výmenníkoch tepla z uhlíkovej ocele. Ide o proces poškodenia spôsobený spoločným pôsobením erózie a korózie: mechanizmus spočíva v tom, že oxidový film vytvorený na povrchu kovu steny potrubia je zničený a odvádzaný vysoko turbulentnou napájacou vodou. , Kovový materiál sa neustále stráca. Nakoniec to vedie k prasknutiu potrubia. Niekedy sa môže poškodený povrch rozšíriť až na zvar na konci potrubia alebo dokonca na rúrkovnicu: keď je hodnota pH napájacej vody nízka (menej ako 9,6), obsah kyslíka je vysoký (vyšší ako 7 ug/l), teplota je nízka (menej ako 260 stupňov) a stupeň turbulencie je veľký, náchylný na eróziu.

2.4 Korózia

Keď je materiálom rúrky nízkotlakového výmenníka tepla meď, je často nútená vymeniť nízkotlakovú medenú rúrku z dôvodu vážneho úniku. Keď je hodnota pH 8,5 ~ 8,8, rýchlosť korózie medi je najnižšia. Uhlíková oceľ vyžaduje hodnotu pH nie nižšiu ako 9,5. Hodnota pH napájacej vody kotla bola príliš vysoká, čo spôsobilo koróziu medených rúrok. Hlavné faktory ovplyvňujúce koróziu zväzkov rúr z uhlíkovej ocele sú: obsah kyslíka a hodnota pH napájacej vody: keď je rozpustený kyslík v napájacej vode príliš vysoký alebo hodnota pH príliš nízka, vnútorná stena vysokotlakového potrubia bude korodovať, takže koncentrácia rozpusteného kyslíka v napájacej vode by nemala prekročiť 7 pg/l a hodnota pH sa udržiavala medzi 9,3 a 9,6. Ak sa na strane plášťa nachádza kyslík, spôsobí to kyslíkovú koróziu na vonkajšej stene zväzku rúrok. Usadeniny medi: Môžu spôsobiť jamkovú koróziu, tvorbu jamiek. Teplota ovplyvňuje tvorbu filmu oxidu Fe3O4 na povrchu uhlíkovej ocele: všeobecne sa verí, že film oxidu Fe3O4 je relatívne stabilný, keď je nad 260 stupňov. Pod touto teplotou závisí stupeň ochrany filmu oxidu Fe3O4 od pH napájacej vody a ďalších faktorov prostredia. Keď je hodnota pH väčšia ako 9,6, je to bezpečné.

2.5 Zlý materiál a spracovanie

Materiál rúrky je nekvalitný, hrúbka steny rúrky je nerovnomerná, rúrka je chybná pred montážou, expanzná časť je nadmerne roztiahnutá a na vonkajšej strane rúrky sú stopy poškodenia ťahom. Keď sa výmenník tepla stretne s abnormálnymi pracovnými podmienkami, spôsobí veľké poškodenie rúrky.

3. Protiopatrenia

1 Opatrenia na ošetrenie po výskyte úniku

Keď dôjde k úniku, tlak napájacej vody sa zníži a množstvo napájacej vody odoslanej do kotla sa zníži. Preto, keď sa zistí netesnosť potrubného systému výmenníka tepla, výmenník tepla by sa mal okamžite zastaviť, aby sa znížil počet poškodených potrubí a znížil sa stupeň poškodenia. Keď je jednotka mimo prevádzky, mali by ste skontrolovať, či nedochádza k úniku vo vysokotlakovom generátore, a nájsť spôsob, ako ho odstrániť.

V prípade netesnosti portov by sa mal pôvodný zvarový kov pred opravným zváraním zoškrabať a malo by sa vykonať vhodné tepelné spracovanie, aby sa eliminovalo tepelné namáhanie: pre netesnosť samotnej rúry by mala byť forma a miesto netesnosti zväzku rúrok najprv skontrolujte a mal by sa zvoliť vhodný proces upchávania potrubia, zapojte dva porty trubice. Bez ohľadu na to, aký druh procesu upchávania sa používa, aby sa zabezpečila kvalita upchatej rúry, koniec zablokovanej rúry musí byť dobre ošetrený, aby rúrková doska a otvor rúrky boli okrúhle a čisté a mali dobrý kontakt povrch so zástrčkou. V prípade prasklín alebo erózie na spoji rúrky a rúrkovnice je potrebné odstrániť pôvodný materiál rúrky a zvarový kov na konci tak, aby zátka bola v tesnom kontakte s rúrkovnicou.

2 Bezpečnostné opatrenia

2.1 Preventívne opatrenia proti úniku portu

Pri výrobe výmenníkov tepla by mali byť rúrkové plechy dostatočnej hrúbky, dobré spracovanie otvorov pre rúrky, zváranie na povrch, kompenzátory rúr a procesy zvárania. Pokiaľ ide o prevádzku, rýchlosť nárastu teploty a rýchlosť poklesu teploty výmenníka tepla by mali Neprekračovať predpisy, na strane vody musí byť poistný ventil, aby sa zabránilo pretlaku, a musí existovať správny proces upchávania pre údržbu.

2.2 Opatrenia na zabránenie úniku samotného potrubia

(1) Preventívne opatrenia proti erózii

Obmedzte prietok pary alebo hydrofóbneho prietoku na strane plášťa a zabráňte vzplanutiu v chladiacej časti; para na výstupe zo sekcie chladenia pary musí mať dostatočné zvyškové prehriatie; doska proti odieraniu musí byť pevne pripevnená, plocha je dostatočná a materiál je dobrý; hladina vody na strane plášťa je udržiavaná v normále. Prevádzka pri nízkej alebo žiadnej hladine vody je zakázaná.

(2) Preventívne opatrenia pre vibrácie potrubia

Nainštalujte bezpečnostné dvierka na strane pary na stranu s vysokou parou; obmedziť prietok pary alebo vody na strane plášťa; vzdialenosť medzi rúrkami by mala byť dostatočne veľká, čo na jednej strane znižuje prietok na strane plášťa a na druhej strane znižuje možnosť vzájomného kolízie rúr a ich poškodenia trením: Obmedzenie Dĺžka voľného úseku zväzku rúrok.

(3) Opatrenia na zabránenie erózie na konci prívodu vody do potrubia

Rýchlosť prúdenia tekutiny na strane rúry alebo na strane rúry ovplyvňuje nielen hodnotu súčiniteľa prestupu tepla konvekciou, ale ovplyvňuje aj tepelný odpor nečistôt, čím ovplyvňuje veľkosť celkového súčiniteľa prestupu tepla. Najmä v prípade kvapalín obsahujúcich sediment a iné častice, ktoré sa ľahko ukladajú, je prietok príliš nízky a môže dokonca spôsobiť upchatie potrubia, čo vážne ovplyvňuje používanie zariadenia. Zvýšenie prietoku však výrazne zvýši tlakovú stratu. Preto je veľmi dôležité zvoliť vhodný prietok. Obmedzte prietok napájacej vody, prestaňte používať rad výmenníkov tepla alebo zablokujte veľký počet výmenníkov tepla, prietok v potrubí sa výrazne zvýši, v tomto čase by mala časť napájacej vody vstúpiť do kotla cez obtok alebo znížte zaťaženie jednotky; upravte obsah kyslíka v napájacej vode tak, aby bol malý 7 ug/l, upravte hodnotu pH napájacej vody na 9.2-9.6.

(4) Opatrenia na predchádzanie korózii

Uvoľnenie napätia, napätie môže mať rôzne zdroje, ako je aplikované napätie, zvyškové napätie, napätie pri zváraní a napätie generované produktmi korózie. Pri výbere materiálov urobte z jednotky systém bez obsahu medi, čo je prospešné pre antikoróznu ochranu celej jednotky a kontrolu kvality kryštálov pary; aby ste mali kompletný systém odvzdušnenia, vo všeobecnosti sa odporúča nepoužívať postupné sériové zapojenie pre potrubné spojenia. Zabráňte hromadeniu nekondenzovateľného plynu vo výmenníku tepla s nízkym tlakom; zabezpečiť normálnu prevádzku systému vypúšťania vzduchu. Pri spustení by sa mal zo strany vody a pary vypustiť vzduch a kvalita dodávky vody musí byť kvalifikovaná; pri opustení továrne je potrebné vykonať dobré antikorózne opatrenia, aby sa zabránilo korózii počas skladovania a prepravy. Pre potrubné výmenníky tepla z uhlíkovej ocele sa zvyčajne používajú antikorózne metódy naplnené dusíkom tak na strane pary, ako aj na strane vody; , parou alebo dusíkovou náplňou antikorózne opatrenia a správne upraviť hodnotu pH odkysličenej vody na strane vody, aby plnila ochrannú úlohu.

(5) Preventívne opatrenia proti netesnostiam potrubia v dôsledku zlého materiálu a spracovania

Stena potrubia by mala byť aspoň 2.{1}} mm vyššie, aby sa zlepšila odolnosť proti erózii. Každá trubica by mala byť pred montážou testovaná na detekciu chýb a hydrostatický test; zväzok rúrok by mal byť tepelne spracovaný a bez vizuálnych chýb; otvor rúrky rúrkovej dosky by si mal zachovať určitú drsnosť, toleranciu a sústrednosť a skosenie alebo zaoblenie otvoru rúrky by malo byť hladké a bez defektov. Závada.

(6) Preventívne upchávanie

Vykonajte preventívnu blokádu. Odporúča sa otvoriť obtokový otvor určitej veľkosti na rúrkovnici a zároveň blokovať niektoré rúrky, aby sa znížil prietok napájacej vody a znížila sa korózia. Táto metóda bola prijatá v mnohých elektrárňach doma aj v zahraničí a je dokázané, že dokáže riadne predĺžiť životnosť výmenníka tepla a znížiť počet netesností.

(7) Výber procesu

Vo výmenníku tepla, ktorý druh tekutiny prúdi cez stranu rúrky a ktorý prúdi cez stranu plášťa, možno za všeobecné zásady výberu považovať tieto body:

a) Materiály, ktoré nie sú čisté alebo sa ľahko rozkladajú, a vodný kameň by mali pretekať cez stranu, ktorá sa ľahko čistí. V prípade rovných zväzkov rúrok by sa vyššie uvedené materiály mali vo všeobecnosti viesť vnútri rúrok, ale keď je možné zväzky rúr vybrať na čistenie, môžu sa viesť aj mimo rúr.

b) Kvapalina, ktorá potrebuje zvýšiť prietok, aby sa zvýšil jej koeficient konvekčného prenosu tepla, by mala ísť do rúrky, pretože plocha prierezu vo vnútri rúrky je zvyčajne menšia ako plocha prierezu medzi rúrkami a je ľahké na použitie viacerých priechodov rúr na zvýšenie prietoku.

c) Korozívne materiály by mali ísť dovnútra potrubia, takže plášť môže byť vyrobený z bežných materiálov, iba potrubie, rúrkový plech a hlava by mali byť vyrobené z materiálov odolných voči korózii.

d) Materiál s vysokým tlakom vstupuje do potrubia, takže plášť neznesie vysoký tlak.

e) Materiály s vysokou alebo nízkou teplotou by mali byť vedené v potrubí, aby sa znížili tepelné straty. Samozrejme, pre lepší odvod tepla je možné nechať prejsť plášťom aj materiály s vysokou teplotou.

f) Para vo všeobecnosti prechádza na stranu plášťa, pretože je vhodné vypúšťať kondenzát a para je čistejšia a jej koeficient prenosu tepla konvekciou má malý vzťah s prietokom.

g) Kvapaliny s vysokou viskozitou vo všeobecnosti prúdia priestorom na strane plášťa, pretože pri prúdení na strane plášťa s prepážkami sa prierez a smer prúdenia prietokového kanála neustále menia, čo je možné dosiahnuť pri nízkych číslach Re (Re väčšie ako 100) Dosiahnutie rázového toku prispieva k zlepšeniu koeficientu konvekčného prenosu tepla tekutiny mimo trubice.

Vyššie uvedené body nemôžu byť splnené súčasne a niekedy sú protichodné, takže by sme mali pochopiť hlavné aspekty a prijať príslušné rozhodnutia podľa konkrétnej situácie.