Mi okoz szivárgást a Shell és Tube hőcserélőben?

A felületi típusú rekuperátoros hőcserélő vízoldali nyomása nagyobb, mint a gőzoldali nyomás. Amint a csőrendszer szivárog, a betáplált víz a héjba zúdul, amitől a gőzoldal tele lesz vízzel. A gőzelvezető cső mentén víz kerülhet vissza a gőzturbinába, ami a gőzturbina hengerének deformálódását, a differenciál tágulási változásait, az egység vibrációját, sőt lapáttörést és egyéb baleseteket okozhat.

A hőcserélő szivárgása miatt bekövetkezett ilyen jellegű balesetek a teljes berendezés leállását és a gőzturbina vízbejutását sokszor előfordult a gyárban. Ezért nagyon fontos elemezni a hőcserélő szivárgásának okát, és meg kell találni az ellenintézkedéseket a szivárgás lehető legnagyobb mértékű csökkentésére.

A szivárgás okának elemzése

A csőhőcserélő belső csőrendszerének szivárgása főként magának a csőnek és a nyílásnak a szivárgására oszlik.

1 A csőnyílás szivárgásának okai

1.1 Túlzott hőterhelés

A héj-csöves hőcserélő működése során a hideg és a meleg folyadékok eltérő hőmérséklete miatt a héj és a csőfal hőmérséklete eltérő. Ez a különbség a héj és a cső hőtágulását okozza. Ha nagy a hőmérsékletkülönbség a kettő között, előfordulhat, hogy a cső megcsavarodik, vagy a cső lehúzódhat a viráglemezről, vagy akár az egész hőcserélőt is tönkreteheti. Ebben a tekintetben figyelembe kell venni a hőtágulás szerkezeti hatását, és különféle kompenzációs módszereket kell alkalmazni.

A hőcserélő indítási és leállítási folyamata során a hőmérséklet emelkedési sebessége és hőmérséklet-esési sebessége meghaladja az előírásokat, így a nagynyomású csövek és csőlemezek nagyobb hőterhelésnek vannak kitéve, illetve a hőcserélőt összekötő hegesztési vagy tágulási kötések. csövek és csőlemezek sérültek. A nyílás szivárgásának oka: ha a terhelés túl gyorsan változik a csúcsszabályozás során, vagy a főmotor vagy a hőcserélő meghibásodik és a hőcserélő hirtelen leáll, ha a gőzoldal túl gyorsan leállítja a gőzellátást, vagy miután a gőzoldal leállítja a gőzellátást, a a vízoldal továbbra is bejut a vízellátásba, mivel a csőfal vékony és gyorsan zsugorodó, a csőlemez pedig vastag és lassan zsugorodik, ami gyakran károsítja a cső és a csőlemez közötti hegesztést vagy dilatációs kötést. Emiatt a megengedett hőmérséklet-esési sebesség csak 1,7 fok /perc-2.0 fok /perc, ami szigorúbb, mint a megengedett 2 fok /perc-5 fok / min.

1.2 A csőlemez deformációja

Ez elsősorban a csőlemez feldolgozási deformációja és a feldolgozás során keletkező deformáció. A cső csatlakozik a csőlaphoz, és a csőlemez deformációja szivárgást okoz a cső nyílásában.

A magas csőlemez vízoldala nagy nyomású és alacsony hőmérsékletű, míg a gőzoldal alacsony nyomású és magas hőmérsékletű, különösen, ha van beépített hidrofób hűtőrész, a hőmérsékletkülönbség még nagyobb.

Ha a csőlemez vastagsága nem elegendő, a csőlemez bizonyos deformációt szenved. A csőlap közepe alacsony nyomás és magas hőmérséklet mellett a gőzoldal felé kidomborodik. A víz felőli oldalon a csőlemez középen süllyesztve van.

Amikor a főmotor terhelése megváltozik, a gőztöltő oldal nyomása és hőmérséklete ennek megfelelően változik. Különösen akkor, ha a borotválkozási csúcstartomány nagy, a borotválkozási csúcssebesség túl gyors vagy a terhelés hirtelen megváltozik, állandó sebességű tápvízszivattyú használata esetén a vízoldali nyomás is nagymértékben megváltozik, sőt meghaladhatja a névleges nyomást. magas tápvíz: ezek a változások A csőlemez torzulása a csővégeken szivárgást vagy a csőlemez maradandó deformációját okozhatja.

Ha a nagy tüzelőanyag-tartály bemeneti szelepe belülről szivárog, a nagy teljesítményű tartály leállítása után a főmotor működése közben a nagy üzemanyagtartály vízoldala felmelegszik, és a nyomást állandó térfogattal növelik. Ha nincs biztonsági szelep a víz oldalon, vagy a biztonsági szelep meghibásodik, a nyomás nagyon magasra emelkedhet, és deformálja a csőlapot.

1.3 Nem megfelelő csatlakoztatási folyamat

Általában a kúpos dugókat általában dugócsövek hegesztésére használják. A kúpos dugóba való behajtáskor az erőnek mérsékeltnek kell lennie; Ha a kalapácserő túl nagy, a cső furata deformálódik, ami befolyásolja a szomszédos cső és a csőlemez közötti kapcsolatot, ami károsodást és új szivárgást okoz. A hegesztési folyamat során, ha az előmelegítés, a hegesztési varrat helyzete és mérete nem megfelelő, az a szomszédos cső és a csőlemez kapcsolatának károsodását okozza. Más dugulási módszerek használata, például a tágulási cső dugulása, robbanásos dugulás stb., ha a folyamat nem megfelelő, az is szivárgást okoz a fúvóka közelében. Ezért szigorú bekötési eljárást kell követni.

2 Maga a cső szivárgásának oka

2.1 Súrolás és erózió

Ennek egyik oka az, hogy amikor a gőz áramlási sebessége nagy, és a gőzáram nagy vízcseppeket tartalmaz, a cső külső fala a gőz és víz kétfázisú áramlása miatt lemosódik, elvékonyodik, kilyukad vagy a nyomás hatására szétreped. a vízellátásról. A hőcserélőn belüli gőz-víz kétfázisú áramlás fő okai: először is, a túlhevített gőz hűtőrészében és annak kimenetében lévő túlhevített gőz nem felel meg a tervezési követelményeknek; másodszor, a hőcserélő lefolyóvízszintje túl alacsonyan van tartva, vagy nincs vízszint, vagy a hidrofób hőmérséklet sokkal magasabb, mint a tervezési érték, vagy a hidrofób áramlási ellenállás nagy, vagy az elszívási nyomás hirtelen csökken, és egyéb tényezők teszik a hidrofób hatást gyorsan elpárolognak, és amikor a hidrofób belép a következő fokozatú hőcserélőbe, gőz keletkezik, ami kimossa a hőcserélő csövét és károkat okoz; 3. Ha a nagynyomású csőben lévő cső megsérül és szivárog, a nagynyomású tápvíz nagy sebességgel zúdul ki a szivárgásból, ami elmossa a szomszédos csöveket vagy válaszfalakat. Egy másik ok a gőz vagy a hidrofób hatás közvetlen hatása. Az ütésgátló lemez ésszerűtlen anyaga és rögzítési módja miatt. Működés közben eltörik vagy leesik, elveszíti súrlódásgátló hatását; a súrlódásgátló lemez területe nem elég nagy, és a vízcseppek a nagy sebességű légáramlással együtt mozognak, és a súrlódásmentes lemezen kívüli csőkötegbe ütköznek; túl kicsi a távolság a héj és a csőköteg között, így a gőz áramlása a bemenetnél A sebesség nagyon nagy.

A feszültségkorróziós repedés fémek vagy ötvözetek repedésére utal, amelyet húzófeszültség és speciális korrozív közeg együttes hatása okoz. Jellemzője, hogy a felület nagy része nem sérül, csak a finom repedések egy része hatol be a fémbe vagy ötvözetbe. A feszültségkorróziós repedés az általánosan használt tervezési feszültségtartományon belül fordulhat elő, így a következmények súlyosak. A feszültségkorróziós repedést okozó fontos tényezők a hőmérséklet, az oldat összetétele, a fém vagy ötvözet összetétele, a feszültség és a fémszerkezet.

2.2 Csővibráció

Ha a tápvíz hőmérséklete túl alacsony, vagy az egység túlterhelt, amikor a hőcserélő csövei közötti gőzáramlás és sebesség meghaladja a tervezési értéket, a bizonyos rugalmasságú csőköteg rezegni fog a folyadékra ható zavaró erő hatására. héj oldala. Amikor a gerjesztő erő Ha a csőköteg frekvenciája egybeesik a csőköteg természetes rezgésfrekvenciájával vagy annak többszörösével, ez a csőköteg rezonációját okozza, és nagymértékben növeli az amplitúdót, ami ismétlődő erőhatást eredményez a cső és a cső közötti kapcsolaton. a csőlapot, ami károsíthatja a csőköteget. A csőköteg vibrációs károsodásának mechanizmusa általában a következőket tartalmazza:

① A rezgés miatt a cső vagy a cső és a csőlemez közötti csatlakozás feszültsége meghaladja az anyag fáradási határértékét, ami a cső kifáradás miatti törését okozza;

②A vibrációs cső a deszkát tartó csőfuratban dörzsölődik a deszkalap féméhez, ami vékonyabbá teszi a cső falát és végül szakadást okoz;

③ Ha a rezgés amplitúdója nagy, a fesztáv közepén lévő szomszédos csövek egymáshoz dörzsölődnek, ami a csövek kopását vagy kifáradását okozza.

2.3 Korrózió a cső tápvíz bemeneti végénél

Eróziós károsodás a bemeneti cső végén csak a szénacél hőcserélőkben fordul elő. Az erózió és a korrózió együttes fellépése által előidézett károsodási folyamat: a mechanizmus az, hogy a csőfal fém felületén kialakuló oxidfilmet a nagy turbulens tápvíz tönkreteszi és elviszi. , A fémanyag folyamatosan elveszik. Végül a csőtöréshez vezethet. Néha a sérült felület kiterjeszthető a csővégi hegesztésre vagy akár a csőlemezre is: amikor a betáplált víz pH-értéke alacsony (9,6-nál kisebb), az oxigéntartalom magas (7 ug/L-nél nagyobb), a hőmérséklet alacsony (kevesebb, mint 260 fok), és a turbulencia mértéke nagy, hajlamos az erózióra.

2.4 Korrózió

Ha a kisnyomású hőcserélő csőanyaga réz, a kisnyomású rézcsövet gyakran cserélni kell súlyos szivárgás miatt. Amikor a pH-érték 8,5-8,8, a réz korróziós sebessége a legalacsonyabb. A szénacél pH-értéke legalább 9,5 legyen. A kazán tápvíz pH-ja túl magas volt, ami a rézcsövek korrózióját okozta. A szénacél csőkötegek korrózióját befolyásoló fő tényezők: a tápvíz oxigéntartalma és pH-értéke: ha a tápvízben az oldott oxigén túl magas vagy a pH-érték túl alacsony, a nagynyomású cső belső fala korrodálódni fog, így az oldott oxigén koncentrációja a tápvízben nem haladhatja meg a 7pg/L értéket, és a pH értéket 9,3 és 9,6 között tartottuk. Ha oxigén van a héj oldalán, az oxigénkorróziót okoz a csőköteg külső falán. Rézlerakódások: Pöttyös korróziót, gödröket képezhet. A hőmérséklet befolyásolja a Fe3O4-oxid film képződését a szénacél felületén: általában úgy gondolják, hogy az Fe3O4-oxid film viszonylag stabil, ha 260 fok felett van. Ezen hőmérséklet alatt a Fe3O4-oxid film védettségi foka a tápvíz pH-értékétől és egyéb környezeti tényezőktől függ. Ha a pH-érték nagyobb, mint 9,6, biztonságos.

2.5 Rossz anyag és kidolgozás

A cső anyaga szegényes, a csőfal vastagsága egyenetlen, a cső összeszerelés előtt hibás, a tágulási rész túlzottan kitágult, a cső külső oldalán szakítósérülési nyomok láthatók. Ha a hőcserélő rendellenes működési feltételekkel találkozik, az nagy károkat okoz a csőben.

3. Ellenintézkedések

1 Kezelési intézkedések szivárgás után

Szivárgás esetén a tápvíz nyomása csökken, és a kazánba továbbított tápvíz mennyisége csökken. Ezért, ha a hőcserélő csőrendszerében szivárgást észlelnek, a hőcserélőt azonnal le kell állítani, hogy csökkentsék a sérült csövek számát és a károsodás mértékét. Amikor az egység üzemen kívül van, ellenőrizni kell, hogy nincs-e szivárgás a nagynyomású generátorban, és meg kell találni a módját annak megszüntetésére.

A nyílások szivárgásához a javítóhegesztés előtt le kell kaparni az eredeti hegesztési fémet, és megfelelő hőkezelést kell végezni a hőfeszültség kiküszöbölése érdekében: magának a csőnek a szivárgásához a csőköteg szivárgásának formáját és helyét kell meghatározni. először ellenőrizni kell, és ki kell választani a megfelelő csődugaszolási eljárást, dugja be a cső két portját. Függetlenül attól, hogy milyen dugulási eljárást alkalmaznak, a dugaszolt cső minőségének biztosítása érdekében az eltömődött cső végét jól kell kezelni, hogy a csőlemez és a csőfurat kerek és tiszta legyen, és jó érintkezéssel rendelkezzen. felületét a dugóval. Repedések vagy erózió esetén a cső és a csőlemez csatlakozásánál az eredeti csőanyagot és a végén lévő hegesztési fémet el kell távolítani úgy, hogy a dugó szorosan érintkezzen a csőlemezzel.

2 Óvintézkedések

2.1 A port szivárgásával kapcsolatos óvintézkedések

A hőcserélők gyártásánál kellő vastagságú csőlemezek, jó csőfuratfeldolgozás, felülethegesztés, csőtágulási hézagok és hegesztési eljárások legyenek. A működés szempontjából a hőcserélő hőmérséklet-emelkedési és hőmérséklet-esési sebessége ne lépje túl az előírásokat, a vízoldalon biztonsági szelepnek kell lennie a túlnyomás megelőzése érdekében, és a karbantartáshoz megfelelő dugulási folyamatnak kell lennie.

2.2 A cső szivárgásgátló intézkedései

(1) Megelőző intézkedések az erózió ellen

Korlátozza a gőz vagy a hidrofób áramlási sebességet a héj oldalán, és akadályozza meg a villogást a hűtőrészben; a gőzhűtő rész kimeneténél a gőznek elegendő maradék túlhevítéssel kell rendelkeznie; a súrlódásgátló lemeznek szilárdan rögzítve kell lennie, a területnek elegendőnek kell lennie, és az anyagnak jónak kell lennie; a héj oldali vízszintet normálisan tartják. Alacsony vízállású vagy vízszint nélküli üzemelés tilos.

(2) Megelőző intézkedések a csőrezgés ellen

Szereljen fel egy gőzoldali biztonsági ajtót a magas gőzoldalra; korlátozza a gőz vagy a víz áramlási sebességét a héj oldalán; a csövek közötti távolság kellően nagy legyen, ami egyrészt csökkenti a héj oldali áramlási sebességét, másrészt csökkenti a csövek egymásnak ütközésének és a súrlódás miatti sérülésének lehetőségét: Korlátozás A szabad szakasz hossza a csőkötegből.

(3) Erózió elleni intézkedések a cső vízbevezető végén

A folyadék áramlási sebessége a cső felőli oldalon vagy a cső felőli oldalon nemcsak a konvektív hőátbocsátási tényező értékét befolyásolja, hanem a szennyeződés hőellenállását is befolyásolja, így befolyásolja a teljes hőátbocsátási tényező nagyságát. Különösen az üledéket és más, könnyen lerakható részecskéket tartalmazó folyadékok esetében az áramlási sebesség túl alacsony, és akár csővezeték eltömődést is okozhat, ami súlyosan befolyásolja a berendezés használatát. Az áramlási sebesség növelése azonban jelentősen növeli a nyomásveszteséget. Ezért nagyon fontos a megfelelő áramlási sebesség kiválasztása. Korlátozza a betáplált víz áramlási sebességét, hagyja abba a hőcserélők sorának használatát vagy blokkoljon sok hőcserélőt, a csőben lévő áramlási sebesség jelentősen megnő, ekkor a tápvíz egy részének be kell jutnia a kazánba a bypass-on keresztül vagy csökkentse az egység terhelését; a tápvíz oxigéntartalmát kis 7 ug/L-re, a tápvíz pH értékét 9-re szabályozni.2-9.6.

(4) Korróziómegelőzési intézkedések

A feszültségmentesítésnek, a feszültségnek többféle forrása lehet, például alkalmazott feszültség, maradó feszültség, hegesztési feszültség és korróziós termékek által keltett feszültség. Anyagok kiválasztásakor az egységet rézmentes rendszerré alakítsuk, ami előnyös az egész egység korrózióvédelme és a gőzkristályok minőségellenőrzése szempontjából; a komplett levegőkibocsátó rendszerhez általában nem ajánlott lépésről-lépésre soros csatlakozást alkalmazni a csővezeték-csatlakozásokhoz. Akadályozza meg, hogy nem kondenzálódó gázok halmozódjanak fel a hőcserélőben alacsony nyomással; biztosítsa a légtelenítő rendszer normál működését. Indításkor a víz- és gőzoldalról levegőt kell engedni, a vízellátás minőségét minősíteni kell; A gyár elhagyásakor megfelelő korróziógátló intézkedéseket kell tenni, hogy megakadályozzák a korróziót a tárolás és a szállítás során. A szénacél csöves hőcserélőknél általában nitrogénnel töltött korróziógátló módszereket alkalmaznak mind a gőz, mind a víz oldalon; , gőzzel vagy nitrogénnel feltöltött korróziógátló intézkedéseket, és megfelelően állítsa be az oxigénmentesített víz pH-értékét a víz oldalon, hogy védő szerepet töltsön be.

(5) Megelőző intézkedések a rossz anyag- és kivitelezés miatti csőszivárgás esetére

A csőfalnak legalább 20mm-rel magasabbnak kell lennie az erózióállóság javítása érdekében. Összeszerelés előtt minden csövet meg kell vizsgálni a hibák észlelésére és a hidrosztatikai vizsgálatra; a csőkötegnek hőkezeltnek és vizuális hibáktól mentesnek kell lennie; a csőlemez csőfuratának meg kell őriznie egy bizonyos érdességet, tűrést és koncentrikusságot, és a csőfurat letörésének vagy lekerekítésének simának és hibamentesnek kell lennie. hiba.

(6) Megelőző dugulás

Végezzen megelőző blokkolást. Javasoljuk, hogy egy bizonyos méretű bypass lyukat nyisson a csőlapon, miközben egyes csöveket blokkoljon, hogy csökkentse a tápvíz áramlási sebességét és csökkentse a korróziót. Ezt a módszert számos erőműben alkalmazták itthon és külföldön, és bebizonyosodott, hogy megfelelően meghosszabbítja a hőcserélő élettartamát és csökkenti a szivárgások számát.

(7) A folyamat kiválasztása

A hőcserélőben, hogy milyen folyadék folyik át a csőoldalon és milyen a héj oldalán, a következő szempontok tekinthetők általános kiválasztási elvnek:

a) A nem tiszták vagy könnyen lebomló anyagoknak és a vízkőnek át kell folyniuk a könnyen tisztítható oldalon. Egyenes csőkötegek esetén a fent említett anyagokat általában a csövek belsejében kell elvezetni, de amikor a csőkötegek tisztítás céljából eltávolíthatók, akkor a csöveken kívül is elvezethetők.

b) A konvektív hőátbocsátási tényező növeléséhez az áramlási sebességet növelő folyadéknak a csőbe kell mennie, mert a cső belsejében a keresztmetszeti terület általában kisebb, mint a csövek közötti keresztmetszeti terület, és könnyű hogy több csövet használjunk az áramlási sebesség növelésére.

c) A cső belsejébe korrozív anyagok kerüljenek, hogy a héj közönséges anyagból készülhessen, csak a cső, a csőlemez és a fej legyen korrózióálló anyagból.

d) A nagy nyomású anyag a cső belsejébe kerül, így a héj nem bírja a nagy nyomást.

e) A hőveszteség csökkentése érdekében a csőben magas vagy alacsony hőmérsékletű anyagokat kell vezetni. Természetesen a jobb hőelvezetés érdekében a magas hőmérsékletű anyagokat is átengedhetjük a héjon.

f) A gőzt általában a héj oldalára vezetik, mert kényelmes a kondenzátum elvezetése, a gőz tisztább, és a konvektív hőátbocsátási tényezője csekély összefüggésben van az áramlási sebességgel.

g) A nagy viszkozitású folyadékok általában a héj felőli téren áramlanak át, mert a héjoldali terelőlemezekkel történő áramláskor az áramlási csatorna keresztmetszete és áramlási iránya folyamatosan változik, ami kis Re számoknál (Re nagyobb, mint 100) A túlfeszültség elérése elősegíti a csövön kívüli folyadék konvektív hőátbocsátási tényezőjének javítását.

A fenti pontok nem teljesíthetők egyszerre, sőt néha egymásnak ellentmondanak, ezért érdemes megragadni a fő szempontokat, és az adott helyzetnek megfelelően megfelelő döntéseket hozni.