Što uzrokuje curenje u školjkastom i cijevnom izmjenjivaču topline?

Tlak na vodenoj strani izmjenjivača topline površinskog rekuperatora veći je od tlaka na strani pare. Nakon što sustav cjevovoda procuri, dovodna voda će jurnuti u ljusku, uzrokujući da parna strana bude puna vode. Voda se može izliti natrag u parnu turbinu duž cijevi za ekstrakciju pare, uzrokujući deformaciju cilindra parne turbine, promjene u diferencijalnoj ekspanziji, vibracije jedinice, pa čak i lom lopatica i druge nezgode.

Ova vrsta nesreća uzrokovanih curenjem iz izmjenjivača topline uzrokovala je zatvaranje cijele opreme i ulazak vode u parnu turbinu dogodio se mnogo puta u tvornici. Stoga je vrlo važno analizirati uzrok curenja iz izmjenjivača topline i pronaći protumjere za smanjenje curenja što je više moguće.

Analiza uzroka curenja

Propuštanje unutarnjeg sustava cjevovoda cijevnog izmjenjivača topline uglavnom se dijeli na propuštanje same cijevi i propuštanje otvora.

1 Uzroci curenja otvora cijevi

1.1 Pretjerano toplinsko naprezanje

Kada je cijevni izmjenjivač topline u radu, zbog različitih temperatura hladnog i vrućeg fluida, temperature ljuske i stijenke cijevi se razlikuju jedna od druge. Ova razlika uzrokuje različito toplinsko širenje ljuske i cijevi. Kada je temperaturna razlika između to dvoje velika, cijev se može uvrnuti ili se cijev može olabaviti iz cvjetne ploče ili čak uništiti cijeli izmjenjivač topline. S tim u vezi, potrebno je strukturalno razmotriti utjecaj toplinskog širenja i usvojiti različite metode kompenzacije.

Tijekom procesa pokretanja i isključivanja izmjenjivača topline, brzina porasta temperature i stopa pada temperature premašuje propise, tako da su visokotlačne cijevi i cijevni limovi izloženi većem toplinskom naprezanju, a zavari ili dilatacijski spojevi koji povezuju cijevi i cijevni limovi su oštećeni. Uzrok propuštanja otvora: kada se opterećenje mijenja prebrzo tijekom vršne regulacije ili glavni motor ili izmjenjivač topline zataji i izmjenjivač topline se iznenada isključi, ako parna strana prebrzo zaustavi dovod pare ili nakon što parna strana zaustavi dovod pare, vodena strana nastavlja ulaziti u dovod vode, jer je stijenka cijevi tanka i brzo se skuplja, a cijevna ploča je debela i sporo se skuplja, često uzrokujući oštećenje zavara ili dilatacijskog spoja između cijevi i cijevne ploče. Zbog toga je dopuštena stopa pada temperature samo 1,7 stupnjeva /min-2.0 stupnjeva /min, što je strože od dopuštene brzine porasta temperature od 2 stupnja /min-5 stupnjeva / min.

1.2 Deformacija cijevne ploče

To je uglavnom deformacija obrade cijevne ploče i deformacija nastala tijekom obrade. Cijev je spojena na cijevnu ploču, a deformacija cijevne ploče uzrokovat će curenje na otvoru cijevi.

Vodena strana ploče visoke cijevi ima visoki tlak i nisku temperaturu, dok strana pare ima niski tlak i visoku temperaturu, pogotovo ako postoji ugrađeni hidrofobni dio za hlađenje, temperaturna razlika je još veća.

Ako debljina cijevne ploče nije dovoljna, cijevna ploča će imati određenu deformaciju. Središte cijevnog lista će se ispupčiti prema strani pare s niskim tlakom i visokom temperaturom. Na vodenoj strani, cijevna ploča je udubljena u sredini.

Kada se opterećenje glavnog motora mijenja, tlak i temperatura strane za dodavanje pare se mijenjaju u skladu s tim. Osobito kada je vršni raspon brijanja velik, vršna brzina brijanja je prebrza ili se opterećenje iznenada mijenja, pod uvjetom korištenja pumpe za napojnu vodu konstantne brzine, tlak na strani vode će se također jako promijeniti, a može čak i premašiti nazivni tlak visoke količine napojne vode: ove promjene. Iskrivljenje cijevne ploče može uzrokovati curenje na krajevima cijevi ili trajnu deformaciju cijevne ploče.

Ako ulazni ventil visokog spremnika goriva curi iznutra, nakon što se spremnik velike snage isključi tijekom rada glavnog motora, vodena strana visokog spremnika goriva će se zagrijati i tlak će se povećati pri konstantnom volumenu. Ako nema sigurnosnog ventila na strani vode ili sigurnosni ventil ne radi, tlak može porasti vrlo visoko, što će također deformirati cijevni list.

1.3 Neispravan postupak začepljivanja

Općenito, konusni čepovi se obično koriste za zavarivanje cijevi za zatvaranje. Prilikom zabijanja konusnog utikača sila bi trebala biti umjerena; ako je sila udaranja prevelika, rupa cijevi će se deformirati, utječući na spoj između susjedne cijevi i cijevne ploče, što će uzrokovati oštećenje i izazvati novo curenje. Tijekom procesa zavarivanja, ako predgrijavanje, položaj i veličina šava za zavarivanje nisu prikladni, to će uzrokovati oštećenje spoja između susjedne cijevi i cijevne ploče. Korištenje drugih metoda začepljivanja, kao što je začepljivanje ekspanzijske cijevi, začepljivanje eksplozijom itd., ako je postupak neispravan, također će uzrokovati curenje u blizini mlaznice. Stoga treba slijediti strogi postupak začepljivanja.

2 Razlog curenja same cijevi

2.1 Struganje i erozija

Jedan od razloga je taj što kada je brzina protoka pare velika i protok pare sadrži velike kapljice vode, vanjska stijenka cijevi se pere dvofaznim protokom pare i vode, postaje tanja, perforira ili puca pod pritiskom. vodoopskrbe. Glavni razlozi dvofaznog protoka para-voda unutar izmjenjivača topline su: prvo, pregrijana para u odjeljku za hlađenje pregrijanom parom i njezin izlaz ne zadovoljavaju projektne zahtjeve; drugo, razina odvodne vode izmjenjivača topline održava se preniskom ili nema razine vode ili je hidrofobna temperatura puno viša od projektirane vrijednosti ili je hidrofobni otpor protoka velik ili ekstrakcijski tlak iznenada pada i drugi čimbenici čine hidrofobni bljesak ispari, a kada hidrofob uđe u sljedeći stupanj izmjenjivača topline, pojavit će se para koja će isprati cijev izmjenjivača topline i uzrokovati štetu; 3. To je da kada je cijev u visokotlačnoj cijevi oštećena i curi, visokotlačna napojna voda izbija iz mjesta curenja velikom brzinom, što će isprati susjedne cijevi ili pregrade. Drugi uzrok je izravni udar pare ili hidrofobnost. Zbog nerazumnog materijala i načina pričvršćivanja ploče protiv udara. Lomi se ili otpada tijekom rada i gubi učinak zaštite od ogrebotina; područje ploče protiv ogrebotina nije dovoljno veliko, a kapljice vode kreću se s brzim protokom zraka, udarajući u snop cijevi izvan ploče otporne na ogrebotine; udaljenost između ljuske i snopa cijevi je premala, tako da protok pare na ulazu Brzina je vrlo velika.

Pucanje uslijed korozije odnosi se na pucanje metala ili legura uzrokovano zajedničkim djelovanjem vlačnog naprezanja i specifičnih korozivnih medija. Karakterizira ga to što većina površine nije oštećena, samo dio finih pukotina probija metal ili leguru. Do pucanja uslijed korozije može doći unutar uobičajenog proračunskog raspona naprezanja, tako da su posljedice ozbiljne. Važni čimbenici koji uzrokuju pucanje uslijed korozije su temperatura, sastav otopine, sastav metala ili legure, naprezanje i struktura metala.

2.2 Vibracija cijevi

Kada je temperatura dovodne vode preniska ili je jedinica preopterećena, kada protok pare i brzina između cijevi izmjenjivača topline premaše projektiranu vrijednost, snop cijevi s određenom elastičnošću će vibrirati pod djelovanjem sile poremećaja tekućine na strana ljuske. Kad se pobudna sila poklopi s prirodnom vibracijskom frekvencijom snopa cijevi ili njezinim višestrukim frekvencijom, uzrokovat će rezonanciju snopa cijevi i znatno povećati amplitudu, što će rezultirati opetovanom silom na spoju između cijevi i cijevnu ploču, uzrokujući oštećenje snopa cijevi. Mehanizam oštećenja snopa cijevi od vibracija općenito uključuje:

①Zbog vibracija, naprezanje cijevi ili spoja između cijevi i cijevne ploče prelazi granicu izdržljivosti materijala na zamor, uzrokujući lom cijevi zbog zamora;

②Vibrirajuća cijev trlja metalnu ploču u otvoru cijevi koji podupire ploču, što čini stijenku cijevi tanjom i na kraju uzrokuje puknuće;

③ Kada je amplituda vibracija velika, susjedne cijevi u sredini raspona trljat će se jedna o drugu, uzrokujući trošenje ili zamor cijevi.

2.3 Korozija na ulazu napojne vode na kraju cijevi

Oštećenje od erozije na kraju ulazne cijevi događa se samo u izmjenjivačima topline od ugljičnog čelika. To je proces oštećenja uzrokovan zajedničkim djelovanjem erozije i korozije: mehanizam je taj da se oksidni film formiran na površini metala stijenke cijevi uništava i odnosi visoko turbulentnom napojnom vodom. , Metalni materijal se kontinuirano gubi. Na kraju dovesti do loma cijevi. Ponekad se oštećena površina može proširiti do zavara na kraju cijevi ili čak do cijevne ploče: kada je pH vrijednost napojne vode niska (manja od 9,6), sadržaj kisika je visok (veći od 7 ug/L), temperatura je nizak (manji od 260 stupnjeva), a stupanj turbulencije je velik, sklon eroziji.

2.4 Korozija

Kad je materijal cijevi niskotlačnog izmjenjivača topline bakar, niskotlačna bakrena cijev često se mora zamijeniti zbog ozbiljnog curenja. Kada je pH vrijednost 8,5~8,8, stopa korozije bakra je najniža. Ugljični čelik zahtijeva pH vrijednost ne manju od 9,5. pH napojne vode kotla bio je previsok, uzrokujući koroziju bakrenih cijevi. Glavni čimbenici koji utječu na koroziju snopova cijevi od ugljičnog čelika su: sadržaj kisika i pH vrijednost napojne vode: kada je otopljeni kisik u napojnoj vodi previsok ili je pH vrijednost preniska, unutarnja stijenka visokotlačne cijevi će biti korodiran, tako da koncentracija otopljenog kisika u napojnoj vodi ne smije prijeći 7 pg/L, a pH vrijednost se održava između 9,3 i 9,6. Ako kisik postoji na strani ljuske, to će uzrokovati koroziju kisikom na vanjskoj stijenci snopa cijevi. Naslage bakra: mogu uzrokovati rupičastu koroziju, stvarajući jamice. Temperatura utječe na stvaranje Fe3O4 oksidnog filma na površini ugljičnog čelika: općenito se vjeruje da je Fe3O4 oksidni film relativno stabilan kada je iznad 260 stupnjeva. Ispod ove temperature, stupanj zaštite Fe3O4 oksidnog filma ovisi o pH napojnoj vodi i drugim čimbenicima okoliša. Kada je pH vrijednost veća od 9,6, sigurno je.

2.5 Loš materijal i izrada

Materijal cijevi je loš, debljina stijenke cijevi je neujednačena, cijev je neispravna prije sastavljanja, ekspanzijski dio je previše proširen, a na vanjskoj strani cijevi postoje tragovi oštećenja uslijed zatezanja. Kada izmjenjivač topline naiđe na nenormalne radne uvjete, to će uzrokovati mnogo oštećenja cijevi.

3. Protumjere

1 Mjere obrade nakon curenja

Kada dođe do curenja, tlak napojne vode se smanjuje, a smanjuje se i količina napojne vode koja se šalje u kotao. Stoga, kada se pronađe curenje iz sustava cijevi izmjenjivača topline, izmjenjivač topline treba odmah zaustaviti kako bi se smanjio broj oštećenih cijevi i smanjio stupanj oštećenja. Kada jedinica nije u pogonu, trebali biste provjeriti postoji li curenje u visokotlačnom generatoru i pronaći način da se to otkloni.

Za curenje otvora, izvorni metal zavara treba ostrugati prije popravnog zavarivanja i treba provesti odgovarajuću toplinsku obradu kako bi se eliminirao toplinski stres: za curenje same cijevi, oblik i mjesto curenja snopa cijevi treba biti prvo provjerite i treba odabrati odgovarajući postupak začepljivanja cijevi, začepite dva otvora cijevi. Bez obzira koji se postupak začepljivanja koristi, kako bi se osigurala kvaliteta začepljene cijevi, kraj začepljene cijevi mora biti dobro obrađen, tako da ploča cijevi i rupa cijevi budu okrugli i čisti te da imaju dobar kontakt površinu s čepom. U slučaju pukotina ili erozije na spoju između cijevi i cijevne ploče, originalni materijal cijevi i zavareni metal na kraju moraju se ukloniti tako da čep bude u bliskom kontaktu s cijevom.

2 Mjere opreza

2.1 Mjere opreza zbog propuštanja priključka

U proizvodnji izmjenjivača topline trebaju postojati cijevni listovi dovoljne debljine, dobra obrada rupa cijevi, zavarivanje površine, dilatacijski spojevi cijevi i postupci zavarivanja. Što se tiče rada, stopa porasta temperature i stopa pada temperature izmjenjivača topline treba Ne prekoračujte propise, mora postojati sigurnosni ventil na strani vode kako bi se spriječio prekomjerni tlak i mora postojati ispravan postupak začepljivanja radi održavanja.

2.2 Mjere za sprječavanje curenja same cijevi

(1) Preventivne mjere protiv erozije

Ograničite protok pare ili hidrofobnog protoka na strani školjke i spriječite bljeskanje u dijelu za hlađenje; para na izlazu iz odjeljka za hlađenje parom mora imati dovoljnu zaostalu pregrijanost; ploča protiv ogrebotina mora biti čvrsto pričvršćena, površina je dovoljna, a materijal dobar; razina vode na strani ljuske održava se normalnom. Rad s niskom razinom vode ili bez razine vode je zabranjen.

(2) Preventivne mjere za vibracije cijevi

Postavite sigurnosna vrata na strani pare na strani visoke pare; ograničiti protok pare ili vode na strani školjke; razmak između cijevi mora biti dovoljno velik, što s jedne strane smanjuje protok na bočnoj strani školjke, a s druge strane smanjuje mogućnost međusobnog sudaranja cijevi i oštećenja trenjem: Ograničenje Duljina slobodnog dijela snopa cijevi.

(3) Mjere za sprječavanje erozije na ulaznom kraju cijevi

Brzina protoka tekućine na strani cijevi ili na strani cijevi ne utječe samo na vrijednost konvektivnog koeficijenta prijenosa topline, već također utječe na toplinski otpor prljavštine, čime utječe na veličinu ukupnog koeficijenta prijenosa topline. Osobito za tekućine koje sadrže sediment i druge čestice koje se lako talože, brzina protoka je preniska i može čak uzrokovati začepljenje cjevovoda, što ozbiljno utječe na korištenje opreme. Međutim, povećanje protoka značajno će povećati gubitak tlaka. Stoga je vrlo važno odabrati odgovarajući protok. Ograničite brzinu protoka napojne vode, prestanite koristiti niz izmjenjivača topline ili blokirajte veliki broj izmjenjivača topline, brzina protoka u cijevi će se značajno povećati, u ovom trenutku, dio napojne vode treba ući u kotao kroz obilaznicu ili smanjiti opterećenje jedinice; kontrolirajte da sadržaj kisika u napojnoj vodi bude mali 7ug/L, kontrolirajte pH vrijednost napojne vode na 9.2-9.6.

(4) Mjere za sprječavanje korozije

Ublažavanje naprezanja, naprezanje može imati različite izvore, kao što je primijenjeno naprezanje, zaostalo naprezanje, naprezanje zavarivanjem i naprezanje generirano produktima korozije. Prilikom odabira materijala, napravite jedinicu u sustavu bez bakra, što je korisno za zaštitu od korozije cijele jedinice i kontrolu kvalitete kristala pare; da biste imali kompletan sustav ispuštanja zraka, općenito se preporučuje ne koristiti serijsku vezu korak po korak za spajanje cjevovoda. Spriječite nakupljanje plina koji se ne kondenzira u izmjenjivaču topline s niskim tlakom; osigurati normalan rad sustava za ispuštanje zraka. Prilikom pokretanja, strana vode i pare moraju biti ispuštene od zraka, a kvaliteta opskrbe vodom mora biti kvalificirana; moraju se poduzeti dobre mjere protiv korozije pri napuštanju tvornice kako bi se spriječila korozija tijekom skladištenja i transporta. Za cijevne izmjenjivače topline od ugljičnog čelika, antikorozivne metode punjene dušikom obično se koriste i za parnu i za vodenu stranu; , mjere protiv korozije punjenja parom ili dušikom i pravilno prilagodite pH vrijednost deoksigenirane vode na strani vode kako bi imala zaštitnu ulogu.

(5) Preventivne mjere za curenje cijevi uzrokovano lošim materijalom i izradom

Stijenka cijevi trebala bi biti najmanje 20mm iznad kako bi se poboljšala otpornost na eroziju. Svaka cijev treba biti testirana na otkrivanje nedostataka i hidrostatsko ispitivanje prije sastavljanja; snop cijevi mora biti toplinski obrađen i bez vizualnih nedostataka; rupa cijevi na ploči cijevi treba održavati određenu hrapavost, toleranciju i koncentričnost, a skošenje ili zaobljenje rupe cijevi mora biti glatko i bez nedostataka. kvar.

(6) Preventivno začepljenje

Provedite preventivnu blokadu. Preporuča se otvoriti premosnu rupu određene veličine na cijevnom listu dok blokirate neke cijevi kako biste smanjili protok napojne vode i smanjili koroziju. Ova metoda je usvojena u mnogim elektranama u zemlji i inozemstvu, i dokazano je da može pravilno produžiti vijek trajanja izmjenjivača topline i smanjiti broj propuštanja.

(7) Izbor procesa

U izmjenjivaču topline, koja vrsta tekućine teče kroz stranu cijevi, a koja vrsta kroz stranu ljuske, sljedeće se točke mogu smatrati općim načelima za odabir:

a) Materijali koji nisu čisti ili se lako razgrađuju i kamenac trebaju teći kroz stranu koja se lako čisti. Za ravne snopove cijevi, gore spomenute materijale općenito treba usmjeriti unutar cijevi, ali kada se snopovi cijevi mogu ukloniti radi čišćenja, mogu se usmjeriti i izvan cijevi.

b) Tekućina koja treba povećati brzinu protoka kako bi povećala svoj koeficijent konvektivnog prijenosa topline trebala bi ići u cijev, jer je površina poprečnog presjeka unutar cijevi obično manja od površine poprečnog presjeka između cijevi, a lako je za korištenje višestrukih prolaza cijevi za povećanje brzine protoka.

c) Korozivni materijali trebaju ulaziti u cijev, tako da omotač može biti izrađen od običnih materijala, samo cijev, cijevni lim i glava moraju biti izrađeni od materijala otpornih na koroziju.

d) Materijal s visokim tlakom ide unutar cijevi, tako da školjka ne može podnijeti visoki tlak.

e) Materijali s visokom ili niskom temperaturom trebaju biti usmjereni u cijevi kako bi se smanjio gubitak topline. Naravno, za bolju disipaciju topline, materijali za visoke temperature također mogu proći kroz školjku.

f) Para se općenito prenosi na stranu ljuske, jer je pogodno za ispuštanje kondenzata, a para je čišća, a njezin koeficijent konvektivnog prijenosa topline malo je povezan s brzinom protoka.

g) Tekućine s visokom viskoznošću općenito teku kroz bočni prostor ljuske, jer pri strujanju u bočnoj strani ljuske s pregradama, poprečni presjek i smjer protoka kanala protoka se stalno mijenjaju, što se može učiniti pri niskim brojevima Re (Re veći od 100) Postizanje udarnog protoka pogoduje poboljšanju konvektivnog koeficijenta prijenosa topline tekućine izvan cijevi.

Gore navedene točke ne mogu se zadovoljiti u isto vrijeme, a ponekad su i kontradiktorne, stoga bismo trebali shvatiti glavne aspekte i donijeti odgovarajuće odluke u skladu s specifičnom situacijom.