Šta uzrokuje curenje u izmjenjivaču topline s školjkom i cijevi?

Pritisak na vodenoj strani izmjenjivača topline površinskog rekuperatora veći je od pritiska na strani pare. Kada sistem cjevovoda procuri, napojna voda će juriti u školjku, 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, promjenu diferencijalnog širenja, vibracije jedinice, pa čak i lomljenje lopatica i druge nezgode.

Ovakve nezgode uzrokovane curenjem izmjenjivača topline dovele su do gašenja cijelog kompleta opreme, a ulazak vode u parnu turbinu se više puta desio u fabrici. Stoga je vrlo važno analizirati uzrok curenja izmjenjivača topline i pronaći protumjere za smanjenje curenja što je više moguće.

Analiza uzroka curenja

Curenje unutrašnjeg sistema cjevovoda cijevnog izmjenjivača topline uglavnom se dijeli na curenje same cijevi i curenje otvora.

1 Uzroci curenja otvora cijevi

1.1 Prekomjerno termičko opterećenje

Kada je školjkasti 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 njih velika, cijev može biti uvrnuta, ili se cijev može olabaviti sa ploče za cvijeće ili čak uništiti cijeli izmjenjivač topline. S tim u vezi, potrebno je konstruktivno razmotriti utjecaj toplinskog širenja, te usvojiti različite metode kompenzacije.

Tokom procesa pokretanja i isključivanja izmjenjivača topline, brzina porasta temperature i stopa pada temperature premašuju propise, tako da su cijevi pod visokim pritiskom i cijevni listovi podložni većem termičkom naprezanju, a zavareni ili dilatacijski spojevi koji spajaju cijevi i cijevni listovi su oštećeni. Uzrok curenja otvora: kada se opterećenje mijenja prebrzo tokom vršne regulacije ili glavni motor ili izmjenjivač topline pokvare i izmjenjivač topline se iznenada ugasi, ako parna strana prebrzo zaustavi dovod pare, ili nakon što parna strana zaustavi dovod pare, vodena strana nastavlja da ulazi u vodoopskrbu, jer je zid cijevi tanak i brzo se skuplja, a cijev je debela i skuplja se sporo, često uzrokujući oštećenje vara ili dilatacijskog spoja između cijevi i cijevnog lima. Zbog toga je dozvoljena stopa pada temperature samo 1,7 stepen/min-2.0 stepen/min, što je strože od dozvoljene brzine porasta temperature od 2 stepena/min-5 stepen/ min.

1.2 Deformacija cijevnog lima

To je uglavnom procesna deformacija cijevnog lista i deformacija nastala tokom obrade. Cijev je spojena na cijev, a deformacija cijevnog lista će uzrokovati curenje na otvoru cijevi.

Vodena strana ploče visoke cijevi ima visoki tlak i nisku temperaturu, dok parna strana ima nizak pritisak i visoku temperaturu, posebno ako je ugrađen hidrofobni dio za hlađenje, temperaturna razlika je još veća.

Ako debljina cijevnog lista nije dovoljna, cijev će imati određenu deformaciju. Središte cijevnog lista će se ispupčiti prema strani pare pri niskom pritisku i visokoj temperaturi. Sa vodene strane, cijev je utonula u sredinu.

Kada se opterećenje glavnog motora promijeni, tlak i temperatura na strani za dodavanje pare se mijenjaju u skladu s tim. Naročito kada je raspon vršnog brijanja velik, vršna brzina brijanja je prebrza ili se opterećenje naglo mijenja, pod uvjetom korištenja pumpe za dovod vode s konstantnom brzinom, pritisak na strani vode će se također uvelike promijeniti, pa čak može premašiti nazivni tlak visoke napojne vode: ove promjene Izobličenje cijevnog lista može uzrokovati curenje na krajevima cijevi ili trajnu deformaciju cijevnog lista.

Ako ulazni ventil visokog rezervoara za gorivo propušta iznutra, nakon što se rezervoar velike snage isključi tokom rada glavnog motora, vodena strana visokog rezervoara goriva će se zagrijati i pritisak će se povećati pri konstantnoj zapremini. Ako na strani vode nema sigurnosnog ventila ili sigurnosni ventil pokvari, pritisak može porasti vrlo visoko, što će također deformirati cijev.

1.3 Nepravilan proces priključivanja

Općenito, konusni čepovi se obično koriste za zavarivanje začepnih cijevi. Prilikom zabijanja u konusni čep, sila treba biti umjerena; ako je sila udaranja prevelika, otvor cijevi će se deformirati, što će utjecati na vezu između susjedne cijevi i cijevnog lista, što će uzrokovati oštećenje i uzrokovati novo curenje. Tokom procesa zavarivanja, ako predgrijavanje, položaj i veličina šava za zavarivanje nisu prikladni, to će uzrokovati oštećenje veze između susjedne cijevi i cijevnog lista. Korištenjem drugih metoda začepljenja, kao što je čepljenje ekspanzione cijevi, začepljenje eksplozijom, itd., ako je proces neispravan, to će također uzrokovati curenje u blizini mlaznice. Stoga, treba slijediti striktan proces začepljenja.

2 Razlog za curenje same cijevi

2.1 Rezanje i erozija

Jedan od razloga je taj što kada je brzina strujanja pare velika i tok pare sadrži velike kapljice vode, vanjski zid cijevi se ispere dvofaznim strujanjem pare i vode, postaje tanji, perforira ili puca pod pritiskom. vodosnabdijevanja. Glavni razlozi dvofaznog strujanja para-voda unutar izmjenjivača topline su: prvo, pregrijana para u dijelu za hlađenje pregrijane pare i njen izlaz ne zadovoljavaju projektne zahtjeve; drugo, nivo odvodne vode iz izmenjivača toplote je prenizak ili nema nivoa vode ili je hidrofobna temperatura mnogo viša od projektovane vrednosti ili je hidrofobni otpor protoka veliki ili pritisak ekstrakcije naglo opada i drugi faktori čine hidrofobnim fleš ispari, a kada hidrofobni uđe u izmjenjivač topline sljedećeg stupnja, pojavit će se para, koja će oprati cijev izmjenjivača topline i uzrokovati oštećenje; 3. To je da kada je cijev u cijevi visokog pritiska oštećena i curi, napojna voda pod visokim pritiskom izbija iz mjesta curenja velikom brzinom, što će isprati susjedne cijevi ili pregrade. Drugi uzrok je direktan utjecaj pare ili hidrofobnosti. Zbog nerazumnog materijala i načina pričvršćivanja anti-šok ploče. Tokom rada lomi se ili otpada i gubi efekat zaštite od struganja; površina ploče protiv pražnjenja nije dovoljno velika, a kapljice vode se kreću brzim protokom zraka, udarajući u snop cijevi izvan ploče otporne na pražnjenje; udaljenost između školjke i snopa cijevi je premala, tako da je protok pare na ulazu Brzina vrlo velika.

Korozijsko pucanje pod naponom odnosi se na pucanje metala ili legura uzrokovano zajedničkim djelovanjem vlačnog naprezanja i specifičnih korozivnih medija. Odlikuje se time što veći dio površine nije oštećen, samo dio finih pukotina prodire u metal ili leguru. Pucanje od korozije pod naprezanjem može se pojaviti unutar uobičajeno korištenog raspona projektnog naprezanja, tako da su posljedice ozbiljne. Važni faktori koji uzrokuju korozijsko pucanje pod naponom su temperatura, sastav rastvora, sastav metala ili legure, naprezanje i metalna struktura.

2.2 Vibracije cijevi

Kada je temperatura napojne vode preniska ili je jedinica preopterećena, kada protok pare i brzina između cijevi izmjenjivača topline premaše projektnu vrijednost, snop cijevi s određenom elastičnošću će vibrirati pod djelovanjem sile poremećenja fluida na ljuska strana. Kada pobudna sila Kada se frekvencija snopa cijevi poklopi sa frekvencijom prirodne vibracije snopa cijevi ili njenom višestrukom, to će uzrokovati rezonanciju snopa cijevi i znatno povećati amplitudu, što će rezultirati ponavljanom silom na spoju između cijevi i cijev, uzrokujući oštećenje snopa cijevi. Mehanizam oštećenja od vibracija snopa cijevi općenito uključuje:

①Usljed vibracija, napon cijevi ili spoja između cijevi i cijevnog lista prelazi granicu izdržljivosti materijala na zamor, uzrokujući lom cijevi zbog zamora;

②Vibrirajuća cijev trlja se o metal lajsne u otvoru cijevi koji podupire ploču, što čini zid cijevi tanjim i konačno uzrokuje pucanje;

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

2.3 Korozija na ulaznom kraju cijevi za napojnu vodu

Oštećenja od erozije na kraju ulazne cijevi javljaju se samo kod izmjenjivača topline od ugljičnog čelika. To je proces oštećenja uzrokovan zajedničkim djelovanjem erozije i korozije: mehanizam je da se oksidni film formiran na površini metala stijenke cijevi uništi i odnese visoko turbulentnom napojnom vodom. , Metalni materijal se kontinuirano gubi. Na kraju dovesti do loma cijevi. Ponekad se oštećena površina može proširiti na zavar na kraju cijevi ili čak na cijev: kada je pH vrijednost napojne vode niska (manja od 9,6), sadržaj kisika je visok (veći od 7 ug/L), temperatura je nizak (manje od 260 stepeni), a stepen turbulencije je veliki, sklon eroziji.

2.4 Korozija

Kada je materijal cijevi niskotlačnog izmjenjivača topline bakar, bakarna cijev niskog tlaka 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 u kotlu je bio previsok, uzrokujući koroziju bakarnih cijevi. Glavni faktori 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, unutrašnji zid cijevi visokog pritiska će biti korodiran, tako da koncentracija rastvorenog kiseonika u napojnoj vodi ne bi trebalo da prelazi 7 pg/L, a pH vrednost je održavana između 9,3 i 9,6. Ako kisik postoji na strani ljuske, to će uzrokovati kisikovu koroziju na vanjskom zidu snopa cijevi. Naslage bakra: Može izazvati piting koroziju, formirajući jame. Temperatura utječe na formiranje Fe3O4 oksidnog filma na površini ugljičnog čelika: općenito se vjeruje da je Fe3O4 oksidni film relativno stabilan kada je iznad 260 stepeni. Ispod ove temperature, stepen zaštite Fe3O4 oksidnog filma zavisi od pH napojne vode i drugih faktora okoline. 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 montaže, ekspanzioni dio je prekomjerno proširen, a na vanjskoj strani cijevi postoje tragovi oštećenja na istezanje. Kada izmjenjivač topline naiđe na nenormalne radne uvjete, to će uzrokovati velika oštećenja cijevi.

3. Protivmjere

1 Mjere tretmana nakon curenja

Kada dođe do curenja, pritisak napojne vode se smanjuje, a količina napojne vode koja se šalje u kotao se smanjuje. Stoga, kada se otkrije curenje cijevnog sustava izmjenjivača topline, izmjenjivač topline treba odmah zaustaviti kako bi se smanjio broj oštećenih cijevi i smanjio stepen oštećenja. Kada jedinica nije u funkciji, trebate provjeriti da li postoji curenje u visokotlačnom generatoru i pronaći način da ga otklonite.

Za curenje otvora, originalni metal zavara treba ostrugati prije popravnog zavarivanja i izvršiti odgovarajuću toplinsku obradu kako bi se eliminisalo termičko naprezanje: za curenje same cijevi, oblik i mjesto curenja snopa cijevi treba biti prvo provjerite i treba odabrati odgovarajući proces začepljenja cijevi, začepite dva priključka cijevi. Bez obzira na to kakav se postupak začepljenja koristi, kako bi se osigurala kvaliteta začepljene cijevi, kraj začepljene cijevi mora biti dobro obrađen, tako da ploča cijevi i otvor cijevi budu okrugli i čisti, te da imaju dobar kontakt površine sa utikačem. U slučaju pukotina ili erozije na spoju između cijevi i cijevnog lima, originalni materijal cijevi i metal zavarivanja na kraju moraju se ukloniti tako da čep bude u bliskom kontaktu s cijevnim limom.

2 Mjere opreza

2.1 Mjere predostrožnosti zbog curenja porta

U proizvodnji izmjenjivača topline trebaju postojati cijevni listovi dovoljne debljine, dobra obrada rupa cijevi, navarivanje, dilatacijski spojevi cijevi i postupci zavarivanja. Što se tiče rada, brzina porasta temperature i brzina pada temperature izmjenjivača topline ne bi trebali prelaziti propise, mora postojati sigurnosni ventil na strani vode kako bi se spriječio nadpritisak i mora postojati ispravan proces začepljenja za održavanje.

2.2 Mjere za sprječavanje curenja same cijevi

(1) Preventivne mjere protiv erozije

Ograničite paru ili hidrofobni protok na strani kućišta i spriječite treperenje u dijelu za hlađenje; para na izlazu iz sekcije za hlađenje parom mora imati dovoljnu preostalu pregrijanost; ploča protiv ribanja mora biti čvrsto pričvršćena, površina je dovoljna i materijal je dobar; nivo vode na strani školjke održava se normalnim. Rad sa niskim vodostajem ili bez vodostaja je zabranjen.

(2) Preventivne mjere za vibracije cijevi

Ugradite sigurnosna vrata na strani pare na strani visoke pare; ograničiti brzinu protoka pare ili vode na strani ljuske; razmak između cijevi treba biti dovoljno velik, što s jedne strane smanjuje brzinu protoka na strani ljuske, a s druge strane smanjuje mogućnost da se cijevi međusobno sudare i oštete trenjem: Ograničenje Dužina slobodnog dijela snopa cijevi.

(3) Mere za sprečavanje erozije na kraju cevi za dovod vode

Brzina protoka fluida na strani cijevi ili na strani cijevi ne samo da utječe na vrijednost koeficijenta konvektivnog prijenosa topline, već utiče i na toplinski otpor prljavštine, čime utječe na veličinu ukupnog koeficijenta prijenosa topline. Posebno za tečnosti koje sadrže sediment i druge čestice koje se lako talože, brzina protoka je preniska i može čak uzrokovati začepljenje cjevovoda, što ozbiljno utiče na upotrebu opreme. Međutim, povećanje brzine protoka značajno će povećati gubitak pritiska. Zbog toga je veoma važno odabrati odgovarajući protok. Ograničite protok 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 bi trebao ući u kotao kroz premosnicu ili smanjiti opterećenje jedinice; kontrolirajte sadržaj kisika u napojnoj vodi da bude mali 7 ug/L, kontrolirajte pH vrijednost napojne vode na 9.2-9.6.

(4) Mere za sprečavanje korozije

Rasterećenje naprezanja, naprezanje može imati različite izvore, kao što su primijenjeno naprezanje, zaostalo naprezanje, naprezanje zavarivanja i naprezanje koje stvaraju proizvodi korozije. Prilikom odabira materijala, pretvorite jedinicu u sistem bez bakra, što je korisno za antikorozivnu zaštitu cijele jedinice i kontrolu kvaliteta parnih kristala; da biste imali kompletan sistem za ispuštanje vazduha, generalno se preporučuje da se ne koristi serijski priključak korak po korak za cevovodne veze. Spriječite akumulaciju plina koji se ne kondenzira u izmjenjivaču topline pri niskom pritisku; osigurati normalan rad sistema za ispuštanje zraka. Prilikom puštanja u rad, vodenu i parnu stranu treba isprazniti od zraka, a kvalitet vodoopskrbe mora biti kvalifikovan; Moraju se preduzeti dobre antikorozivne mere prilikom izlaska iz fabrike, kako bi se sprečila korozija tokom skladištenja i transporta. Za izmjenjivače topline cijevi od ugljičnog čelika, metode zaštite od korozije punjene dušikom se obično koriste i za parnu i za vodenu stranu; , parom ili azotnim punjenjem mjere antikorozivne mjere i pravilno podesiti pH vrijednost deoksigenirane vode na strani vode kako bi imala zaštitnu ulogu.

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

Zid cijevi treba biti najmanje 20mm iznad radi poboljšanja otpornosti na eroziju. Svaku cijev treba testirati na detekciju grešaka i hidrostatičko ispitivanje prije sklapanja; snop cijevi treba biti termički obrađen i bez vizualnih nedostataka; otvor za cijev na cijevnoj ploči treba održavati određenu hrapavost, toleranciju i koncentričnost, a iskošenje ili zaobljenje otvora cijevi treba biti glatko i bez defekata. glitch.

(6) Preventivno začepljenje

Izvršite preventivnu blokadu. Preporučuje se otvaranje obilaznog otvora određene veličine na cijevnom listu dok blokirate neke cijevi kako bi se smanjio protok napojne vode i smanjila korozija. Ova metoda je usvojena u mnogim elektranama u zemlji i inostranstvu, a dokazano je da može pravilno produžiti vijek trajanja izmjenjivača topline i smanjiti broj curenja.

(7) Izbor procesa

U izmjenjivaču topline, koja vrsta tekućine teče kroz cijev, a koja kroz stranu kućišta, sljedeće tačke se mogu smatrati općim principima za odabir:

a) Materijali koji nisu čisti ili se lako raspadaju i kamenac treba da teče kroz stranu koja se lako čisti. Za snopove ravnih cijevi, gore spomenuti materijali bi se općenito trebali usmjeriti unutar cijevi, ali kada se snopovi cijevi mogu ukloniti radi čišćenja, mogu se izvući i izvan cijevi.

b) Tečnost koja treba da poveća protok da bi povećala svoj koeficijent konvektivnog prenosa toplote treba da ide u cev, jer je površina poprečnog preseka unutar cevi obično manja od površine poprečnog preseka između cevi i lako je koristiti višestruke prolaze cijevi za povećanje brzine protoka.

c) Korozivni materijali trebaju ući unutar cijevi, tako da se školjka može napraviti od običnih materijala, samo cijev, cijev i glava trebaju biti od materijala otpornih na koroziju.

d) Materijal sa visokim pritiskom ulazi u cijev, tako da školjka ne može podnijeti visoki pritisak.

e) Materijale sa visokom ili niskom temperaturom treba usmjeriti u cijev kako bi se smanjili gubici topline. Naravno, radi boljeg odvođenja topline, materijali na visokim temperaturama također se mogu pustiti da prođu kroz školjku.

f) Para se generalno prenosi u stranu školjke, jer je pogodno za ispuštanje kondenzata, a para je čistija, a njen koeficijent konvektivnog prenosa toplote ima malo veze sa brzinom protoka.

g) Fluidi visokog viskoziteta uglavnom teku kroz prostor na strani ljuske, jer se pri strujanju na strani ljuske sa pregradama, poprečni presjek i smjer strujanja kanala protoka stalno mijenjaju, što se može učiniti pri niskim Re brojevima (Re veći od 100) Postizanje udarnog protoka je pogodno za poboljšanje koeficijenta konvektivnog prenosa toplote fluida izvan cevi.

Gore navedene tačke ne mogu se istovremeno zadovoljiti, a ponekad su i kontradiktorne, pa treba shvatiti glavne aspekte i donijeti odgovarajuće odluke u skladu sa konkretnom situacijom.