Què causa les fuites a l'intercanviador de calor de carcassa i tub?

La pressió al costat de l'aigua de l'intercanviador de calor del recuperador de tipus superficial és més gran que la pressió al costat del vapor. Una vegada que el sistema de canonades tingui fuites, l'aigua d'alimentació entrarà a la closca, fent que el costat del vapor estigui ple d'aigua. L'aigua es pot abocar de nou a la turbina de vapor al llarg de la canonada d'extracció de vapor, provocant una deformació del cilindre de la turbina de vapor, canvis en l'expansió diferencial, vibracions de la unitat i fins i tot trencaments de fulles i altres accidents.

Aquest tipus d'accidents provocats per la fuita de l'intercanviador de calor van provocar l'aturada de tot el conjunt d'equips i l'entrada d'aigua de la turbina de vapor es va produir moltes vegades a la fàbrica. Per tant, és molt important analitzar la causa de les fuites de l'intercanviador de calor i esbrinar contramesures per reduir les fuites al màxim.

Anàlisi de causes de fuites

La fuita del sistema de canonades interns de l'intercanviador de calor del tub es divideix principalment en la fuita del propi tub i la fuita del port.

1 Causes de fuites del port del tub

1.1 Estrès tèrmic excessiu

Quan l'intercanviador de calor de carcassa i tub està en funcionament, a causa de les diferents temperatures dels fluids freds i calents, les temperatures de la carcassa i la paret del tub són diferents entre si. Aquesta diferència fa que l'expansió tèrmica de la carcassa i el tub siguin diferents. Quan la diferència de temperatura entre ambdós és gran, el tub es pot torçar, o el tub es pot treure de la placa de flors, o fins i tot destruir tot l'intercanviador de calor. En aquest sentit, cal tenir en compte la influència de l'expansió tèrmica estructuralment i adoptar diversos mètodes de compensació.

Durant el procés d'engegada i apagada de l'intercanviador de calor, la taxa d'augment de la temperatura i la taxa de caiguda de temperatura superen les normatives, de manera que els tubs d'alta pressió i les làmines de tubs estan subjectes a una major tensió tèrmica i les soldadures o juntes d'expansió que connecten el els tubs i les làmines de tubs estan danyats. Causa fuites del port: quan la càrrega canvia massa ràpid durant la regulació màxima o el motor principal o l'intercanviador de calor falla i l'intercanviador de calor s'apaga sobtadament, si el costat del vapor atura el subministrament de vapor massa ràpidament, o després que el costat del vapor atura el subministrament de vapor, el El costat de l'aigua continua entrant Subministrament d'aigua, perquè la paret del tub és prima i es redueix ràpidament, i la làmina del tub és gruixuda i es redueix lentament, sovint causant danys a la soldadura o la junta d'expansió entre el tub i la làmina del tub. És per això que la taxa de caiguda de temperatura permesa és només d'1,7 graus /min-2.0 graus /min, que és més estricta que la taxa d'augment de temperatura admissible de 2 graus /min-5 graus / min.

1.2 Deformació de la làmina del tub

Es tracta principalment de la deformació de processament de la làmina de tubs i de la deformació generada durant el processament. El tub està connectat a la làmina del tub, i la deformació de la làmina del tub provocarà fuites al port del tub.

El costat de l'aigua de la placa del tub alt té alta pressió i baixa temperatura, mentre que el costat del vapor té baixa pressió i alta temperatura, especialment si hi ha una secció de refrigeració hidròfoba integrada, la diferència de temperatura és encara més gran.

Si el gruix de la làmina de tubs no és suficient, la làmina de tubs tindrà una certa deformació. El centre de la làmina del tub s'abombarà cap al costat del vapor amb baixa pressió i alta temperatura. Al costat de l'aigua, la làmina de tubs està enfonsada al centre.

Quan la càrrega del motor principal canvia, la pressió i la temperatura del costat de l'addició de vapor canvien en conseqüència. Especialment quan el rang màxim d'afaitat és gran, la velocitat màxima d'afaitat és massa ràpida o la càrrega canvia de sobte, amb la condició d'utilitzar una bomba d'aigua d'alimentació de velocitat constant, la pressió lateral de l'aigua també canviarà molt i fins i tot pot superar la pressió nominal. d'aigua d'alimentació elevada: aquests canvis La distorsió de la làmina pot provocar fuites als extrems del tub o una deformació permanent de la làmina.

Si la vàlvula d'entrada del dipòsit de combustible alt es filtra internament, després d'apagar el dipòsit d'alta potència durant el funcionament del motor principal, el costat de l'aigua del dipòsit de combustible alt s'escalfarà i la pressió augmentarà a un volum constant. Si no hi ha una vàlvula de seguretat al costat de l'aigua o la vàlvula de seguretat falla, la pressió pot augmentar molt i també deformarà la làmina del tub.

1.3 Procés d'endoll inadequat

En general, els taps cònics s'utilitzen habitualment per soldar tubs d'obturació. Quan es condueix a l'endoll cònic, la força ha de ser moderada; si la força de martell és massa gran, el forat del tub es deformarà, afectant la connexió entre el tub adjacent i la làmina del tub, cosa que provocarà danys i provocarà noves fuites. Durant el procés de soldadura, si el preescalfament, la posició i la mida de la costura de soldadura no són adequades, provocarà danys a la connexió entre el tub adjacent i la làmina del tub. Utilitzant altres mètodes d'obturació, com ara l'obturació del tub d'expansió, l'obturació d'explosió, etc., si el procés és inadequat, també provocarà fuites a prop del broquet. Per tant, s'ha de seguir un estricte procés de connexió.

2 El motiu de la fuita de la pròpia canonada

2.1 Fregat i erosió

Una de les raons és que quan la velocitat del flux del vapor és alta i el flux de vapor conté grans gotes d'aigua, la paret exterior de la canonada es renta amb el flux bifàsic de vapor i aigua, es fa més prima, es perfora o esclata sota la pressió. del subministrament d'aigua. Les principals raons del flux bifàsic de vapor-aigua dins de l'intercanviador de calor són: primer, el vapor sobreescalfat a la secció de refrigeració de vapor sobreescalfat i la seva sortida no compleix els requisits de disseny; en segon lloc, el nivell d'aigua de drenatge de l'intercanviador de calor es manté massa baix o no hi ha nivell d'aigua o la temperatura hidròfoba és molt més alta que el valor de disseny o la resistència al flux hidròfob és gran o la pressió d'extracció cau sobtadament i altres factors fan que sigui hidròfoba. s'evapora el flaix, i quan l'hidrofòbic entra a l'intercanviador de calor de la següent etapa, hi haurà vapor, que rentarà el tub de l'intercanviador de calor i causarà danys; 3. És que quan una canonada del tub d'alta pressió està danyada i filtra, l'aigua d'alimentació a alta pressió surt de la fuita a una gran velocitat, la qual cosa netejarà les canonades o particions adjacents. Una altra causa és l'impacte directe del vapor o la hidrofobicitat. A causa del material poc raonable i el mètode de fixació de la placa antixoc. Es trenca o cau durant el funcionament, i perd l'efecte de protecció contra el fregament; l'àrea de la placa anti-frega no és prou gran i les gotes d'aigua es mouen amb el flux d'aire d'alta velocitat, colpejant el paquet de tubs fora de la placa a prova de fregament; la distància entre la closca i el feix de tubs és massa petita, de manera que el flux de vapor a l'entrada La velocitat és molt alta.

El craqueig per corrosió per tensió es refereix al trencament de metalls o aliatges causat per l'acció conjunta de l'esforç de tracció i medis corrosius específics. Es caracteritza perquè la major part de la superfície no està danyada, només una part de les esquerdes fines penetren el metall o l'aliatge. Les esquerdes per corrosió per tensió es poden produir dins del rang de tensió de disseny utilitzat habitualment, de manera que les conseqüències són greus. Els factors importants que causen esquerdes per corrosió per estrès són la temperatura, la composició de la solució, la composició del metall o de l'aliatge, la tensió i l'estructura metàl·lica.

2.2 Vibració del tub

Quan la temperatura de l'aigua d'alimentació és massa baixa o la unitat està sobrecarregada, quan el flux de vapor i la velocitat entre els tubs de l'intercanviador de calor superen el valor de disseny, el feix de tubs amb certa elasticitat vibrarà sota l'acció de la força de pertorbació del fluid sobre el costat de la closca. Quan la força excitant Quan la freqüència del paquet de tubs coincideix amb la freqüència de vibració natural del paquet de tubs o el seu múltiple, farà que el paquet de tubs ressoni i augmenti considerablement l'amplitud, donant lloc a una força repetida a la connexió entre el tub i la làmina de tubs, causant danys al feix de tubs. El mecanisme de dany per vibració del feix de tubs inclou generalment:

①A causa de la vibració, la tensió de la canonada o la unió entre la canonada i la làmina de tubs supera el límit de resistència a la fatiga del material, fent que la canonada es fracturi a causa de la fatiga;

②El tub vibrador frega contra el metall de la tauleta al forat del tub que suporta la tauleta, cosa que fa que la paret del tub sigui més fina i finalment provoca la ruptura;

③ Quan l'amplitud de vibració és gran, les canonades adjacents al mig de l'envergadura es fregaran entre si, provocant que les canonades es desgastin o es cansin.

2.3 Corrosió a l'extrem d'entrada d'aigua d'alimentació de la canonada

Els danys per erosió a l'extrem del tub d'entrada només es produeixen als intercanviadors de calor d'acer al carboni. Es tracta d'un procés de dany causat per l'acció conjunta de l'erosió i la corrosió: el mecanisme és que la pel·lícula d'òxid formada a la superfície del metall de la paret de la canonada es destrueix i es retira per l'aigua d'alimentació altament turbulenta. , El material metàl·lic es perd contínuament. Finalment, condueix al trencament de la canonada. De vegades, la superfície danyada es pot estendre a la soldadura de l'extrem del tub o fins i tot a la làmina del tub: quan el valor del pH de l'aigua d'alimentació és baix (menys de 9,6), el contingut d'oxigen és alt (més de 7 ug/L), la temperatura és baix (menys de 260 graus), i el grau de turbulència és gran, propens a l'erosió.

2.4 Corrosió

Quan el material del tub de l'intercanviador de calor de baixa pressió és coure, el tub de coure de baixa pressió sovint es veu obligat a substituir-se a causa d'una fuita greu. Quan el valor del pH és de 8,5 ~ 8,8, la taxa de corrosió del coure és la més baixa. L'acer al carboni requereix un valor de pH no inferior a 9,5. El pH de l'aigua d'alimentació de la caldera era massa alt, provocant la corrosió de les canonades de coure. Els principals factors que afecten la corrosió dels paquets de canonades d'acer al carboni són: contingut d'oxigen i valor de pH de l'aigua d'alimentació: quan l'oxigen dissolt a l'aigua d'alimentació és massa alt o el valor de pH és massa baix, la paret interior de la canonada d'alta pressió es corroirà, de manera que la concentració d'oxigen dissolt a l'aigua d'alimentació no ha de superar els 7 pg/L i el valor del pH es va mantenir entre 9,3 i 9,6. Si hi ha oxigen al costat de la closca, provocarà corrosió de l'oxigen a la paret exterior del feix de tubs. Dipòsits de coure: poden causar corrosió per picades, formant fosses. La temperatura afecta la formació de la pel·lícula d'òxid de Fe3O4 a la superfície de l'acer al carboni: generalment es creu que la pel·lícula d'òxid de Fe3O4 és relativament estable quan està per sobre dels 260 graus. Per sota d'aquesta temperatura, el grau de protecció de la pel·lícula d'òxid de Fe3O4 depèn del pH de l'aigua d'alimentació i d'altres factors ambientals. Quan el valor de pH és superior a 9,6, és segur.

2.5 Material i mà d'obra deficients

El material del tub és deficient, el gruix de la paret del tub és desigual, el tub és defectuós abans del muntatge, la part d'expansió està sobreexpandida i hi ha marques de danys per tracció a l'exterior del tub. Quan l'intercanviador de calor es troba amb condicions de treball anormals, provocarà molts danys al tub.

3. Contramesures

1 Mesures de tractament després que es produeixi una fuita

Quan es produeix una fuita, es redueix la pressió de l'aigua d'alimentació i es redueix la quantitat d'aigua d'alimentació enviada a la caldera. Per tant, quan es troben fuites del sistema de canonades de l'intercanviador de calor, l'intercanviador de calor s'ha d'aturar immediatament per reduir el nombre de canonades danyades i reduir el grau de dany. Quan la unitat estigui fora de funcionament, hauríeu de comprovar si hi ha alguna fuita al generador d'alta pressió i trobar una manera d'eliminar-la.

Per a les fuites del port, el metall de soldadura original s'ha de raspar abans de la reparació de la soldadura i s'ha de dur a terme un tractament tèrmic adequat per eliminar l'estrès tèrmic: per a la fuita de la canonada, la forma i la ubicació de la fuita del feix de canonades ha de ser primer comproveu i s'ha de seleccionar un procés d'obturació de canonades adequat, connecteu els dos ports del tub. Independentment del tipus de procés d'obturació que s'utilitzi, per garantir la qualitat de la canonada obturada, l'extrem de la canonada bloquejada s'ha de tractar bé, de manera que la placa del tub i el forat del tub siguin rodons i nets i tinguin un bon contacte. superfície amb l'endoll. En cas d'esquerdes o d'erosió a la connexió entre el tub i la làmina del tub, s'ha d'eliminar el material del tub original i el metall de soldadura a l'extrem perquè l'endoll estigui en estret contacte amb la làmina del tub.

2 Precaucions

2.1 Precaucions contra les fuites del port

En la fabricació d'intercanviadors de calor, hi hauria d'haver làmines de tubs de gruix suficient, bon processament de forats de tubs, soldadura de superfícies, juntes d'expansió de tubs i processos de soldadura. Pel que fa al funcionament, la taxa d'augment de la temperatura i la taxa de caiguda de la temperatura de l'intercanviador de calor no han de superar la normativa, hi ha d'haver una vàlvula de seguretat al costat de l'aigua per evitar la sobrepressió i ha d'haver un correcte procés d'obturació per al manteniment.

2.2 Mesures de prevenció de fuites de la pròpia canonada

(1) Mesures preventives contra l'erosió

Limiteu el cabal de vapor o hidròfob al costat de la carcassa i eviteu el parpelleig a la secció de refrigeració; el vapor a la sortida de la secció de refrigeració del vapor ha de tenir suficient sobreescalfament residual; la placa antifrescada ha d'estar fermament fixada, l'àrea és suficient i el material és bo; el nivell de l'aigua al costat de la closca es manté normal. Es prohibeix el funcionament amb nivell d'aigua baix o sense nivell d'aigua.

(2) Mesures preventives de vibració de canonades

Instal·leu una porta de seguretat al costat del vapor al costat del vapor alt; limitar el cabal de vapor o aigua al costat de la closca; la distància entre els tubs ha de ser prou gran, cosa que d'una banda redueix el cabal del costat de la closca i, d'altra banda, redueix la possibilitat que els tubs xoquin entre ells i es danyin per fricció: Limitació La longitud de la secció lliure del feix de tubs.

(3) Mesures de prevenció de l'erosió a l'extrem d'entrada d'aigua de la canonada

La velocitat del flux del fluid al costat del tub o al costat del tub no només afecta el valor del coeficient de transferència de calor convectiva, sinó que també afecta la resistència tèrmica de la brutícia, afectant així la mida del coeficient de transferència de calor total. Especialment per als fluids que contenen sediments i altres partícules que són fàcils de dipositar, el cabal és massa baix i fins i tot pot provocar l'obturació de la canonada, cosa que afecta greument l'ús de l'equip. Tanmateix, augmentar el cabal augmentarà significativament la pèrdua de pressió. Per tant, és molt important triar un cabal adequat. Limiteu el cabal d'aigua d'alimentació, deixeu d'utilitzar una fila d'intercanviadors de calor o bloquegeu un gran nombre d'intercanviadors de calor, el cabal de la canonada augmentarà significativament, en aquest moment, part de l'aigua d'alimentació hauria d'entrar a la caldera a través del bypass. o reduir la càrrega de la unitat; controlar que el contingut d'oxigen de l'aigua d'alimentació sigui petit 7ug/L, controlar el valor del pH de l'aigua d'alimentació a 9.2-9.6.

(4) Mesures de prevenció de la corrosió

L'alleujament de l'estrès, l'estrès pot tenir diverses fonts, com ara l'estrès aplicat, l'estrès residual, l'estrès de soldadura i l'estrès generat pels productes de corrosió. Quan seleccioneu els materials, feu que la unitat sigui un sistema lliure de coure, que és beneficiós per a la anticorrosió de tota la unitat i el control de qualitat dels cristalls de vapor; Per tenir un sistema d'alliberament d'aire complet, generalment es recomana no utilitzar una connexió en sèrie pas a pas per a les connexions de canonades. Evitar que el gas no condensable s'acumuli a l'intercanviador de calor amb baixa pressió; garantir el funcionament normal del sistema d'alliberament d'aire. En iniciar-se, el costat de l'aigua i el costat del vapor s'han de drenar de l'aire i s'ha de qualificar la qualitat del subministrament d'aigua; S'han de prendre bones mesures anticorrosives en sortir de la fàbrica, per evitar la corrosió durant l'emmagatzematge i el transport. Per als intercanviadors de calor de canonades d'acer al carboni, els mètodes anticorrosió plens de nitrogen s'utilitzen generalment tant pel costat del vapor com pel costat de l'aigua; , mesures anticorrosió d'ompliment de vapor o nitrogen i ajustar adequadament el valor del pH de l'aigua desoxigenada al costat de l'aigua per tenir un paper protector.

(5) Mesures preventives per a fuites de canonades causades per material i mà d'obra deficients

La paret de la canonada ha d'estar com a mínim 2,0mm per sobre per millorar la resistència a l'erosió. Cada tub s'ha de provar per detectar defectes i prova hidrostàtica abans del muntatge; el feix de tubs ha de ser tractat tèrmicament i lliure de defectes visuals; el forat del tub de la placa del tub ha de mantenir una certa rugositat, tolerància i concentricitat, i el xamfrà o arrodoniment del forat del tub ha de ser suau i lliure de defectes. fallada.

(6) Endolls preventius

Realitzar bloqueig preventiu. Es recomana obrir un forat de derivació d'una mida determinada a la làmina del tub mentre bloqueja alguns tubs per reduir el cabal d'aigua d'alimentació i reduir la corrosió. Aquest mètode s'ha adoptat en moltes centrals elèctriques nacionals i estrangeres, i s'ha demostrat que pot allargar adequadament la vida útil de l'intercanviador de calor i reduir el nombre de fuites.

(7) Selecció del procés

A l'intercanviador de calor, quin tipus de fluid flueix pel costat del tub i quin tipus flueix pel costat de la carcassa, els punts següents es poden considerar com a principis generals per a la selecció:

a) Els materials que no estan nets o fàcils de descompondre i l'escala han de fluir pel costat que és fàcil de netejar. Per als paquets de tubs rectes, els materials esmentats anteriorment s'han d'encaminar generalment dins dels tubs, però quan els paquets de tubs es poden treure per netejar, també es poden dirigir fora dels tubs.

b) El fluid que necessita augmentar el cabal per augmentar el seu coeficient de transferència de calor convectiva hauria d'anar al tub, perquè l'àrea de la secció transversal dins del tub sol ser més petita que l'àrea de la secció transversal entre els tubs, i és fàcil. utilitzar múltiples passades de tub per augmentar el cabal.

c) Els materials corrosius haurien d'anar a l'interior de la canonada, de manera que la closca es pugui fer de materials normals, només la canonada, la làmina de tubs i el capçal haurien de ser de materials resistents a la corrosió.

d) El material amb alta pressió entra dins de la canonada, de manera que la closca no suporta l'alta pressió.

e) Els materials amb alta o baixa temperatura s'han d'encaminar a la canonada per reduir la pèrdua de calor. Per descomptat, per a una millor dissipació de la calor, també es pot permetre que els materials d'alta temperatura passin per la closca.

f) El vapor generalment es passa al costat de la closca, perquè és convenient descarregar el condensat i el vapor és més net i el seu coeficient de transferència de calor convectiva té poca relació amb el cabal.

g) Els fluids amb alta viscositat flueixen generalment a través de l'espai del costat de la closca, perquè quan flueixen al costat de la carcassa amb deflectors, la secció transversal i la direcció del flux del canal de flux canvien constantment, cosa que es pot fer amb nombres Re baixos (Re superior a 100) Aconseguir un flux de sobretensió és propici per millorar el coeficient de transferència de calor convectiva del fluid fora del tub.

Els punts anteriors no es poden satisfer al mateix temps, i de vegades són contradictoris, per la qual cosa hem de copsar els aspectes principals i prendre les decisions adequades segons la situació concreta.