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分析换热器管子端口及本身泄漏原因

  分析换热器管子端口及本身泄漏原因

  换热器泄漏经常导致整套装置停车,不仅影响生产的经济性,还常常直接威胁主机或其他设备的安全运行,甚至引起严重的设备损害事故。

  列管式换热器介绍

  列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备。与其它几种间壁换热器相比,单位体积设备所能提供的传热面积要大得多,传热效果也较好。

  列管式换热器是由管子、管板、折流板、壳体、端盖(管箱)等组成。

  在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程。

  列管式换热器泄漏原因

  列管换热器内部管系泄漏主要分为管子本身泄漏和管子端口泄漏。

板式换热器

  换热器管子端口泄漏原因

  1、热应力过大

  列管式换热器在操作时,由于冷、热流体温度不同,使壳体和管壁的温度互有差异。这种差异使壳体和管子的热膨胀不同,当两者温差较大时可能将管子扭弯,或使管子从花板上拉松,甚至毁坏整个换热器。对此,就必须结构上考虑热膨胀的影响,采用各种补偿的方法。

  换热器在启停过程中温升率、温降率超过规定,使高加的管子和管板受到较大的热应力,使管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏,引起端口泄漏。

  2、管板变形

  主要是管板的加工变形及加工时产生的变形,管子与管板相连,管板变形会使管子的端口发生泄漏。

  3堵管工艺不当

  一般常用锥形塞焊接堵管。打入锥形塞时用力要适度;捶击力量太大,引起管孔变形,影响邻近管子与管板连处,会造成损坏而使之出现新的泄漏。

  焊接过程中,如预热、焊缝位置及尺寸不合适,会造成邻近管子与管板连接处的损坏。

  采用其他堵管方法,如胀管堵管、爆炸堵管等,如工艺不当,也会引起邻近管口的泄漏。因此应遵循严格的堵管工艺。

  换热器管子本身泄漏原因

  1、冲刷侵蚀

  一种原因是当蒸汽的流动速度较高且汽流中含有大的水滴时,管子外壁受汽、水两相流冲刷,变薄,发生穿孔或受给水压力而鼓破。

  另一种原因是受到蒸汽或疏水的直接冲击。因防冲板材料和固定方式不合理。在运行中破碎或脱落,失去防冲刷保护作用;防冲板面积不够大,水滴随高速气流运动,撞击防冲板以外的管束;壳体与管束间的距离太小,使入口处的汽流速度很高。

  2、腐蚀

  当低压换热器的管材为铜,低加铜管常因泄漏严重而被迫更换。pH 值8。5~8。8 时,铜的腐蚀率最低。而碳钢要求pH 值不小于9。5。锅炉给水pH 值过高,导致了铜管的腐蚀。

  3、管子给水入口端的侵蚀

  入口管端的侵蚀损坏只发生在碳钢换热器中,是一种侵蚀和腐蚀共同作用的损坏过程:其机理是管壁金属在表面形成的氧化膜被高紊流度的给水破坏并带走,金属材料不断损失。最终导致管子的破损。

  4、管子振动

  给水温度过低或机组超负荷等情况下,通过换热器管子间蒸汽流量和流速超过设计值较多时,具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用下会产生振动,当激振力的频率与管束自然振动频率或其倍数相吻合时,将引起管束共振,使振幅大大的增加,导致管子与管板的连接处受到反复作用力造成管束损坏。

  5、材质、工艺不良

  管子材质不良,管壁厚薄不均,组装前管子有缺陷,胀口处过胀,管子外侧有拉损伤痕等,在换热器遇到异常工况时,会导致管子大量损坏。

  泄漏发生以后的处理措施

  泄漏发生时造成给水压力降低,送至锅炉的给水量减少。因此在发现换热器管系泄漏时要立即停运换热器,减少管子的损坏数量,减轻损坏程度。

  机组停运时,应检查高加是否泄漏,并想办法消除。对于端口泄漏,应刮去原有焊缝金属再进行补焊,并进行适当的热处理,消除热应力:对于管子本身泄漏,应先查清管束泄漏的形式及位置,并选用合适的堵管工艺,堵塞管子的两个端口。

  无论采用何种堵管工艺,为保证堵管的质量,被堵管的端头部位一定要经过良好处理,使管板、管孔圆整、清洁,与堵头有良好的接触面。在管子与管板连接处有裂纹或冲蚀的情况下,一定要去除端部原管子材料及焊缝金属,使堵头与管板紧密接触。


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