Leakbehandeling van warmtewisselaars met schil en buis

Lekkagebehandeling van shell-and-tube-warmtewisselaars

Shell-and-tube-warmtewisselaar is momenteel een van de meest gebruikte warmtewisselaarapparatuur.Vergeleken met andere tussenwandwarmtewisselaars kan de unitvolume-apparatuur een veel groter warmteoverdrachtsoppervlak en een beter warmteoverdrachtseffect bieden.Vanwege de compacte structuur, sterk, en kan een verscheidenheid aan materialen kiezen om te vervaardigen, dus een sterk aanpassingsvermogen, vooral in grootschalige inrichting 4 en hoge temperaturen, hoge druk worden op grote schaal gebruikt.

Ten eerste: introductie van buisvormige warmtewisselaar

Jarenlang is lekkage van het leidingsysteem verantwoordelijk voor het grootste deel van alle soorten storingen in de watertoevoerwarmtewisselaar in de installatie.De druk aan de waterzijde van de oppervlaktewarmtewisselaar is groter dan de druk aan de stoomzijde.Zodra het leidingsysteem lekt, stroomt het voedingswater de schaal in, waardoor de stoomzijde vol water komt te staan.Het is mogelijk dat water langs de extractiepijp terug in de stoomturbine stroomt, waardoor de cilinder van de stoomturbine vervormt, differentiële uitzettingsveranderingen, trillingen van de eenheid en zelfs bladbreuk en andere ongelukken optreden.

Dit type lekkage van de warmtewisselaar, veroorzaakt door het hele scala aan apparatuur en ongelukken met het uitschakelen van stoomturbines, vond plaats in de fabriek.Daarom is het erg belangrijk om de redenen voor lekkage van de warmtewisselaar te analyseren en de tegenmaatregelen te vinden om de lekkage zoveel mogelijk te verminderen.

Ten tweede, analyse van lekkageredenen

De lekkage van het binnenbuissysteem van de buizenwarmtewisselaar is hoofdzakelijk verdeeld in de lekkage van de buis zelf en de lekkage van het uiteinde.

1. Oorzaak van lekkage van de leidingpoort

1.1Overmatige thermische stress

Bij de werking van pijpenbundelwarmtewisselaars verschillen de temperaturen van de pijpenbundelwand vanwege de verschillende temperaturen van koude en hete vloeistoffen van elkaar.Dit verschil maakt de thermische uitzetting van de schaal en de buis anders, wanneer het temperatuurverschil tussen de twee een grote buis kan zijn die is gedraaid, of een buis die van het plafond is losgekomen of zelfs de hele warmtewisselaar kan vernietigen.Daarom is het noodzakelijk om het effect van thermische uitzetting in de structuur in overweging te nemen en verschillende compensatiemethoden toe te passen.Tijdens het starten en stoppen van de warmtewisselaar overschreden de temperatuurstijging en -daling de regelgeving, zodat Gawga's pijp- en pijpplaat aan grotere thermische spanningen werden blootgesteld en de las- of uitzettingsverbinding van de pijp en de pijpplaat werd beschadigd, waardoor poort lekkage: piekbelasting verandert te snel en de hoofdmotor of warmtewisselaar valt uit wanneer de warmtewisselaar plotseling wordt uitgeschakeld, als de stoomzijde de stoomtoevoer te snel stopt of de stoomzijde stopt, blijft de waterzijde het voedingswater binnendringen, omdat de De buiswand is dun, krimpt snel, buisdikte, krimpt langzaam, leidt vaak tot schade aan buis- en buisplaatlassen of uitzettingsvoegen.Dit is de reden waarom de vereiste temperatuurdalingssnelheid slechts 1,7 ℃/min -2,0 ℃/min bedraagt, en de verhouding van de temperatuurstijging 2 ℃/min -5 ℃/min.

1.2 Vervorming van buisplaten

Het is voornamelijk de vervorming van de buizenplaat en de vervorming die tijdens de verwerking ontstaat.De buis is verbonden met de buizenplaat.De vervorming van de buisplaat zal lekkage van het uiteinde van de buis veroorzaken.Hoge druk en lage temperatuur aan de waterzijde van de buisplaat, lage druk en hoge temperatuur aan de stoomzijde, vooral het ingebouwde afvoerkoelgedeelte, het temperatuurverschil is groter.Als de dikte van de buisplaat niet voldoende is, zal de buisplaat enige vervorming vertonen.Het midden van de buisplaat zal een lage druk en hoge temperatuur stoomzijde hebben die uitpuilt.Aan de waterzijde ontstaat er een centrale verdieping in de buizenplaat.Wanneer de hoofdmotorbelasting verandert, veranderen de druk en temperatuur aan de stoomzijde dienovereenkomstig.Vooral wanneer de piekregelamplitude groot is, de piekregelsnelheid te snel is of de belasting plotseling is, zal onder de voorwaarde van het gebruik van een voedingspomp met constante snelheid de druk aan de waterzijde ook sterk veranderen, deze kan zelfs de nominale druk van de pomp overschrijden. hoog voedingswater: deze veranderingen kunnen vervorming van de buizenplaat veroorzaken, wat leidt tot lekkage aan het buisuiteinde of permanente vervorming van de buizenplaat.Als de inlaatklep van Gawga lekt, wordt na het uitschakelen van de hoofdmotor de hoge druk aan de hoogwaterzijde opgewarmd.Als er geen veiligheidsklep aan de waterzijde aanwezig is of als de veiligheidsklep defect raakt, kan de druk zeer hoog oplopen en tevens de buizenplaat vervormen.

1.3 Onjuist plugproces

Algemeen gebruikte conische plug-lasplugpijp.Wanneer de taps toelopende plug erin wordt gedreven, moet de kracht gematigd zijn;de hamerkracht is te groot, wat de vervorming van het pijpgat veroorzaakt, de aangrenzende pijp- en buisplaatverbinding aantast en schade en nieuwe lekkage veroorzaakt.Tijdens het lasproces, zoals voorverwarmen, zijn de locatie en de grootte van de lasnaad niet geschikt, waardoor aangrenzende pijp- en buisplaatverbindingen beschadigd raken.Andere methoden voor het afdichten van pijpen, zoals het afdichten van expansiepijpen, het afdichten van explosiepijpen, zoals een onjuist proces, zullen ook lekkage van aangrenzende pijpopeningen veroorzaken.Daarom moet het strikte proces voor het aansluiten van leidingen worden gevolgd.

2. Oorzaak van lekkage van de buis zelf

2.1 Erosie

Eén reden is dat wanneer de stoomstroomsnelheid hoog is en er grote waterdruppels in de stoomstroom zitten, de buitenwand van de pijp wordt geschuurd en verdund door de tweefasige stoom-waterstroom.De belangrijkste redenen voor de tweefasige stoom-waterstroom in de warmtewisselaar zijn als volgt: ten eerste kan de oververhitte stoom in het oververhitte stoomkoelgedeelte en de uitlaat ervan niet aan de ontwerpvereisten voldoen;De andere is dat het hydrofobe niveau van de warmtewisselaar te laag wordt gehouden of dat er geen waterniveau is of dat de hydrofobe temperatuur veel hoger is dan de ontwerpwaarde, of dat de hydrofobe stromingsweerstand groter is of dat de zuigdruk plotseling afneemt, enz., wanneer de afvoer naar de volgende fase van de warmtewisselaar met stoom, schade aan de buis van de waswarmtewisselaar;Hogedrukwatertoevoer uit de lekkage met grote snelheid zal uit de aangrenzende pijp worden gesneld, anders zal erosieschade aan het membraan ontstaan.Een andere reden is de directe impact van stoom of hydrofoob water.Omdat het anti-impactplaatmateriaal en de vaste manier niet redelijk zijn.Tijdens bedrijf breekt of valt het af en verliest het de functie van anti-erosiebescherming;het oppervlak van de anti-erosieplaat is niet groot genoeg en de waterdruppels bewegen met de snelle luchtstroom mee, waardoor de buizenbundel buiten de anti-erosieplaat wordt getroffen;de afstand tussen de schaal en de buizenbundel is te klein, waardoor de stoomstroom bij de ingang erg hoog is.

Spanningscorrosie (SCC) is het scheuren van metaal of legering veroorzaakt door de gecombineerde werking van trekspanning en een specifiek corrosiemedium.Het wordt gekenmerkt door het feit dat het grootste deel van het oppervlak onbeschadigd is en dat slechts een deel van de fijne scheurtjes het inwendige van het metaal of de legering binnendringt.Spanningscorrosie kan optreden binnen het bereik van de algemeen gebruikte ontwerpspanningen, dus de gevolgen ervan zijn ernstig.De belangrijke factoren die spanningscorrosiescheuren veroorzaken zijn temperatuur, samenstelling van de oplossing, samenstelling van metaal of legering, spanning en metaalstructuur.

2.2 Trillingen van leidingen

Wanneer de watertemperatuur te laag is of de unit overbelast is, wanneer het stoomdebiet en de snelheid tussen de buizen van de warmtewisselaar groter zijn dan de ontworpen waarde, zullen de buizen met een bepaalde elasticiteit trillen onder invloed van de vloeistofverstoringskracht op de schaalzijde, wanneer de frequentie van de opwindende kracht samenvalt met de natuurlijke frequentie van de buizenbundel of een veelvoud ervan, zal dit ervoor zorgen dat de buizenbundel resoneert en de amplitude aanzienlijk vergroot. Het mechanisme van trillingsschade van de buizenbundel is als volgt:

(1) als gevolg van trillingen overschrijdt de spanning van de buis of de verbinding tussen buis en buisplaat de vermoeidheidsgrens van het materiaal, wat de vermoeidheidsbreuk van de buis veroorzaakt;

(2) de trilbuis in het gat van de buis die het keerschot ondersteunt, zal wrijven met het keerschotmetaal, zodat de buiswand dun wordt en uiteindelijk tot breuk leidt;

(3) wanneer de trillingsamplitude groot is, zullen de aangrenzende pijpen in het midden van de overspanning met elkaar wrijven, de pijp verslijten of vermoeien.

2.3 Erosie van de waterinlaat van de buis

De corrosieschade aan het uiteinde van de inlaatpijp treedt alleen op in de koolstofstalen warmtewisselaar, wat een gecombineerd proces is van corrosie en erosie: het mechanisme is dat de oxidatiefilm gevormd op het oppervlak van het metaal van de pijpwand wordt vernietigd en weggenomen door de hoge turbulentie watertoevoer, het metalen materiaal verliest.Uiteindelijk brak de leiding.Soms kan het schadeoppervlak zich uitbreiden tot de las aan het uiteinde van de buis en zelfs tot de buizenplaat: wanneer de pH-waarde van het voedingswater laag is (minder dan 9,6), is het zuurstofgehalte hoog (meer dan 7μg/L), de temperatuur is laag (minder dan 260 ° C), en de turbulentiegraad is hoog, de erosie is gemakkelijk te voorkomen.

2.4 Corrosie

Wanneer de buis van de lagedrukwarmtewisselaar van koper is, wordt de koperen buis met een lage toevoeging vaak gedwongen te worden vervangen vanwege ernstige lekkage.De corrosiesnelheid van koper is het laagst bij een pH van 8,5 ~ 8,8.Koolstofstaal vereist een pH van minimaal 9,5.De hoge pH-waarde van ketelvoedingswater leidt tot corrosie van koperen leidingen.De belangrijkste factoren die de corrosie van koolstofstalen buisbundels beïnvloeden zijn: zuurstofgehalte en pH-waarde van het voedingswater: wanneer de opgeloste zuurstof in het voedingswater te hoog is of de pH-waarde te laag is, zal de binnenwand van de hogedrukbuis gecorrodeerd, daarom mag de concentratie opgeloste zuurstof in het voedingswater niet hoger zijn dan 7 pg/l en moet de pH-waarde tussen 9,3 en 9,6 worden gehouden.Als er zuurstof aan de schaalzijde aanwezig is, zal dit zuurstofcorrosie veroorzaken aan de buitenwand van de buizenbundel.Koperafzetting: kan putcorrosie en putcorrosie veroorzaken.Temperatuur beïnvloedt de vorming van FE3O4-oxidefilm op het oppervlak van koolstofstaal.Algemeen wordt aangenomen dat de FE3O4-oxidefilm relatief stabiel is wanneer de temperatuur hoger is dan 260 ° C%.Beneden deze temperatuur hangt de mate van bescherming van de FE3O4-oxidefilm af van de pH van het voedingswater en andere omgevingsfactoren.Wanneer de pH hoger is dan 9,6, veilig.

2.5 Slecht materiaal en vakmanschap

Het materiaal van de buis is niet goed, de dikte van de buis is niet uniform, de buis vertoont gebreken vóór montage, de expansiemond is te hard opgeblazen, de buitenkant van de buis heeft trekschade, enz.

Ten derde: pak de tegenmaatregelen aan

1. Na het optreden van lekkagebehandelingsmaatregelen

Wanneer de lekkage optreedt, neemt de voedingswaterdruk af en neemt het voedingswater naar de ketel af.Daarom moet, wanneer lekkage van het leidingsysteem van de warmtewisselaar wordt geconstateerd, de warmtewisselaar onmiddellijk worden gestopt om het aantal buisbeschadigingen te verminderen en de omvang van de schade te verminderen.Bij het afsluiten van de unit moet worden gecontroleerd of er GAWGA-lekkage is en moeten manieren worden gevonden om deze te elimineren.

Voor de lekkage van het uiteinde moet het originele lasmetaal worden afgeschraapt voordat het reparatielassen wordt uitgevoerd, en moet een goede warmtebehandeling worden uitgevoerd om de thermische spanning te elimineren: voor de lekkage van de buis zelf, de vorm en locatie van de lekkage van de De pijpbundel moet eerst worden gecontroleerd en het juiste proces voor het aansluiten van de pijp worden geselecteerd, waarbij de twee uiteinden van de pijp worden aangesloten.Ongeacht welke plugtechnologie wordt gebruikt, om de kwaliteit van de plug te garanderen, moet het uiteinde van de geblokkeerde buis goed worden behandeld om de buisplaat en het gat rond en schoon te maken, en een goed contactoppervlak met de plug te hebben.In het geval van scheuren of erosie bij de verbinding tussen buis en buizenplaat, moeten het originele buismateriaal en het lasmetaal aan het uiteinde worden verwijderd om de plug in nauw contact te brengen met de buizenplaat.

2. Preventieve maatregelen

2.1 Voorzorgsmaatregelen tegen poortlekken

De warmtewisselaar moet een buisplaat van voldoende dikte hebben, een goede verwerking van pijpgaten hebben, oppervlaktelassen, pijpuitzetting, lasproces, de werking van de warmtewisselaar bij het starten en stoppen van de temperatuurstijging, de temperatuurdaling mag de bepalingen niet overschrijden, de waterzijde moet een veiligheidsklep hebben om overdruk te voorkomen, onderhoud om het juiste proces voor het aansluiten van leidingen te garanderen.

2.2 Preventieve maatregelen bij lekkage van de leiding zelf

(1) Maatregelen om erosie te voorkomen, om de stroomsnelheid van stoom of drainage aan de schaalzijde te beperken en om flitsen in het koelgedeelte te voorkomen;om ervoor te zorgen dat er voldoende resterende oververhitting van stoom is bij de uitlaat van de stoomkoelsectie;om ervoor te zorgen dat de plaat stevig vastzit en voldoende oppervlakte heeft;Materiaal om goed te zijn;houd het waterniveau aan de zijkant van de schaal normaal, verbied werking met laag waterniveau of geen waterniveau.

(2) Preventieve maatregelen tegen pijptrillingen, installatie van een veiligheidsdeur aan de stoomzijde aan de hogedrukzijde, beperking van de stroomsnelheid van stoom of afvoer aan de mantelzijde, en voldoende buisafstand om de stroomsnelheid aan de mantelzijde te verminderen Aan de andere kant vermindert het de kans op botsingen met buizen en wrijvingsschade: het beperkt de lengte van het vrije gedeelte van de buizenbundel.

(3) De corrosiepreventiemaatregelen bij de inlaat van de watertoevoerleiding, de stroomsnelheid van vloeistof in de buiszijde of in de buiszijde, beïnvloeden niet alleen de waarde van de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt, maar beïnvloeden ook de hittebestendigheid van vuil, om de totale warmteoverdrachtscoëfficiënt te beïnvloeden.Vooral voor de vloeistof die sediment en andere gemakkelijk afgezette deeltjes bevat, kan een lage stroomsnelheid zelfs leiden tot verstopping van de leidingen, wat het gebruik van de apparatuur ernstig beïnvloedt.Het drukverlies neemt echter aanzienlijk toe bij toenemende stroomsnelheid.Daarom is het erg belangrijk om het juiste debiet te kiezen.Wanneer de stroomsnelheid van het voedingswater beperkt is, zal de stroomsnelheid in de buis duidelijk toenemen als een rij warmtewisselaars wordt stopgezet of het aantal geblokkeerde buizen groot is. Het zuurstofgehalte van het voedingswater wordt gecontroleerd op 7 μg/l en de pH-waarde van het voedingswater wordt geregeld op 9,2-9,6.

(4) Maatregelen ter voorkoming van corrosie

Om spanning te elimineren, kan spanning afkomstig zijn van verschillende bronnen, zoals externe spanning, restspanning, lasspanning en door corrosieproducten veroorzaakte spanning.Wanneer het materiaal is geselecteerd, wordt de unit veranderd in een kopervrij systeem, wat gunstig is voor de anticorrosie van de hele unit en de controle van de stoom- en kristalkwaliteit, om niet-condenserend gas in de lagere drukwarmte te voorkomen. accumulatie van de wisselaar, om de normale werking van het ventilatiesysteem te garanderen, bij het opstarten, waterzijde, stoomzijde moet schone lucht worden afgevoerd, waterkwaliteit gekwalificeerd;Voordat u de fabriek verlaat, moeten goede anticorrosiemaatregelen worden genomen om corrosie tijdens opslag en transport te voorkomen.Met stikstof gevulde corrosiewerende methoden worden meestal toegepast voor warmtewisselaars met koolstofstalen buizen, zowel aan de stoomzijde als aan de waterzijde, de corrosiewerende maatregelen van respectievelijk het vullen van water, het vullen van gas of het vullen van stikstof worden toegepast en de pH-waarde van het ontluchten van water wordt op de juiste manier aangepast aan de waterzijde een beschermende rol vervullen.

(5) Preventieve maatregelen voor leidinglekkage veroorzaakt door slecht materiaal en slechte technologie

De buiswand moet minimaal 2,0 mm zijn om de erosieweerstand te verbeteren.Vóór de montage moet elke buis worden geïnspecteerd door middel van foutdetectie en waterdruktest, de buizenbundel moet een warmtebehandeling ondergaan zonder visuele gebreken en de buisgaten op de buisplaat moeten met een bepaalde ruwheid, tolerantie en concentrische graad worden gehandhaafd. pijp Afschuining of afgeronde gaten moeten glad zijn zonder bramen.

(6) Preventieve verstopping

Voer preventieve pluggen uit.Er wordt gesuggereerd dat er een bypass-gat van bepaalde grootte in de buisplaat moet worden gemaakt terwijl een deel van de buis wordt geblokkeerd, om de stroomsnelheid van het voedingswater te verminderen en de corrosie te verminderen.Deze methode is in veel energiecentrales in binnen- en buitenland gebruikt en het is bewezen dat deze de levensduur van warmtewisselaars op passende wijze kan verlengen en het aantal lekken kan verminderen.

(7) Processelectie

Bij een warmtewisselaar, waarbij de vloeistof door de buiszijde stroomt en welke door de mantelzijde stroomt, kan het algemene keuzeprincipe zijn om het volgende te overwegen:

a) materialen die onrein zijn of gemakkelijk afbreekbaar zijn en kalkaanslag moeten door de gemakkelijk te reinigen zijde vloeien.Bij de rechte buizenbundel dienen bovengenoemde materialen in de regel in de buis terecht te komen, maar wanneer de buizenbundel verwijderd kan worden voor reiniging kan deze ook buiten de buis terechtkomen.

b) vloeistoffen die hogere stroomsnelheden vereisen om hun convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt te verhogen, moeten door de buis stromen, omdat het dwarsdoorsnedeoppervlak in de buis meestal kleiner is dan dat tussen de buizen, en het gemakkelijk is om meerdere buislengtes te gebruiken om de diameter te vergroten het debiet.

c) het corrosieve materiaal moet in de buis worden vervoerd, zodat de schaal van gewone materialen kan worden gemaakt; alleen de buis, de buisplaat en de kop moeten van corrosiebestendige materialen zijn gemaakt.

d) Er komt materiaal onder hoge druk in de leiding terecht, waardoor de behuizing de hoge druk niet kan weerstaan.

e) materialen met zeer hoge of zeer lage temperaturen moeten door de buis worden geleid om warmteverlies te verminderen.Als u voor een betere koeling wilt zorgen, kunt u natuurlijk ook materiaaltransport op hoge temperatuur toestaan.

f) de stoom stroomt over het algemeen door de mantelzijde, omdat het handig is om het condensaat af te voeren, en de stoom schoner is, en de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt weinig verband houdt met de stroomsnelheid.

g) de stroperige vloeistof stroomt over het algemeen in de schaalzijde, omdat de dwarsdoorsnede en de stroomrichting van het kanaal voortdurend veranderen wanneer de vloeistof met schotten in de schaalzijde stroomt, en de sterke stroom kan worden bereikt bij het lage Re-getal ( Re>100), wat gunstig is voor het verbeteren van de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt van de vloeistof buiten de buis.Aan de bovenstaande punten kan niet tegelijkertijd worden voldaan, en soms zijn ze tegenstrijdig; ze moeten gebaseerd zijn op specifieke omstandigheden, de belangrijkste aspecten begrijpen en passende beslissingen nemen.