מה גורם לדליפות במחליף חום של מעטפת וצינורות?

הלחץ על צד המים של מחליף החום המחזיר סוג פני השטח גדול מהלחץ בצד הקיטור. ברגע שמערכת הצנרת דולפת, מי ההזנה יזרזו לתוך המעטפת, ויגרום לדופן הקיטור להיות מלא במים. מים עלולים להישפך בחזרה לטורבינת הקיטור לאורך צינור חילוץ הקיטור, ולגרום לעיוות של גליל טורבינת הקיטור, שינויים בהתפשטות הדיפרנציאלית, רטט של היחידה, ואפילו שבירה של להב ותאונות אחרות.

תאונות מסוג זה שנגרמו כתוצאה מדליפה של מחליף החום גרמו לכיבוי של כל מערך הציוד וחדירת המים של טורבינת הקיטור התרחשה פעמים רבות במפעל. לכן, חשוב מאוד לנתח את הגורם לדליפת מחליף חום ולברר אמצעי נגד לצמצום הדליפה ככל האפשר.

ניתוח סיבת דליפה

הדליפה של מערכת הצנרת הפנימית של מחליף חום הצינור מתחלקת בעיקר לדליפה של הצינור עצמו ולדליפה של היציאה.

1 גורמים לדליפת יציאת צינור

1.1 מתח תרמי מוגזם

כאשר מחליף החום של המעטפת והצינור פועל, בגלל הטמפרטורות השונות של הנוזלים הקרים והחמים, הטמפרטורות של המעטפת ושל דופן הצינור שונות זו מזו. הבדל זה גורם להתפשטות התרמית של המעטפת ושל הצינור להיות שונה. כאשר הפרש הטמפרטורות בין השניים גדול, הצינור עשוי להיות מעוות, או שהצינור עלול להימשך מלוח הפרחים, או אפילו להרוס את מחליף החום כולו. בהקשר זה, יש לשקול את השפעת ההתפשטות התרמית מבחינה מבנית, ולאמץ שיטות פיצוי שונות.

במהלך תהליך ההפעלה והכיבוי של מחליף החום, קצב עליית הטמפרטורה וקצב ירידת הטמפרטורה עולים על התקנות, כך שהצינורות ויריעות הצינור בלחץ גבוה נתונים ללחץ תרמי גדול יותר, והריתוכים או חיבורי ההתפשטות המחברים את צינורות ויריעות צינורות פגומים. גורם לדליפה ביציאה: כאשר העומס משתנה מהר מדי במהלך ויסות שיא או שהמנוע הראשי או מחליף החום נכשלים ומחליף החום מושבת לפתע, אם צד הקיטור מפסיק את אספקת הקיטור מהר מדי, או לאחר שצד הקיטור מפסיק את אספקת הקיטור, צד המים ממשיך להיכנס לאספקת מים, מכיוון שדופן הצינור דק ומתכווץ במהירות, ויריעת הצינור עבה ומתכווצת באיטיות, ולעתים קרובות גורמת נזק לריתוך או למפרק ההתפשטות בין הצינור ליריעת הצינור. זו הסיבה שקצב ירידת הטמפרטורה המותר הוא רק 1.7 מעלות/דקה-2.0 מעלות/דקה, שהיא מחמירה יותר מקצב עליית הטמפרטורה המותר של 2 מעלות/דקה-5 מעלות/ דקה

1.2 דפורמציה של יריעת הצינור

זה בעיקר עיוות העיבוד של יריעת הצינור והעיוות שנוצר במהלך העיבוד. הצינור מחובר ליריעת הצינור, ועיוות יריעת הצינור יגרום לדליפה בפתח הצינור.

בצד המים של לוחית הצינור הגבוה יש לחץ גבוה וטמפרטורה נמוכה, בעוד בצד הקיטור יש לחץ נמוך וטמפרטורה גבוהה, במיוחד אם יש מקטע קירור הידרופובי מובנה, הפרש הטמפרטורות גדול עוד יותר.

אם העובי של יריעת הצינור אינו מספיק, ליריעת הצינור תהיה דפורמציה מסוימת. מרכז יריעת הצינור יתנפח לכיוון צד הקיטור עם לחץ נמוך וטמפרטורה גבוהה. בצד המים, יריעת הצינורות שקועה במרכזה.

כאשר העומס של המנוע הראשי משתנה, הלחץ והטמפרטורה של הצד המוסיף קיטור משתנים בהתאם. במיוחד כאשר טווח השיא של הגילוח גדול, שיא מהירות הגילוח מהירה מדי או העומס משתנה באופן פתאומי, בתנאי שימוש במשאבת מים הזנה במהירות קבועה, גם הלחץ בצד המים ישתנה מאוד, ואולי אף יעלה על הלחץ המדורג. של מי הזנה גבוהים: שינויים אלה עיוות של יריעת הצינור עלול לגרום לדליפה בקצוות הצינור או לעיוות קבוע של יריעת הצינור.

אם שסתום הכניסה של מיכל הדלק הגבוה דולף פנימית, לאחר כיבוי מיכל ההספק הגבוה במהלך פעולת המנוע הראשי, צד המים של מיכל הדלק הגבוה יתחמם והלחץ יוגבר בנפח קבוע. אם אין שסתום בטיחות בצד המים או שסתום הבטיחות נכשל, הלחץ עלול לעלות גבוה מאוד, גם יעוות את יריעת הצינור.

1.3 תהליך סתימה לא תקין

בדרך כלל, תקעים חרוטיים משמשים בדרך כלל לריתוך צינורות סתימה. בעת נסיעה לתוך התקע המחודד, הכוח צריך להיות מתון; אם כוח הפטיש גדול מדי, חור הצינור יתעוות, וישפיע על החיבור בין הצינור הסמוך ליריעת הצינור, דבר שיגרום לנזק ויגרום לדליפה חדשה. במהלך תהליך הריתוך, אם החימום מראש, מיקום תפר הריתוך והגודל אינם מתאימים, הדבר יגרום לנזק לחיבור בין הצינור הסמוך ליריעת הצינור. שימוש בשיטות סתימה אחרות, כמו סתימת צינור הרחבה, סתימת פיצוץ וכו', אם התהליך אינו תקין, זה יגרום גם לדליפה ליד הזרבובית. לכן, יש להקפיד על תהליך סתימה קפדני.

2 הסיבה לדליפה של הצינור עצמו

2.1 קרצוף ושחיקה

אחת הסיבות היא שכאשר מהירות הזרימה של הקיטור גבוהה וזרימת הקיטור מכילה טיפות מים גדולות, הקיר החיצוני של הצינור נשטף בזרימה הדו-פאזית של קיטור ומים, הופך דק יותר, מחורר או מתפוצץ בלחץ של אספקת המים. הסיבות העיקריות לזרימת קיטור דו-פאזית בתוך מחליף החום הן: ראשית, הקיטור המחומם בקטע קירור הקיטור המחומם והיציאה שלו אינם עומדים בדרישות התכנון; שנית, מפלס מי הניקוז של מחליף החום נשמר נמוך מדי או שאין מפלס מים או שהטמפרטורה ההידרופוביה גבוהה בהרבה מערך התכנון או שהתנגדות הזרימה ההידרופובית גדולה או שלחץ החילוץ יורד פתאום וגורמים אחרים הופכים את ההידרופוביה. הבזק מתאדה, וכאשר ההידרופובי נכנס למחליף החום השלב הבא, יהיו אדים, אשר ישטפו את צינור מחליף החום ויגרמו נזק; 3. זה שכאשר צינור בצינור בלחץ גבוה ניזוק ונזלף, מי ההזנה בלחץ גבוה זורמים החוצה מהנזילה במהירות רבה, מה שישטוף את הצינורות או המחיצות הסמוכים. סיבה נוספת היא השפעה ישירה של קיטור או הידרופוביות. בשל החומר ושיטת הקיבוע הלא סבירים של לוחית נגד הלם. הוא נשבר או נופל במהלך הפעולה, ומאבד את אפקט ההגנה נגד הגלישה; השטח של לוחית האנטי-שיפשוף אינו גדול דיו, וטיפות המים נעות עם זרימת האוויר המהירה, ופוגעות בצרור הצינורות מחוץ ללוחית חסינת השפשוף; המרחק בין הקליפה לצרור הצינורות קטן מדי, כך שזרימת הקיטור בכניסה המהירות גבוהה מאוד.

פיצוח קורוזיה במתח מתייחס לפיצוח של מתכות או סגסוגות הנגרם על ידי פעולה משותפת של מתח מתיחה ואמצעי מאכל ספציפיים. הוא מאופיין בכך שרוב המשטח אינו פגום, רק חלק מהסדקים העדינים חודרים למתכת או לסגסוגת. פיצוח קורוזיה במתח יכול להתרחש בתוך טווח הלחץ התכנוני הנפוץ, כך שההשלכות חמורות. הגורמים החשובים הגורמים לסדיקת קורוזיה הם טמפרטורה, הרכב התמיסה, הרכב מתכת או סגסוגת, מתח ומבנה מתכת.

2.2 רטט צינור

כאשר טמפרטורת מי ההזנה נמוכה מדי או שהיחידה עמוסה יתר על המידה, כאשר זרימת הקיטור והמהירות בין הצינורות של מחליף החום עולים על ערך התכנון, צרור הצינורות בעל גמישות מסוימת ירטוט תחת פעולת כוח ההפרעה הנוזל על צד הקליפה. כאשר הכוח המרגש כאשר התדירות של צרור הצינורות עולה בקנה אחד עם תדר הרטט הטבעי של צרור הצינורות או המרובה שלו, זה יגרום לצרור הצינורות להדהד ולהגדיל מאוד את המשרעת, וכתוצאה מכך כוח חוזר על החיבור בין הצינור לבין יריעת הצינור, וגורמת נזק לצרור הצינורות. המנגנון של נזק לרטט צרור צינורות כולל בדרך כלל:

①עקב רטט, הלחץ של הצינור או המפרק בין הצינור ליריעת הצינור חורג ממגבלת העייפות של החומר, מה שגורם לצינור להישבר עקב עייפות;

②הצינור הרוטט מתחכך במתכת של הלוח בפתח הצינור התומך בלוח, מה שהופך את דופן הצינור לדק יותר ולבסוף גורם לקרע;

③ כאשר משרעת הרטט גדולה, הצינורות הסמוכים באמצע הטווח ישפשפו זה בזה, ויגרמו לצינורות להישחק או להתעייפות.

2.3 קורוזיה בקצה כניסת מי ההזנה של הצינור

נזקי שחיקה בקצה צינור הכניסה מתרחשים רק במחלפי חום מפלדת פחמן. זהו תהליך נזק הנגרם כתוצאה מפעולה משותפת של שחיקה וקורוזיה: המנגנון הוא שסרט התחמוצת הנוצר על פני המתכת של דופן הצינור נהרס ונלקח על ידי מי ההזנה הסוערים הגבוהים. , חומר המתכת הולך לאיבוד ללא הרף. בסופו של דבר להוביל לשבירה של הצינור. לפעמים ניתן להרחיב את המשטח הפגוע לריתוך קצה הצינור או אפילו ליריעת הצינור: כאשר ערך ה-pH של מי ההזנה נמוך (פחות מ-9.6), תכולת החמצן גבוהה (יותר מ-7 אג'/ליטר), הטמפרטורה היא נמוך (פחות מ-260 מעלות), ומידת המערבולת גדולה, נוטה לשחיקה.

2.4 קורוזיה

כאשר חומר הצינור של מחליף החום בלחץ נמוך הוא נחושת, לעיתים קרובות נאלץ להחליף את צינור הנחושת בלחץ נמוך עקב דליפה רצינית. כאשר ערך ה-pH הוא 8.5 ~ 8.8, שיעור הקורוזיה של הנחושת הוא הנמוך ביותר. פלדת פחמן דורשת ערך pH של לא פחות מ-9.5. ה-pH של מי הזנת הדוד היה גבוה מדי, מה שגרם לקורוזיה של צינורות הנחושת. הגורמים העיקריים המשפיעים על קורוזיה של צרורות צינורות פלדת פחמן הם: תכולת החמצן וערך ה-pH של מי הזנה: כאשר החמצן המומס במי ההזנה גבוה מדי או ערך ה-pH נמוך מדי, הדופן הפנימית של הצינור בלחץ גבוה. יהיה קורוזיה, כך שריכוז החמצן המומס במי ההזנה לא יעלה על 7pg/L, וערך ה-pH נשמר בין 9.3 ל-9.6. אם קיים חמצן בצד המעטפת, הוא יגרום לקורוזיה של חמצן בדופן החיצונית של צרור הצינורות. משקעי נחושת: עלולים לגרום לקורוזיה של בור, ליצור בורות. הטמפרטורה משפיעה על היווצרות סרט תחמוצת Fe3O4 על פני השטח של פלדת פחמן: בדרך כלל מאמינים שסרט תחמוצת Fe3O4 יציב יחסית כאשר הוא מעל 260 מעלות. מתחת לטמפרטורה זו, מידת ההגנה של סרט תחמוצת Fe3O4 תלויה ב-pH של מי ההזנה ובגורמים סביבתיים אחרים. כאשר ערך ה-pH גדול מ-9.6, זה בטוח.

2.5 חומר וביצוע גרועים

חומר הצינור דל, עובי דופן הצינור אינו אחיד, הצינור פגום לפני ההרכבה, חלק ההרחבה מורח יתר על המידה, ויש סימני נזקי מתיחה בצד החיצוני של הצינור. כאשר מחליף החום נתקל בתנאי עבודה חריגים, הוא יגרום לנזק רב לצינור.

3. אמצעי נגד

1 אמצעי טיפול לאחר מתרחשת דליפה

כאשר מתרחשת דליפה, הלחץ של מי ההזנה מופחת, וכמות מי ההזנה הנשלחת לדוד מופחתת. לכן, כאשר מתגלה דליפה של מערכת צינורות מחליף החום, יש לעצור מיד את מחליף החום כדי להפחית את מספר הצינורות הפגומים ולהפחית את מידת הנזק. כאשר היחידה יוצאת מכלל פעולה, יש לבדוק האם ישנה נזילה במחולל הלחץ הגבוה, ולמצוא דרך לסלק אותה.

עבור דליפת יציאות, יש לגרד את מתכת הריתוך המקורית לפני ריתוך תיקון, ולבצע טיפול חום מתאים כדי למנוע מתח תרמי: לדליפה של הצינור עצמו, יש להתאים את הצורה והמיקום של הדליפה של צרור הצינורות. בדוק תחילה, ויש לבחור תהליך סתימת צינור מתאים, חבר את שתי היציאות של הצינור. לא משנה באיזה סוג של תהליך סתימה משתמשים, על מנת להבטיח את איכות הצינור החתום, יש לטפל היטב בקצה הצינור החסום, כך שפלטת הצינור וחור הצינור יהיו עגולים ונקיים ובעלי מגע טוב. משטח עם התקע. במקרה של סדקים או שחיקה בחיבור בין הצינור ליריעת הצינור, יש להסיר את חומר הצינור המקורי ומתכת הריתוך בקצהו כך שהפקק יהיה במגע הדוק עם יריעת הצינור.

2 אמצעי זהירות

2.1 אמצעי זהירות דליפת נמל

בייצור של מחליפי חום, צריך להיות יריעות צינור בעובי מספיק, עיבוד טוב של חור צינור, ריתוך משטחים, מפרקי התפשטות צינור ותהליכי ריתוך. מבחינת תפעול, קצב עליית הטמפרטורה וקצב ירידת הטמפרטורה של מחליף החום צריכים לחרוג מהתקנות, חייב להיות שסתום בטיחות בצד המים למניעת לחץ יתר, וחייב להיות תהליך סתימה נכון לתחזוקה.

2.2 אמצעי מניעת נזילות של הצינור עצמו

(1) אמצעי מניעה נגד שחיקה

הגבל את קצב הזרימה של הקיטור או ההידרופובי בצד המעטפת ומניעת הבהוב בחלק הקירור; הקיטור ביציאה של מדור קירור הקיטור חייב להיות בעל מספיק חום-על שיורי; יש לקבע היטב את לוחית נגד החריכה, השטח מספיק והחומר טוב; מפלס המים בצד הקונכייה נשמר תקין. הפעלה עם מפלס מים נמוך או ללא מפלס מים אסורה.

(2) אמצעי מניעה לרטט צינור

התקן דלת בטיחות בצד הקיטור בצד הקיטור הגבוה; להגביל את קצב הזרימה של קיטור או מים בצד המעטפת; המרחק בין הצינורות צריך להיות גדול מספיק, מה שמפחית את קצב הזרימה בצד המעטפת מצד אחד, ומצד שני מקטין את האפשרות שהצינורות יתנגשו זה בזה וייפגעו מחיכוך: מגבלה אורך הקטע החופשי של צרור הצינורות.

(3) אמצעים למניעת שחיקה בקצה כניסת המים של הצינור

מהירות הזרימה של הנוזל בצד הצינור או בצד הצינור משפיעה לא רק על ערך מקדם העברת החום ההסעה, אלא גם משפיעה על ההתנגדות התרמית של הלכלוך, ובכך משפיעה על גודל מקדם העברת החום הכולל. במיוחד עבור נוזלים המכילים משקעים וחלקיקים אחרים שקל להפקידם, קצב הזרימה נמוך מדי ואף עלול לגרום לסתימת צנרת, מה שמשפיע באופן חמור על השימוש בציוד. עם זאת, הגדלת קצב הזרימה תגדיל משמעותית את אובדן הלחץ. לכן, חשוב מאוד לבחור קצב זרימה מתאים. הגבל את קצב הזרימה של מי הזנה, הפסק להשתמש בשורה של מחליפי חום או חסום מספר רב של מחליפי חום, קצב הזרימה בצינור יגדל באופן משמעותי, בשלב זה, חלק ממי ההזנה צריך להיכנס לדוד דרך המעקף או להפחית את העומס של היחידה; לשלוט על תכולת החמצן של מי ההזנה להיות קטנה 7ug/L, לשלוט על ערך ה-pH של מי הזנה ב-9.2-9.6.

(4) אמצעים למניעת קורוזיה

הפגת מתח, למתח יכולים להיות מקורות שונים, כגון מתח מופעל, מתח שיורי, מתח ריתוך ומתח שנוצר על ידי מוצרי קורוזיה. בעת בחירת חומרים, הפוך את היחידה למערכת נטולת נחושת, המועילה לאנטי-קורוזיה של היחידה כולה ולבקרת האיכות של גבישי קיטור; כדי לקבל מערכת שחרור אוויר מלאה, מומלץ בדרך כלל לא להשתמש בחיבור סדרה שלב אחר שלב עבור חיבורי צנרת. למנוע הצטברות של גז שאינו ניתן לעיבוי במחליף החום בלחץ נמוך; להבטיח את הפעולה הרגילה של מערכת שחרור האוויר. בעת ההפעלה, יש לנקז את צד המים וצד הקיטור מאוויר, ויש להכשיר את איכות אספקת המים; יש לנקוט באמצעים טובים נגד קורוזיה בעת יציאה מהמפעל, כדי למנוע קורוזיה במהלך אחסון והובלה. עבור מחליפי חום של צינורות פלדת פחמן, בדרך כלל משתמשים בשיטות אנטי קורוזיה מלאות בחנקן הן בצד הקיטור והן בצד המים; , אמצעים נגד קורוזיה למילוי קיטור או חנקן, ולהתאים כראוי את ערך ה-pH של המים חסרי החמצן בצד המים כדי למלא תפקיד מגן.

(5) אמצעי מניעה לנזילת צנרת הנגרמת מחומר וביצוע לקויים

דופן הצינור צריך להיות לפחות 2.0 מ"מ מעל כדי לשפר את עמידות השחיקה. יש לבדוק כל צינור לאיתור פגמים ובדיקה הידרוסטטית לפני ההרכבה; צרור הצינור צריך להיות מטופל בחום וללא פגמים חזותיים; חור הצינור של לוחית הצינור צריך לשמור על חספוס מסוים, סובלנות וריכוזיות, והשיפוע או העיגול של חור הצינור צריכים להיות חלקים וללא פגמים. תקלה.

(6) סתימה מונעת

בצע חסימה מונעת. מומלץ לפתוח חור עוקף בגודל מסוים על יריעת הצינור תוך חסימת צינורות מסוימים כדי להפחית את קצב הזרימה של מי הזנה ולהפחית קורוזיה. שיטה זו אומצה בתחנות כוח רבות בארץ ובחו"ל, והוכח כי היא יכולה להאריך כראוי את חיי מחליף החום ולהפחית את מספר הדליפות.

(7) בחירת תהליך

במחליף החום, איזה סוג של נוזל זורם דרך צד הצינור ואיזה סוג זורם דרך צד המעטפת, ניתן להתייחס לנקודות הבאות כעקרונות כלליים לבחירה:

א) חומרים שאינם נקיים או קלים לפירוק ואבנית צריכים לזרום דרך הצד שקל לנקות. עבור צרורות צינורות ישרים, בדרך כלל יש לנתב את החומרים הנ"ל בתוך הצינורות, אך כאשר ניתן להסיר את צרורות הצינורות לניקוי, ניתן לנתב אותם גם מחוץ לצינורות.

ב) הנוזל שצריך להגביר את קצב הזרימה כדי להגדיל את מקדם העברת החום ההסעתי שלו צריך להיכנס לצינור, כי שטח החתך בתוך הצינור הוא בדרך כלל קטן יותר משטח החתך בין הצינורות, וזה קל להשתמש במספר מעברי צינור כדי להגביר את קצב הזרימה.

ג) חומרים קורוזיביים צריכים להיכנס לתוך הצינור, כך שהקליפה יכולה להיות מחומרים רגילים, רק הצינור, יריעת הצינור והראש צריכים להיות מחומרים עמידים בפני קורוזיה.

ד) החומר עם לחץ גבוה נכנס לתוך הצינור, כך שהקליפה לא תוכל לשאת את הלחץ הגבוה.

ה) יש לנתב חומרים בעלי טמפרטורה גבוהה או נמוכה בצינור כדי להפחית את איבוד החום. כמובן, לפיזור חום טוב יותר, ניתן לאפשר גם לחומרים בטמפרטורה גבוהה לעבור דרך הקליפה.

ו) הקיטור מועבר בדרך כלל לצד המעטפת, מכיוון שנוח לפרוק את העיבוי, והקיטור נקי יותר, ולמקדם העברת החום ההסעתי שלו יש קשר מועט עם קצב הזרימה.

ז) נוזלים בעלי צמיגות גבוהה זורמים בדרך כלל דרך חלל צד המעטפת, מכיוון שכאשר זורמים בצד הקונכייה עם בפפלים, החתך וכיוון הזרימה של תעלת הזרימה משתנים כל הזמן, דבר שניתן לעשות במספרי Re נמוכים (Re גדול מ- 100) השגת זרימת נחשול תורמת לשיפור מקדם העברת החום ההסעה של הנוזל מחוץ לצינור.

לא ניתן לספק את הנקודות הנ"ל בו זמנית, ולעיתים הן סותרות, ולכן יש לתפוס את ההיבטים העיקריים ולקבל החלטות מתאימות בהתאם למצב הספציפי.