鍋爐面式減溫器泄漏的原因與對(duì)策
評(píng)論： 更新日期：2013年02月03日
??? ① 從工作介質(zhì)上分析，蒸汽流經(jīng)面式減溫器殼程，鍋爐給水流經(jīng)管程，兩種介質(zhì)在減溫水盤管表面進(jìn)行間壁式傳熱，使蒸汽得到一定程度的冷卻，并預(yù)熱鍋爐給水。因此，面式減溫器內(nèi)部存在著一定的溫度梯度，為熱應(yīng)力的產(chǎn)生提供了條件。
??? ② 從運(yùn)行環(huán)境上分析，面式減溫器的工作環(huán)境處于高溫、高壓的工藝條件下，蒸汽壓力為3.82MPa，溫度為450℃。但由于用戶用汽量經(jīng)常波動(dòng)，因此實(shí)際鍋爐工作壓力和工作溫度并不總是處在設(shè)計(jì)工況下，而是經(jīng)常發(fā)生變化，蒸汽壓力范圍一般為3.65～3.85MPa，溫度范圍一般為415～450℃。由于蒸汽與給水的溫度、流量變化較大，因此產(chǎn)生沖擊和熱應(yīng)力也較大。面式減溫器長(zhǎng)期受到?jīng)_擊和熱應(yīng)力的作用，材質(zhì)逐漸疲勞，強(qiáng)度逐漸下降，最終出現(xiàn)疲勞裂紋，發(fā)生泄漏。我們就此問(wèn)題與一些鍋爐使用單位進(jìn)行了技術(shù)交流與咨詢，據(jù)這些單位介紹，鍋爐運(yùn)行6～7年后容易出現(xiàn)此類問(wèn)題。我公司鍋爐已運(yùn)行7年以上，鍋爐C運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，鍋爐B次之。鍋爐C面式減溫器的泄漏情況較為嚴(yán)重，鍋爐B的泄漏情況較輕。因此，面式減溫器的泄漏與使用時(shí)間有一定關(guān)系。當(dāng)鍋爐在運(yùn)行中需緊急啟停時(shí)，面式減溫器的承壓元件在短時(shí)間內(nèi)承受較大的溫度、壓力變化，熱應(yīng)力變化也較大，承受損害較大。這2臺(tái)鍋爐在2002年緊急啟停的次數(shù)較多，正常啟停時(shí)也有升壓過(guò)快的現(xiàn)象發(fā)生，在一定程度上促進(jìn)了面式減溫器的損壞。
??? ③ 面式減溫器主要依靠給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)蒸汽溫度，給水調(diào)節(jié)閥為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)規(guī)律為PID算法，PID調(diào)節(jié)器的可調(diào)參數(shù)為比例度、積分時(shí)間和微分時(shí)間[1]。這3個(gè)可調(diào)參數(shù)經(jīng)調(diào)試后就固定下來(lái)，無(wú)法自整定及隨時(shí)變化，這就限制了PID調(diào)節(jié)器的功能，尤其是對(duì)負(fù)荷波動(dòng)較為頻繁的鍋爐。蒸汽溫度的變化受多種因素影響，主要有鍋爐負(fù)荷波動(dòng)、鍋爐給煤量變化、鍋爐送風(fēng)量變化。這樣，同一組PID參數(shù)無(wú)法針對(duì)每一種工況實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)節(jié)。結(jié)果只能是兼顧每一種工況，但調(diào)節(jié)效果遠(yuǎn)未達(dá)到最優(yōu)。
??? 從實(shí)際運(yùn)行效果看，給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)較為滯后，加之給水調(diào)節(jié)與主上水調(diào)節(jié)相互干擾，使得給水調(diào)節(jié)不能及時(shí)對(duì)應(yīng)鍋爐蒸汽溫度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)效果較差。在自動(dòng)控制運(yùn)行時(shí)，鍋爐蒸汽溫度經(jīng)常發(fā)生超溫，而當(dāng)面式減溫器的給水調(diào)節(jié)閥關(guān)閉或關(guān)得較小時(shí)，給水易發(fā)生部分汽化，出現(xiàn)水擊現(xiàn)象。水擊的發(fā)生會(huì)使面式減溫器的角焊縫處承受較大的沖擊載荷。另外，由于鍋爐蒸汽溫度調(diào)節(jié)效果較差，使得面式減溫器給水流量波動(dòng)較大，熱應(yīng)力加大，使管程與殼程均易產(chǎn)生裂紋，最終導(dǎo)致泄漏。管程泄漏后由于給水壓力高于蒸汽側(cè)壓力，部分給水泄漏至殼程，可能穿過(guò)護(hù)板的小孔滴到面式減溫器下部，使受熱面驟然收縮，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力而形成裂紋。面式減溫器給水流量波動(dòng)較大也可能造成蒸汽側(cè)表面產(chǎn)生凝結(jié)水，散落在面式減溫器的不同部位，從而造成面式減溫器的損壞。
4 防范及處理措施
??? ① 對(duì)鍋爐面式減溫器、鍋筒等承壓元件按規(guī)范進(jìn)行定期檢測(cè)試壓，暫定6個(gè)月一次，做到科學(xué)預(yù)防。對(duì)鍋爐B、C的面式減溫器進(jìn)行著色探傷、水壓試驗(yàn)檢漏，確定漏點(diǎn)位置后根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊接修復(fù)，修復(fù)后進(jìn)行檢測(cè)。投運(yùn)后密切觀察，1個(gè)月后復(fù)檢。
??? ② 對(duì)鍋爐給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)校，調(diào)整PID參數(shù)，克服其滯后性，提高鍋爐給水調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)靈敏度，必要時(shí)解除此調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)運(yùn)行，改為手動(dòng)調(diào)節(jié)。
??? ③ 鍋爐啟停嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，提高設(shè)備檢修維護(hù)力度，確保設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，減少啟停頻次。
??? ④ 根據(jù)鍋爐面式減溫器損壞的程度，需要時(shí)，在進(jìn)行鍋爐大修中更換面式減溫器。
參考文獻(xiàn)：
[1] 厲玉鳴.化工儀表及自動(dòng)化(第2版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1991.
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