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热网加热器漏泄分析及防范措施

作者:张泓波 孙黎红  来源:大唐七台河发电有限责任公司 
评论: 更新日期:2014年05月20日
表2
C%
Si%
Mn%
S%
P%
Cr%
Ni%
0.067
0.45
1.81
0.00014
0.026
18.41
8.08
管束之所以发生腐蚀,造成的原因比较复杂。从加热器管束漏泄现象看有两种腐蚀原因,一种是Cl元素环境下结构因素引起的拘束应力腐蚀。引起结构方面的应力一是在加热器管束组装时,由于管束长,支撑板多,管板对中不好,在穿管过程中管束与支撑板之间别劲而强行安装产生;二是在加热器运行期间,在六段抽汽不能满足供热要求时,由参数相对较高的五段抽汽供汽。随热负荷变化抽汽级数相应变化、调整,对管束冲击产生交变应力。由于整个城市热网系统庞大、复杂,造成回收水容易污染,管壁Cl离子富集。在Cl离子、结构应力的共同作用下发生腐蚀。另外加热器停用期间管束内软化水存积、蒸发,Cl元素浓缩,腐蚀性增强,加速了应力腐蚀。其漏泄部位发生于管束弯头内侧,现象为自内向外发展的穿晶裂纹。
另一种腐蚀由贫铬引起。在不锈钢管制造过程中或管束弯头与直管段焊接时焊接工艺不正确,造成硫化锰局部聚集,导致其周围区域贫铬,发生腐蚀。该腐蚀最初只是在几百纳米的低铬区域内发生,在软化水环境中腐蚀迅速扩大,由于管壁较薄,很快就会发生腐蚀穿管。其发生部位处于弯头与直管段焊口附近,现象为局部锈蚀,部分位置点蚀严重。
 
4 防止热网加热器漏泄的防范措施
4.1 选材、制造加工方面
今后再换管材时要正确选择不锈钢牌号。必须根据实际介质特点和腐蚀环境进行不锈钢选材。既要考虑其耐一般腐蚀的性能,又要考虑其耐局部腐蚀的特性。因为选材时一般多重视不锈钢的耐一般腐蚀性能,而对局部腐蚀,如对应力腐蚀、穿晶腐蚀等的敏感性如何考虑较少。不锈钢的局部腐蚀多在耐一般腐蚀性能很好的腐蚀环境中发生,局部腐蚀常常会造成不锈钢管的突然破坏,其危害性远远大于一般腐蚀。不锈钢的耐蚀性数据只是一些实验室的试验结果,与实际介质环境常常有较大的出入。应该在供热期间的不同时期对热网系统提取水样,综合分析水质状况,确定水的特性,然后进行腐蚀试验,最终获得实际使用条件下的耐蚀性数据,选择正确的不锈钢。只有在选材上正确把关,才能从根源上杜绝腐蚀的发生。
另外在制造、加工管材时严格执行焊接工艺,避免因选择工艺不当造成管子贫铬。在加热器穿管时各支撑板严格保持对中,避免管束别劲,或在加热器长度或支撑板方面进行改进,避免管子间隔距离不当产生别劲、振动。
4.2 运行方面
4.2.1 热网加热器运行期间在机组负荷、热网负荷变化时调整参数要缓慢或减少调整,避免温度、压力变化剧烈,造成对加热器管束的冲击。
4.2.2 严格要求进入加热器的软化水的水质要求(水质要求见表3),并定期处理热网系统回水,防止Cl离子沉积和大量结垢。
3
PH值
融解氧浓度
硬度
总碱度
氯化物
酸性电导率(25)
9.3-9.6
<30μg/l
<0.25m mol/l
<2.7 m mol/l
<30mg/l
<1000μs/cm
4.2.3热网加热器停用前将管束内外壁冲洗干净,特别是将内壁结垢清理干净。然后放净积水,用热风吹干。
4.2.4 停用期间及时关闭热网加热器管侧、壳侧阀门,避免壳侧进蒸汽,管侧积水。
4.2.5 热网加热器停用期间壳侧充氮,维持压力在0.07-0.12MPa。管侧充联氨,浓度维持在200mg/l,并增加氨来调节控制,使其PH值维持在10.0-10.3左右。
4.3 检修方面
4.3.1 #2热网加热器回装过程中将U形管弯头一端支座抬高20mm,在加热器停备期间运行保护措施不能够有效采取时可使管内积水借助自身重力自然流出,避免管束存水造成腐蚀。
4.3.2 利用检修期间消除加热器阀门内漏,杜绝加热器壳侧进蒸汽,管侧进水。
 
5 结束语
表面式加热器运行中发生漏泄是比较常见的,尤其对于高参数机组、水质较差的工作环境更容易发生,热网加热器停运后发生漏泄的情况比较少。查找到漏泄的原因是采取防范措施的基础。在准确分析基础上采取恰当的防范措施才能保证热网加热器安全、可靠地长周期运行。
鉴于#2热网加热器出现的大面积漏泄,出于对#1热网加热器的可靠性考虑,在其投用前进行了水压试验,确认无漏泄。为确保该加热器能够长期运行,已要求生产厂家对#1热网加热器芯子在选材、生产批次、加工、安装工艺方面进行确认。另在机组大修时重点对该加热器管束进行涡流探伤检查,确认其实际现状。
 
 
 
 
参考文献:
[1] 材料腐蚀学原理,肖光美,化学工业出版社,2002
[2] 高压加热器漏泄原因分析及对策,黑龙江电力,2003,(4)
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