王明亮

摘要：分析了熱網(wǎng)加熱器換熱管斷裂及泄漏的原因，并結(jié)合加熱器運(yùn)行條件，施工過程中運(yùn)用熱網(wǎng)加熱器設(shè)備更換換熱管的技術(shù)，科學(xué)的制定了穿管方案及措施。

關(guān)鍵詞：換熱管斷裂；泄漏因素；穿管技術(shù)應(yīng)用；采取措施

熱網(wǎng)加熱器是熱網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是熱電廠的主要設(shè)備之一，其主要功能是利用汽輪機(jī)的抽汽或從鍋爐引來的蒸汽（加熱介質(zhì)）來加熱熱水供應(yīng)系統(tǒng)中的循環(huán)水以滿足供熱用戶要求，從而實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，在整個(gè)供熱期間一直連續(xù)工作，冬季最冷期間，提高供熱的熱水溫度以滿足用戶對(duì)供暖的要求。

固定管板式汽一水換熱器。如圖1（a）（1-外殼；2-管束；3-固定管柵板；4-前水室；5-后水室；6-膨脹節(jié)；7-浮頭；8-擋板；9-蒸汽入口；10-凝水出口；11-汽側(cè)排汽管；12-被加熱水出口；13-被加熱水入口；14-水側(cè)排汽管）所示。殼管式汽一水換熱器主要包括以下幾個(gè)部分：帶有蒸汽出口連接短管的圓形外殼，由小直徑管子組成的管束，固定管束的管柵板，帶有被加熱水進(jìn)出口連接短管的前水室及后水室。蒸汽在管束外表面流過，被加熱水在管束的小管內(nèi)流過，通過管束的壁面進(jìn)行熱交換。管束通常采用銅管、黃銅管，導(dǎo)熱性能好，耐腐蝕，但造價(jià)高。一般超過140℃的高溫?zé)崴訜崞髯詈貌捎娩摴堋榱藦?qiáng)化傳熱，通常在前水室、后水室中間加隔板，使水由單流程變成多流程，流程通常取偶數(shù)，這樣進(jìn)出水口在同一側(cè)，便于管道布置。

某集團(tuán)熱電廠機(jī)組承擔(dān)著中西部礦區(qū)，市郊住戶的供熱任務(wù)。2018年12月，電廠熱網(wǎng)加熱器在冬季運(yùn)行過程中，連續(xù)發(fā)生換熱管斷裂事故，數(shù)次中斷供熱，雖進(jìn)行了幾次臨時(shí)性的維修和采取低工況的運(yùn)行方式，該熱網(wǎng)加熱器仍然出現(xiàn)部分換熱管泄漏，該熱電廠安裝三臺(tái)臥式列管式換熱器，加熱器在運(yùn)行中出現(xiàn)大量管束泄漏，影響正常供暖，根據(jù)熱網(wǎng)加熱器管束斷裂及泄漏情況需要進(jìn)行換熱管更換。

熱網(wǎng)加熱器換熱管準(zhǔn)備更換前，施工技術(shù)人員要向甲方有關(guān)技術(shù)人員充分了解加熱器管束斷裂泄漏的真正原因，找出管口是因脹接、還是因管口焊接、還是管口因外在因素（清洗）腐蝕造成管口斷裂泄漏。若管口因脹接原因造成泄漏，新管口脹接時(shí)要先進(jìn)行管口試脹，脹接深度控制在管板厚度的75%--90%、管口脹薄率控制在4%--6%。若管口因焊接原因造成管口泄漏，新管口焊接時(shí)要進(jìn)行試焊以確定焊機(jī)電流的調(diào)節(jié)，溫度控制，氬氣保護(hù)。若是管束材質(zhì)有問題，化驗(yàn)水質(zhì)，認(rèn)真分析造成泄漏斷裂原因，使用合適的管材才能確保施工質(zhì)量。若是熱網(wǎng)加熱器在運(yùn)行過程中因自身原因（比如：原折流隔板間距設(shè)計(jì)過長、折流隔板管孔過大、進(jìn)氣口擋板設(shè)計(jì)不合理、隔板支撐力度不夠造成隔板下垂等等），更換、增加、加固折流板確保折流板水平、合理設(shè)計(jì)進(jìn)氣口擋氣板避免進(jìn)氣口管子損壞。

熱網(wǎng)加熱器拆除舊管和安裝新管時(shí)，熱網(wǎng)加熱器舊管拆除時(shí)絕對(duì)不能對(duì)熱網(wǎng)加熱器管板管孔造成損傷，管孔清掃時(shí)要認(rèn)真檢查管孔是否有損傷及縱向溝槽，發(fā)現(xiàn)后要及時(shí)修復(fù)，安裝新管時(shí)管板管孔要清潔，穿新管時(shí)管頭要用酒精擦拭干凈，便于焊接。拆除舊管時(shí)要注意觀察舊管有無斷裂，有無磨損痕跡，若有要分析是什么原因造成的，因隔板間距過大，隔板孔徑過大、隔板下垂造成管子斷裂磨損。安裝新管時(shí)采取措施確保質(zhì)量。

換熱管安裝前用拉鋼絲的方法檢查管板、隔板的同心度，應(yīng)保證前后管板及其所有隔板各相應(yīng)管孔的同軸度誤差不大于2mm。檢查管板、隔板的管孔有無毛刺、銹皮等，管板管孔內(nèi)壁應(yīng)清理打磨干凈無銹蝕、無油垢，管孔內(nèi)無縱向溝槽，測(cè)量管孔和換熱管外徑，其差值應(yīng)符合要求，如個(gè)別管孔有損傷時(shí)要及時(shí)修復(fù)，穿管前應(yīng)對(duì)新不銹鋼管進(jìn)行抽檢，換熱管必須進(jìn)行外觀檢查，管子表面應(yīng)無裂紋、砂眼、凹陷、油垢等現(xiàn)象，管內(nèi)應(yīng)無雜物和堵塞現(xiàn)象，管子應(yīng)平直，換熱管尺寸和橢圓度應(yīng)符合要求。用專用工具將換熱管兩端焊縫去除、去除焊縫時(shí)不能損傷管板、管孔，用專用工具將換熱管兩端脹口端部松開即縮口，縮口時(shí)不應(yīng)傷及管孔；舊管取完后檢查管孔，認(rèn)真清理打磨除銹、打磨過后的管孔內(nèi)壁光滑清潔、無縱向溝槽及毛刺，用手持便攜式平面銑刀對(duì)管板表面進(jìn)行銑面，確保管板表面的平整度，光潔度以便于管板管口焊接。

在進(jìn)行新?lián)Q熱管安裝前，為防止換熱管損傷，換熱管就地現(xiàn)場(chǎng)開箱，新管擺放時(shí)下方一定要鋪設(shè)膠皮，穿管順序一般先下后上，穿管時(shí)應(yīng)將換熱管兩端用酒精擦洗清理干凈，管口無毛邊，在兩端管板處設(shè)置人員，負(fù)責(zé)穿管時(shí)對(duì)準(zhǔn)管口，避免沖撞及穿錯(cuò)，應(yīng)輕推輕拉，不沖撞管孔，穿管受阻時(shí)，不得強(qiáng)力猛擊，以免損壞管頭。如出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象應(yīng)先檢查受阻管孔，或在換熱管另一端插上引導(dǎo)器，用木錘輕輕打入，避免損壞冷卻管，換熱管尺寸不夠長時(shí)禁止使用，應(yīng)更換足夠長的換熱管。

熱網(wǎng)加熱器換熱管在正式脹接前，應(yīng)進(jìn)行試脹工作，應(yīng)符合下列要求：脹口應(yīng)做到無欠脹或過脹現(xiàn)象，脹口處管壁脹薄控制在4%～6%，脹管后內(nèi)徑的合適數(shù)值Da，按下列公式計(jì)算：Da = D?2t（1 ? a）mm 式中 D—管板孔直徑，mm；t—鋼管壁厚，mm；a—擴(kuò)脹系數(shù)4%—6%。脹薄率應(yīng)控制在4%--6%。脹口應(yīng)平整光滑，無裂紋和顯著的切痕。脹口的脹接深度為管板厚度的75%～90%，但擴(kuò)脹部分應(yīng)在管板壁內(nèi)不少于2-3mm，不允許擴(kuò)脹部分超過管板內(nèi)壁厚度，以上試脹工作合格后方可正式脹管，將進(jìn)水側(cè)管口整理平整，管頭露出管板長保持1～1.5mm之間，管子脹接程序應(yīng)根據(jù)管束分組情況妥善安排，不得因脹接程序不合理造成管板變形，正式脹管應(yīng)先脹近水側(cè)，脹接好的管子應(yīng)露出管板1～1.5mm，管端平整無刺且應(yīng)符合室內(nèi)試脹的要求，不允許擴(kuò)脹部分超過管板內(nèi)壁。前水室側(cè)未脹完時(shí)，后水室不得切管，待前水室側(cè)全部脹管結(jié)束，后水室側(cè)全面切管，切管后冷卻管應(yīng)露出管板1.5m后水室側(cè)切管結(jié)束后，后水室側(cè)冷卻管開始脹管，管口脹接時(shí)嚴(yán)禁使用潤滑油，可使用酒或者洗潔精作為潤滑劑進(jìn)行脹接。

管口脹接完畢后，用酒精對(duì)管口進(jìn)行清洗，然后才能進(jìn)行管口焊接。管口焊接時(shí)采用氬弧焊焊接，管口焊接前要進(jìn)行試焊來調(diào)節(jié)焊接電流、焊接溫度、氬氣保護(hù)。焊縫要均勻流暢，無氣孔，毛刺，無焊溜、無夾渣等，焊縫焊接完畢后用著色劑滲透劑進(jìn)行焊縫檢查、發(fā)現(xiàn)焊縫有缺陷時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，管口焊完后進(jìn)行二次脹接，管口先脹接后焊接會(huì)因熱脹冷縮的原因造成管口滲漏，所以必要進(jìn)行二次貼合脹接，管口二次脹接時(shí)需使用可調(diào)節(jié)式脹管器進(jìn)行貼脹，管口二次脹接完畢后，再次使用著色滲透劑進(jìn)行焊縫檢查。對(duì)發(fā)現(xiàn)有問題的管口進(jìn)行處理。

此項(xiàng)目施工過程中所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：

ASTMA24997《熱交換器用不銹鋼管》

GB/T24297《金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)方法》

GB/T24697《金屬管壓扁試驗(yàn)方法》

參考文獻(xiàn)機(jī)械工程師設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社

（作者單位：中國平煤神馬集團(tuán)坑口電廠）