王健,楊樹方
(中國特種設(shè)備檢測研究院,北京 100029)
減溫器是鍋爐中的一項重要結(jié)構(gòu),對其進行合理應(yīng)用,能夠為鍋爐運行提供符合要求的蒸汽,進而確保鍋爐能夠穩(wěn)定運行。
鍋爐減溫器主要有以下兩種類型:
表面式減溫器結(jié)構(gòu)高度與換熱器相似,該類型的減溫器在具體應(yīng)用期間的主要優(yōu)點體現(xiàn)在,水和水蒸氣不會發(fā)生直接接觸,而且對采用的水有沒有特殊要求。但是,其在實際應(yīng)用過程中也存在一定缺點,主要體現(xiàn)在整體構(gòu)造十分復(fù)雜、溫度調(diào)節(jié)延遲大、受熱面等多個方面,也正是因為如此,表面式減溫器經(jīng)常被應(yīng)用在抵押鍋爐中,而且從具體應(yīng)用情況來看,也取得了不錯的應(yīng)用效果。
噴水減溫器在實際應(yīng)用期間的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)簡單、溫度調(diào)節(jié)的靈敏、調(diào)溫幅度大、容易實現(xiàn)自動化幾個方面,這也是其被廣泛應(yīng)用低壓鍋爐中。但是,從實際應(yīng)用情況來看,鍋爐在運行期間的減溫水可以被直接噴入蒸汽中,但是,對水的品質(zhì)要求較高,因此,在對噴水減溫器進行應(yīng)用時,要對水的品質(zhì)進行檢查,確保采用的水的品質(zhì)能夠滿足應(yīng)用需求,才能對其進行應(yīng)用。隨著水處理水平的不斷提升,鍋爐中用水的品質(zhì)都能夠達到要求標(biāo)準(zhǔn),這也就使噴水減溫器在鍋爐中的應(yīng)用變得更加廣泛。
鍋爐減溫器的作業(yè)環(huán)境差,在對其進行應(yīng)用時,經(jīng)常會由于外界因素因影響,出現(xiàn)各種故障。某鍋爐在實際運行期間額定蒸發(fā)量為105t/h,其運行的工作壓力大小為的3.95MPa,鍋爐投入運行不到8個月,由于減溫器出現(xiàn)了多次故障,這導(dǎo)致內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生了脫落現(xiàn)象,這一情況的出現(xiàn),導(dǎo)致蒸汽引出管口發(fā)生了堵塞,這會引起高溫過熱器超過爆炸事故,下面針對減溫器在應(yīng)用期間的失效原因進行分析。
在冷水管之間的小支撐板進行焊接,在小支撐板與冷水管形成一個剛性結(jié)構(gòu),小支撐板會受水管膨脹限制,同時,進水管也會影響小支撐板限制,進入水管在具體應(yīng)用期間,受冷熱溫差不同,這也會引起膨脹差,這種由于溫度差原因引起的膨脹無法被螺旋管轉(zhuǎn)化、吸收,因此,會全部作用在小支撐板上,此外,鍋爐運行期間,鍋爐中的進出水管會發(fā)生激烈振動,小支撐板通過點焊方式連接的,焊接質(zhì)量差,在外力影響下,小支撐件在應(yīng)用期間會出現(xiàn)焊縫、彎曲變形等各種不同類的問題,最終會發(fā)生脫落,引起嚴(yán)重問題。從作業(yè)人員對鍋爐運行現(xiàn)場的整體情況來看,正是因為小支撐板在應(yīng)用期間發(fā)生了脫落,這使蒸汽引出管管口發(fā)生了堵塞,高溫過熱器管內(nèi)蒸汽流量會不斷減少,進而會引起超溫保管問題,會引發(fā)安全事故。
通過對現(xiàn)場情況進行詳細(xì)的觀察和分析可以發(fā)現(xiàn),進出冷水管內(nèi)得遭受到了嚴(yán)重腐蝕,螺旋管穿孔內(nèi)還存在大量紅褐色腐蝕物,這都是氧化腐蝕引起的。對冷卻水進行加熱,水溫升高后,溶解在水中的氧氣會逸出,若冷水量小,要對汽水混合物的流速進行控制,一般來說,要將流速控制在0.4m/s 以內(nèi),這會使水平管內(nèi)發(fā)生汽水分層情況,水管管段內(nèi)會聚集大量氧氣,而旋轉(zhuǎn)管壁與其他部位部件相比,該部位更薄,這會使出口水平管端多處都因為腐蝕原因而出現(xiàn)了穿孔情況。鍋爐運行過程中,若冷卻水處發(fā)生了汽化現(xiàn)象,要降低溫度,進入減溫器內(nèi)的冷卻水的溫度遠(yuǎn)低于設(shè)計溫度,這也就擴大了冷熱介質(zhì)之間的溫度差,擴大的溫差應(yīng)力,加快了對旋轉(zhuǎn)管和冷水管的破壞。
為了避免芯管在應(yīng)用期間發(fā)生泄漏,出現(xiàn)陡然冷卻減溫器內(nèi)壁,這會在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)熱疲勞裂紋,針對減溫器筒體內(nèi)的具體外觀情況進行全面檢查,對內(nèi)壁和出管孔內(nèi)區(qū)域,尤其是芯管泄漏所對應(yīng)的各個部位,采用超聲波和窺鏡方式完成相應(yīng)的檢測作業(yè),對外部接管角的焊縫進行了全面滲透檢測,通過檢測并未發(fā)現(xiàn)減溫器筒體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
鍋爐在運行期間,過熱器爆管是因為小支撐板堵塞管孔造成的,對其余過熱器的情況進行檢查,未發(fā)生超溫過熱情況,針對爆管中采用的9 組過熱器進行更換,利用氬弧焊完成相應(yīng)的焊接作業(yè),完成焊接作業(yè)后,要對焊接處的情況進行全面檢測,經(jīng)過檢測,確定焊接質(zhì)量能夠達到相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)后,才能投入使用,若發(fā)現(xiàn)焊接沒有達到相應(yīng)要求標(biāo)準(zhǔn),要及時進行重新焊接。
對減溫器的處理,應(yīng)當(dāng)從更換減溫器芯管和降低減溫器容量兩個方面入手。對于損壞嚴(yán)重的減溫器芯管,要更換所有芯管,重新進行制造安裝。工作人員對鍋爐廠的具體情況進行全面分析,依據(jù)分析結(jié)果的,對鍋爐廠進行了適當(dāng)調(diào)整,具體調(diào)整情況如表1 所示。
表1 調(diào)整后鍋爐的各項參數(shù)
完成修理作業(yè)后,要對鍋爐以及鍋爐中采用的減溫器進行水壓試驗,通過試驗完成相應(yīng)的檢驗,通過檢驗,并未發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,這一檢驗結(jié)果表明,經(jīng)過改造后的鍋爐減溫器能夠滿足應(yīng)用需求,提高了鍋爐的性能,使其可以滿足生產(chǎn)需求。
每年定期對鍋爐中的減溫器的性能情況進行檢查,定期檢查主要集中在抽芯外觀檢查,以及冷卻水管系統(tǒng)水壓試驗。實際檢查期間,主要對內(nèi)部構(gòu)件在應(yīng)用期間的完好情況,以及是否出現(xiàn)了磨損、裂紋等各種情況進行明確,及時發(fā)現(xiàn)問題,并且采取相應(yīng)措施對問題進行處理。
為了保證鍋爐中采用的除氧器能夠正常應(yīng)用,要適當(dāng)提高冷卻水進口溫度,適當(dāng)降低一定量過熱蒸汽的焓,適當(dāng)提高冷卻水流量,對冷卻水的出口溫度進行適當(dāng)調(diào)整,降低溫度,進而避免鍋爐在運行期間,冷卻水溫度過高,而發(fā)生汽化現(xiàn)象。
在鍋爐實際運行期間,要確保最小冷卻流水量,對鍋爐運行中的冷卻水的具體溫度進行動態(tài)監(jiān)控,為了實現(xiàn)相應(yīng)的控制,要依據(jù)鍋爐的具體運行情況,增加冷卻水溫度監(jiān)控措施,也要安裝相應(yīng)的報警裝置,進而避免鍋爐在運行期間由于冷卻水流量過小引起汽化疲勞損壞問題。
減溫器是鍋爐中的一項重要結(jié)構(gòu),其性能會對鍋爐的性能應(yīng)用造成直接影響。鍋爐中采用減溫器,其性能會受外界因素影響,而出現(xiàn)故障。因此,相關(guān)工作人員要對鍋爐減溫器在應(yīng)用期間出現(xiàn)的故障原因進行分析,依據(jù)分析結(jié)果,提出確保鍋爐減溫器穩(wěn)定運行的合理措施,從而確保生產(chǎn)作業(yè)的順利進行。