熱網設備換熱管更換技術推廣應用

王明亮

摘要：分析了熱網加熱器換熱管斷裂及泄漏的原因，并結合加熱器運行條件，施工過程中運用熱網加熱器設備更換換熱管的技術，科學的制定了穿管方案及措施。

關鍵詞：換熱管斷裂；泄漏因素；穿管技術應用；采取措施

熱網加熱器是熱網系統(tǒng)的關鍵設備，是熱電廠的主要設備之一，其主要功能是利用汽輪機的抽汽或從鍋爐引來的蒸汽（加熱介質）來加熱熱水供應系統(tǒng)中的循環(huán)水以滿足供熱用戶要求，從而實現熱電聯(lián)產，在整個供熱期間一直連續(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-汽側排汽管；12-被加熱水出口；13-被加熱水入口；14-水側排汽管）所示。殼管式汽一水換熱器主要包括以下幾個部分：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流過，通過管束的壁面進行熱交換。管束通常采用銅管、黃銅管，導熱性能好，耐腐蝕，但造價高。一般超過140℃的高溫熱水加熱器最好采用鋼管。為了強化傳熱，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，這樣進出水口在同一側，便于管道布置。

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

熱網加熱器換熱管準備更換前，施工技術人員要向甲方有關技術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，新管口脹接時要先進行管口試脹，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，新管口焊接時要進行試焊以確定焊機電流的調節(jié)，溫度控制，氬氣保護。若是管束材質有問題，化驗水質，認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量。若是熱網加熱器在運行過程中因自身原因（比如：原折流隔板間距設計過長、折流隔板管孔過大、進氣口擋板設計不合理、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、合理設計進氣口擋氣板避免進氣口管子損壞。

熱網加熱器拆除舊管和安裝新管時，熱網加熱器舊管拆除時絕對不能對熱網加熱器管板管孔造成損傷，管孔清掃時要認真檢查管孔是否有損傷及縱向溝槽，發(fā)現后要及時修復，安裝新管時管板管孔要清潔，穿新管時管頭要用酒精擦拭干凈，便于焊接。拆除舊管時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。安裝新管時采取措施確保質量。

換熱管安裝前用拉鋼絲的方法檢查管板、隔板的同心度，應保證前后管板及其所有隔板各相應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，管板管孔內壁應清理打磨干凈無銹蝕、無油垢，管孔內無縱向溝槽，測量管孔和換熱管外徑，其差值應符合要求，如個別管孔有損傷時要及時修復，穿管前應對新不銹鋼管進行抽檢，換熱管必須進行外觀檢查，管子表面應無裂紋、砂眼、凹陷、油垢等現象，管內應無雜物和堵塞現象，管子應平直，換熱管尺寸和橢圓度應符合要求。用專用工具將換熱管兩端焊縫去除、去除焊縫時不能損傷管板、管孔，用專用工具將換熱管兩端脹口端部松開即縮口，縮口時不應傷及管孔；舊管取完后檢查管孔，認真清理打磨除銹、打磨過后的管孔內壁光滑清潔、無縱向溝槽及毛刺，用手持便攜式平面銑刀對管板表面進行銑面，確保管板表面的平整度，光潔度以便于管板管口焊接。

在進行新?lián)Q熱管安裝前，為防止換熱管損傷，換熱管就地現場開箱，新管擺放時下方一定要鋪設膠皮，穿管順序一般先下后上，穿管時應將換熱管兩端用酒精擦洗清理干凈，管口無毛邊，在兩端管板處設置人員，負責穿管時對準管口，避免沖撞及穿錯，應輕推輕拉，不沖撞管孔，穿管受阻時，不得強力猛擊，以免損壞管頭。如出現卡澀現象應先檢查受阻管孔，或在換熱管另一端插上引導器，用木錘輕輕打入，避免損壞冷卻管，換熱管尺寸不夠長時禁止使用，應更換足夠長的換熱管。

熱網加熱器換熱管在正式脹接前，應進行試脹工作，應符合下列要求：脹口應做到無欠脹或過脹現象，脹口處管壁脹薄控制在4%～6%，脹管后內徑的合適數值Da，按下列公式計算：Da = D?2t（1 ? a）mm 式中 D—管板孔直徑，mm；t—鋼管壁厚，mm；a—擴脹系數4%—6%。脹薄率應控制在4%--6%。脹口應平整光滑，無裂紋和顯著的切痕。脹口的脹接深度為管板厚度的75%～90%，但擴脹部分應在管板壁內不少于2-3mm，不允許擴脹部分超過管板內壁厚度，以上試脹工作合格后方可正式脹管，將進水側管口整理平整，管頭露出管板長保持1～1.5mm之間，管子脹接程序應根據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，正式脹管應先脹近水側，脹接好的管子應露出管板1～1.5mm，管端平整無刺且應符合室內試脹的要求，不允許擴脹部分超過管板內壁。前水室側未脹完時，后水室不得切管，待前水室側全部脹管結束，后水室側全面切管，切管后冷卻管應露出管板1.5m后水室側切管結束后，后水室側冷卻管開始脹管，管口脹接時嚴禁使用潤滑油，可使用酒或者洗潔精作為潤滑劑進行脹接。

管口脹接完畢后，用酒精對管口進行清洗，然后才能進行管口焊接。管口焊接時采用氬弧焊焊接，管口焊接前要進行試焊來調節(jié)焊接電流、焊接溫度、氬氣保護。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行焊縫檢查、發(fā)現焊縫有缺陷時進行補焊，管口焊完后進行二次脹接，管口先脹接后焊接會因熱脹冷縮的原因造成管口滲漏，所以必要進行二次貼合脹接，管口二次脹接時需使用可調節(jié)式脹管器進行貼脹，管口二次脹接完畢后，再次使用著色滲透劑進行焊縫檢查。對發(fā)現有問題的管口進行處理。

此項目施工過程中所依據的標準和規(guī)范：

ASTMA24997《熱交換器用不銹鋼管》

GB/T24297《金屬管擴口試驗方法》

GB/T24697《金屬管壓扁試驗方法》

參考文獻機械工程師設計手冊 機械工業(yè)出版社

（作者單位：中國平煤神馬集團坑口電廠）