熱電廠采暖熱網(wǎng)加熱器運(yùn)行容易出現(xiàn)的問(wèn)題及綜合治理辦法

王志杰

【摘? 要】論文全面分析了熱網(wǎng)加熱器在檢修、運(yùn)行維護(hù)、保養(yǎng)、選型等容易出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出解決方案和建議，以保證加熱器的長(zhǎng)期安全高效運(yùn)行。

【Abstract】This paper comprehensively analyzes the problems that are easy to appear in the overhaul， operation and maintenance， type selection of heating network heater， and puts forward solutions and suggestions to ensure the long term and safe and efficient operation of heater.

【關(guān)鍵詞】熱網(wǎng)加熱器;泄漏;綜合治理

【Keywords】heating network heater; leakage; comprehensive treatment

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）03-0172-02

1 引言

北方地區(qū)冬季采暖供熱不僅是一項(xiàng)民生工程，又是重要的政治任務(wù)，一旦熱網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，不僅影響居民正常采暖，也可能引起較大的政治影響，同時(shí)也密切關(guān)系到公司的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著城市集中供熱的普及發(fā)展，熱網(wǎng)加熱器在熱電廠中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，受加熱器選型、設(shè)備生產(chǎn)廠家經(jīng)驗(yàn)水平不一及各熱電廠工況負(fù)責(zé)多樣、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)工況不符等因素影響，熱網(wǎng)加熱器泄漏問(wèn)題給電廠設(shè)備檢修帶來(lái)諸多負(fù)擔(dān)。熱網(wǎng)首站的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系著一個(gè)地區(qū)千家萬(wàn)戶(hù)的采暖，如何通過(guò)合理運(yùn)行檢修維護(hù)、合理選型等手段有效避免熱網(wǎng)加熱器在供暖季發(fā)生泄漏，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)極為重要的問(wèn)題。

2 熱網(wǎng)加熱器容易出現(xiàn)的主要問(wèn)題

2.1 熱網(wǎng)加熱器泄漏后無(wú)法有效隔離檢修

熱網(wǎng)加熱器在運(yùn)行中，難免會(huì)發(fā)生換熱管泄漏，設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)時(shí)往往不會(huì)考慮閥門(mén)關(guān)不嚴(yán)的情況，熱網(wǎng)加熱器進(jìn)、出口一般設(shè)置一道閥門(mén)（有的設(shè)置蝶閥，有的設(shè)置閘閥，有的設(shè)置球閥）。由于閥門(mén)自身質(zhì)量問(wèn)題，或者由于閥門(mén)密封面結(jié)垢、腐蝕等原因，往往不能完全關(guān)閉嚴(yán)密，這樣加熱器就無(wú)法從系統(tǒng)隔離出來(lái)，無(wú)法進(jìn)行正常檢修，曾經(jīng)幾個(gè)熱電廠出現(xiàn)過(guò)因加熱器泄漏而無(wú)法從系統(tǒng)隔離出來(lái)檢修的問(wèn)題，只能等整改熱網(wǎng)系統(tǒng)停機(jī)后才能檢修，給公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

濮陽(yáng)公司熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)、水側(cè)原設(shè)計(jì)為一道蝶閥，在加熱器故障時(shí)很難隔離，尤其是水側(cè)，由于水質(zhì)不是很好，又連接城市熱網(wǎng)管道，隔離更加困難。為確保能有效隔離，確保正常檢修，幾年前，濮陽(yáng)公司在每臺(tái)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)出口管上和進(jìn)汽管側(cè)分別加裝了一道手動(dòng)閥門(mén)（在熱網(wǎng)加熱器進(jìn)出口盡量加裝法蘭閥門(mén)，防止在萬(wàn)一閥門(mén)不十分嚴(yán)的情況下能在進(jìn)出口加堵板隔離），確保在熱網(wǎng)加熱器故障時(shí)能有效隔離開(kāi)展檢修。

2.2 熱網(wǎng)加熱器泄漏及處理

2.2.1 換熱管泄漏（斷裂和損壞）

換熱管泄漏一般有三個(gè)原因：一是換熱管質(zhì)量差;二是進(jìn)汽擋板設(shè)計(jì)不合適或擋板損壞，高速蒸汽對(duì)換熱管沖刷;三是換熱管振動(dòng)，換熱管與固定換熱管的骨架摩擦泄漏。

濮陽(yáng)公司過(guò)去使用的某廠生產(chǎn)的熱網(wǎng)加熱器，換熱管頻繁泄漏，分析原因有以下幾個(gè)方面：①加熱蒸汽進(jìn)口擋板存在嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷，擋板中間有長(zhǎng)方形孔洞，對(duì)管子造成直接沖刷，造成加熱器管子短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生斷裂或穿孔。②加熱蒸汽進(jìn)口設(shè)計(jì)偏小，換熱管布管太密，使蒸汽得不到充分膨脹，釋放蒸汽流速，造成流速過(guò)高，引起加熱管振動(dòng)而發(fā)生損壞。

2.2.2 管板與換熱管脹口泄漏

管板與換熱管一般為焊脹方式密封，如果管板的材質(zhì)為碳鋼，換熱管為不銹鋼，則碳鋼管板容易腐蝕，這樣，引起密封焊接部位焊肉減少，容易引起脹口微微泄漏。在檢修時(shí)非常不好處理。

濮陽(yáng)公司過(guò)去使用的某廠生產(chǎn)的熱網(wǎng)加熱器，在檢修的過(guò)程中，汽側(cè)通壓縮空氣檢漏過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)換熱管與管板脹焊口多處泄漏，分析原因?yàn)椋孩俟茏舆x擇304不銹鋼，管板選擇16MnⅡ鍛件，管板與管口屬于異種鋼焊接，可焊性較差，管材與管板焊口存在焊接不熔合或熔合不好、焊縫不牢固、焊口易脫落等問(wèn)題。②管板表層沒(méi)有復(fù)合不銹鋼，管板受到嚴(yán)重的氧腐蝕，加速了焊肉的脫落。③加熱器換熱管焊接工藝差、焊肉薄、強(qiáng)度低。

所以，現(xiàn)在購(gòu)置的熱網(wǎng)加熱器一般要求管板為復(fù)合板，要求換熱管與管板均為304不銹鋼或316不銹鋼。這樣不銹鋼換熱管焊口不易損壞和腐蝕，確保脹口不易泄漏。

2.2.3 熱網(wǎng)加熱器酸洗泄漏

如果換熱管內(nèi)部結(jié)垢（一般是循環(huán)水質(zhì)差），尤其對(duì)于立式加熱器，不通的換熱管，酸液積存在換熱管內(nèi)，不易稀釋和中和，投運(yùn)后，在高溫情況下，活性增加，很快泄漏。對(duì)于臥式熱網(wǎng)加熱器，由于酸液能流出，會(huì)好很多。酸洗是個(gè)雙刃劍，要慎重，要選擇有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)公司進(jìn)行，否則可能會(huì)洗出較大的安全隱患，縮短換熱器的使用壽命，增加換熱器，尤其是換熱管的泄漏可能性。

2.2.4 熱網(wǎng)加熱器換熱管結(jié)垢堵塞

熱網(wǎng)加熱器換熱管結(jié)垢，甚至堵塞（結(jié)垢堵塞或雜物堵塞，尤其對(duì)于立式加熱器，更容易出現(xiàn)），主要原因有：①電廠自身補(bǔ)水水質(zhì)硬度大，或者城市熱網(wǎng)水質(zhì)補(bǔ)水電廠很難控制，補(bǔ)進(jìn)了大量硬度大的水;②城市熱網(wǎng)水有雜質(zhì)，堵塞換熱管。這就要從根本上改善水質(zhì)，嚴(yán)格控制水質(zhì)，同時(shí)維護(hù)好熱網(wǎng)循環(huán)水管道上的濾網(wǎng)，定期檢查，疏通和清理，保證正常使用[1]。

換熱管結(jié)垢堵塞，就要進(jìn)行物理疏通或化學(xué)酸性疏通，二者都會(huì)對(duì)換熱管有或多或少的傷害。要防止熱網(wǎng)加熱器結(jié)垢，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，必須控制水質(zhì)，避免水的硬度大，否則會(huì)損失慘重。

3 新加熱器的選型

3.1 材質(zhì)選型

現(xiàn)在熱網(wǎng)加熱器主流設(shè)計(jì)以不銹鋼換熱管為主，根據(jù)循環(huán)水中氯離子含量高低可選用不銹鋼304、不銹鋼316L，氯離子含量特別高的還有可能需要選用鈦合金不銹鋼管以避免水質(zhì)差腐蝕換熱管，但很多技術(shù)規(guī)范沒(méi)有對(duì)管板的材質(zhì)選擇進(jìn)行明確要求，直接要求了16Mn碳鋼鍛件。換熱管與管板的焊口是碳鋼與不銹鋼的直接焊接，這樣一來(lái)雖然不銹鋼管不會(huì)被腐蝕，但碳鋼管板就很容易被腐蝕，焊口質(zhì)量同樣得不到保障，容易發(fā)生泄漏。因此推薦加熱管選用TP316L不銹鋼，管板采用16MnR鍛件復(fù)合TP316L不銹鋼。管板表層復(fù)合TP316L不銹鋼，可實(shí)現(xiàn)同種鋼焊接，焊接性能好、強(qiáng)度高、不易發(fā)生損壞。

3.2 管束結(jié)構(gòu)及布置形式選擇

因熱網(wǎng)加熱器水質(zhì)差、雜質(zhì)多，熱網(wǎng)加熱器不易采用U型管形式，應(yīng)選直管，不可采用U型管（不能實(shí)現(xiàn)很好的疏通）。U型管熱網(wǎng)加熱器雖然可以有效避免由于加熱器筒體材料與換熱管材料材質(zhì)不同帶來(lái)的膨脹量不同對(duì)管板焊口的脹裂或者拉裂，但熱網(wǎng)循環(huán)水水質(zhì)無(wú)法得到保障時(shí)，熱網(wǎng)加熱器不易采用U型管形式。國(guó)內(nèi)熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)往往失水量較大，完全采用軟化水可能性不大，尤其新管網(wǎng)接入時(shí)往往管道沖洗不徹底，甚至為趕工期不進(jìn)行沖洗吹管，熱網(wǎng)首站雖然設(shè)置有除污裝置，仍不能避免管道中的泥沙焊渣等進(jìn)入加熱器，附著在換熱管表面，換熱器換熱效率降低。如果加熱器采用U型管設(shè)計(jì)，加熱器結(jié)垢堵在U型彎處極難清洗，換熱器管內(nèi)流通面積減小，管內(nèi)流速增大，造成加熱器管束運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)可以造成換熱管與支撐板之間的摩擦，也會(huì)使換熱管與管板焊口處于長(zhǎng)期疲勞狀態(tài)[2]。

3.3 加熱蒸汽管道采用有縫管與無(wú)縫管的比較

熱網(wǎng)加熱器的換熱管一般是1mm壁厚，合格的有縫管能滿(mǎn)足壓力為6.4MPa以下的工況要求，且無(wú)縫管價(jià)格較高，并且制造過(guò)程中有時(shí)拉伸不均勻，加熱器生產(chǎn)廠家一般推薦使用有縫管，至于無(wú)縫管一定比有縫管好，也是不一定的，關(guān)鍵要保證選擇好的廠家生產(chǎn)的換熱管。

不銹鋼無(wú)縫管是以不銹鋼鋼胚為原材料采用冷拔工藝加工成型。鋼胚質(zhì)量很難保證不說(shuō)，換熱管壁厚越薄工序越多，加工周期越廠，工藝越難掌握換熱管壁厚的均勻程度，換熱管承壓能力也就無(wú)從保障。

不銹鋼焊管是以大型鋼廠不銹鋼鋼帶為原材料，鋼帶厚薄均勻，材質(zhì)均勻，利用高頻激光焊機(jī)一次性連續(xù)焊接，在線(xiàn)成型在線(xiàn)探傷，工藝已經(jīng)非常成熟，焊口質(zhì)量完全可以保障，加工周期和造價(jià)也大大降低。目前選用不銹鋼焊管的熱網(wǎng)加熱器也實(shí)際是熱網(wǎng)加熱器選型的主流，只要選用熱網(wǎng)加熱器焊管專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品完全可以保障換熱管質(zhì)量。

3.4 盡量設(shè)置雙進(jìn)汽口

熱網(wǎng)加熱器設(shè)置兩個(gè)進(jìn)氣口主要是因?yàn)闊峋W(wǎng)加熱器換熱管筒體較長(zhǎng)，分別設(shè)置兩個(gè)進(jìn)汽口，雙端同時(shí)進(jìn)汽可以讓進(jìn)汽均勻，避免加熱器單端過(guò)熱，同時(shí)有利于降低蒸汽流速，減少高速蒸汽對(duì)換熱管的沖刷。

3.5 進(jìn)汽口擋板設(shè)計(jì)要合理

進(jìn)汽擋板至關(guān)重要，要盡可能使用圓弧板，固定焊接要足夠牢固，防止損壞，否則高速蒸汽對(duì)換熱管產(chǎn)生直接沖擊或者沖到筒壁上再折到換熱管上沖刷換熱管，使得換熱管容易發(fā)生泄漏。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于熱電廠來(lái)說(shuō)，熱網(wǎng)加熱器的安全運(yùn)行極其重要，不僅要考慮選擇好的熱網(wǎng)加熱器，還要考慮熱網(wǎng)加熱器的補(bǔ)水、熱網(wǎng)水的過(guò)濾、熱網(wǎng)加熱器的酸洗、熱網(wǎng)加熱器的維護(hù)保養(yǎng)等多方面的因素，確保熱網(wǎng)加熱器的高效運(yùn)行，同時(shí)在萬(wàn)一出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)高效檢修。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉德剛.高壓加熱器泄漏故障分析及處理方法[J].石化技術(shù)，2018，25（05）：103.

【2】李利東.火電廠高壓加熱器泄漏的原因及預(yù)防措施[J].科技風(fēng)，2015（13）：79.