معالجة التسريبات لمبادلات الحرارة ذات القشرة والأنابيب

معالجة التسريبات لمبادلات الحرارة ذات القشرة والأنابيب

المبادل الحراري للقشرة والأنابيب هو واحد من معدات تبادل الحرارة الأكثر استخدامًا حاليًا. بالمقارنة مع المبادلات الحرارية الأخرى بين الجدران،يمكن لمعدات حجم الوحدة توفير مساحة نقل حرارة أكبر بكثير وتأثير نقل حرارة أفضلبسبب الهيكل المدمج، قوي، ويمكن اختيار مجموعة متنوعة من المواد لتصنيع، لذلك القدرة على التكيف قوية، وخاصة في جهاز واسع النطاق 4 ودرجة حرارة عالية،الضغط العالي يستخدم على نطاق واسع.

أولاً، إدخال مُبادل الحرارة الأنابيب

لسنوات عديدة، فإن تسرب نظام الأنابيب يمثل أكبر نسبة من بين جميع أنواع أخطاء مبادلة حرارة إمدادات المياه في المحطة.الضغط الجانبي للمياه من مبادل الحرارة السطحي أكبر من الضغط الجانبي للبخاربمجرد تسرب نظام الأنابيب، سوف تدفق مياه التغذية إلى الغلاف، مما يسبب الجانب البخارية مليئة بالماء. من المحتمل أن الماء سوف يتدفق مرة أخرى في توربينات البخار على طول أنبوب الاستخراج،يسبب تشوه أسطوانة توربينات البخارتغيرات التوسع التفاضلي، اهتزاز الوحدة، وحتى كسر الشفرة وغيرها من الحوادث.

هذا النوع من تسرب مبادلة الحرارة الناجم عن مجموعة كاملة من المعدات وتوربينات البخارمن المهم جداً تحليل أسباب تسرب المبادل الحراري ومعرفة التدابير المضادة للحد من التسرب قدر الإمكان.

ثانياً، تحليل سبب التسرب

يتم تقسيم تسرب نظام الأنابيب الداخلية لمبادل الحرارة الأنابيب أساسا إلى تسرب الأنابيب نفسها وتسرب الطرف.

1سبب تسرب منفذ الأنابيب

1.1 الإجهاد الحراري المفرط

في تشغيل مبادلات الحرارة القشرية والأنبوبية ، بسبب درجات الحرارة المختلفة للسوائل الباردة والساخنة ، تختلف درجات حرارة جدار القشرة والأنبوب من بعضها البعض.هذا الاختلاف يجعل التوسع الحراري للقشرة والأنبوب مختلفة، عندما الفرق في درجة الحرارة بين الاثنين يمكن أن يكون أنبوب كبير ملتوية، أو أنبوب من السقف لتحرير، أو حتى تدمير المبادل الحراري بأكمله.من الضروري النظر في تأثير التوسع الحراري في الهيكل واعتماد طرق تعويض مختلفةأثناء بدء وتوقف مبادل الحرارة، تجاوزت معدل ارتفاع درجة الحرارة ومعدل انخفاضها الرقابة، وبالتالي تعرضت أنابيب وغواجا ولوحة الأنابيب إلى ضغط حراري أكبر،وكانت اللحام أو التوسع المفاصل من الأنابيب و Tubesheet تالفة، تسبب تسرب الممر: تغيرات الحمل الذروة بسرعة كبيرة جدا وفشل المحرك الرئيسي أو مبادلة الحرارة عند إيقاف مفاجئ للمبادلة الحرارية، إذا توقف جانب البخار إمدادات البخار بسرعة كبيرة جدا،أو توقف جانب البخار، لا يزال الجانب المائي يدخل مياه التغذية، لأن جدار الأنبوب رقيق، وتقلص بسرعة، سمك الأنبوب، وتقلص بطيئة، غالبا ما يؤدي إلى الأنبوب والصفيحة الأنبوبية لحام أو تضرر المفاصل التوسعة.هذا هو السبب في أن معدل انخفاض درجة الحرارة المطلوبة هو 1 فقط.7 درجة مئوية/دقيقة -2.0 درجة مئوية/دقيقة، ونسبة معدل ارتفاع درجة الحرارة هي 2 درجة مئوية/دقيقة -5 درجة مئوية/دقيقة.

1.2 تشوهات أوراق الأنابيب

وهو أساسا تشوه صفيحة الأنابيب والتشوهات التي تنتج أثناء المعالجة. يتم توصيل الأنابيب مع صفيحة الأنابيب.تشوه أوراق الأنابيب سوف يسبب تسرب من نهاية الأنبوبضغط مرتفع ودرجة حرارة منخفضة على الجانب المائي من صفيحة الأنابيب ، ضغط منخفض ودرجة حرارة عالية على جانب البخار ، وخاصة قسم تبريد الصرف المدمج ،الفرق في درجة الحرارة أكبرإذا كان سمك الصفيحة غير كافية، الصفيحة سوف يكون بعض التشوهات. مركز الصفيحة سيكون ضغط منخفض، ارتفاع درجة حرارة البخار الارتفاع الجانب. على الجانب المائي،يحدث انخفاض مركزي في صفيحة الأنبوبعندما تتغير الحمل الرئيسي للمحرك، فإن ضغط جانب البخار ودرجة الحرارة تتغير وفقا لذلك.سرعة تنظيم الذروة سريعة جداً أو الحمل مفاجئ، في حالة استخدام مضخة تغذية سرعة ثابتة، فإن ضغط الجانب المياه سوف تتغير أيضا إلى حد كبير، ويمكن أن تتجاوز حتى الضغط الاسمي من المياه عالية تغذية:هذه التغييرات يمكن أن تسبب تشوه صفيحة الأنابيب مما يؤدي إلى تسرب في نهاية الأنابيب أو تشوه دائم في صفيحة الأنابيب. إذا كان صمام دخول Gawga يتسرب ، فإن الضغط العالي على جانب المياه العالية سيتم تسخينه بعد إيقاف المحرك الرئيسي. إذا لم يكن هناك صمام أمان على جانب المياه أو فشل صمام الأمان,الضغط قد يرتفع عاليا جدا، فإنه أيضا تشوه صفيحة الأنبوب.

1.3 عملية إغلاق غير صحيحة

يتم استخدامها بشكل عام في الأنبوب اللاصق اللاصق اللاصق. عندما يتم دفع الأنبوب اللاصق اللاصق ، يجب أن تكون القوة معتدلة ؛ قوة المطرقة كبيرة جدًا ، مما يسبب تشوه فتحة الأنبوب ،يؤثر على المفاصل المجاورة للأنابيب والأنابيب، وسيتسبب في تلف وتسرب جديد. خلال عملية اللحام، مثل التسخين المسبق، وموقع اللحام خيط وحجم غير مناسب، وسوف يسبب تلف اتصال الأنابيب والأنابيب المجاورة.أساليب أخرى لربط الأنابيب، مثل تغطية أنابيب التوسع، تغطية أنابيب الانفجار، مثل عملية غير صحيحة، سوف يسبب أيضا تسرب من فتحات الأنابيب المجاورة.يجب اتباع عملية سد الأنابيب الصارمة.

2سبب تسرب الأنابيب نفسها

2.1 التآكل

أحد الأسباب هو أنه عندما تكون سرعة تدفق البخار عالية وهناك قطرات كبيرة من الماء في تدفق البخار، يتم مسح الجدار الخارجي للأنبوب وتخفيفه بواسطة تدفق البخار والماء في مرحلتين.الأسباب الرئيسية لتدفق البخار والماء في المقايض الحراري هي كما يلي: أولاً ، البخار المفرط الحرارة في قسم تبريد البخار المفرط الحرارة ومخرجها لا يمكن أن يستوفي متطلبات التصميم.والثاني هو أن مستوى الهيدروفوبيك من مبادل الحرارة يتم الاحتفاظ بها منخفضة جدا أو لا مستوى المياه أو درجة حرارة هيدروفوبيك أعلى بكثير من القيمة التصميمية، أو مقاومة التدفق الهيدروفوبية أكبر أو انخفاض ضغط الشفط فجأة ، الخ. ، عند تصريف إلى المرحلة التالية من مبادل الحرارة مع البخار، غسل تبادل الحرارة تلف أنبوب؛إمدادات المياه عالية الضغط من تسرب في سرعة عالية سيتم دفعه خارج الأنابيب المجاورة أو تلف تآكل الحجاب الحاجزسبب آخر هو التأثير المباشر للحرارة أو المياه الهيدروفوبية. لأن مواد الصفيحة المضادة للضرب والطريقة الثابتة ليست معقولة. في التشغيل،ينكسر أو يسقط ويخسر وظيفة الحماية من التآكل؛ مساحة اللوحة المضادة للتآكل ليست كبيرة بما فيه الكفاية ، وتتحرك قطرات الماء مع تدفق الهواء عالي السرعة ، مما يؤثر على حزمة الأنابيب خارج اللوحة المضادة للتآكل.المسافة بين القشرة والحزمة الأنابيب صغيرة جدا، جعل تدفق البخار في المدخل عالية جدا.

التشقق من التآكل بالتوتر (SCC) هو تشقق المعدن أو السبائك الناتج عن العمل المشترك للتوترات الشائكة ووسيط التآكل المحدد.يتميز بحقيقة أن معظم السطح غير متضرر وجزء فقط من الشقوق الدقيقة تخترق داخل المعدن أو السبائكيمكن أن يحدث التشقق بسبب تآكل الإجهاد داخل نطاق الإجهاد التصميمي المستخدم بشكل شائع ، لذلك عواقبها خطيرة. العوامل المهمة التي تسبب التشقق بسبب تآكل الإجهاد هي درجة الحرارة ،تكوين المحلولمكونات المعدن أو السبائك، والإجهاد والبنية المعدنية.

2.2 اهتزازات الأنابيب

عندما تكون درجة حرارة الماء منخفضة جداً أو تكون الوحدة محملة بشكل مفرط، عندما يتجاوز معدل تدفق البخار والسرعة بين أنابيب المبادل الحراري القيمة المصممة،أنابيب مع مرونة معينة سوف تهتز تحت تأثير قوة اضطراب السائل على جانب الغلاف، عندما تتزامن تردد قوة الإثارة مع التردد الطبيعي لحزمة الأنبوب أو مضاعفة لها ، فإنه سيجعل حزمة الأنبوب تتردد وزيادة النطاق بشكل كبير ،آلية تلف الاهتزازات من حزمة الأنبوب هي كما يلي::

(1) بسبب الاهتزاز ، فإن إجهاد الأنابيب أو المفاصل بين الأنابيب ولوحة الأنابيب يتجاوز حد مقاومة التعب للمادة ، مما يسبب كسر التعب للأنابيب.

(2) أنبوب الاهتزاز في فتحة الأنابيب التي تدعم المكافحة سوف يفرك مع معدن المكافحة ، بحيث تصبح جدار الأنابيب رقيقة ، وأخيرا يؤدي إلى الانفجار ؛

(3) عندما يكون نطاق الاهتزاز كبيرًا ، فإن الأنابيب المجاورة في منتصف المدى سوف تفرك مع بعضها البعض ، وتتآكل أو تتعب الأنابيب.

2.3 تآكل مدخل المياه في الأنابيب

يحدث ضرر التآكل في نهاية أنبوب الدخول فقط في مبادل الحرارة من الفولاذ الكربوني ، وهو عملية مشتركة من التآكل والتآكل:الآلية هي أن فيلم الأكسدة التي تشكلت على سطح الحائط من الأنابيب المعدن يتم تدميرها وأخذ بعيدا من قبل إمدادات المياه عالية الاضطراباتفي بعض الأحيان يمكن تمديد سطح الضرر إلى لحام نهاية الأنابيب وحتى إلى ورقة الأنابيب:عندما تكون قيمة الحموضة في مياه الغذاء منخفضة (أقل من 9.6) ، محتوى الأكسجين مرتفع (أكثر من 7 ميكروغرام / لتر) ، درجة الحرارة منخفضة (أقل من 260 درجة مئوية) ، ودرجة الاضطرابات مرتفعة ، والتهشاش سهل الحدوث.

2.4 التآكل

عندما يكون أنبوب مقايض الحرارة منخفض الضغط من النحاس ، غالبًا ما يضطر إلى استبدال أنبوب النحاس منخفض الإضافة بسبب تسرب خطير. معدل تآكل النحاس هو الأدنى عند pH 8.5 ~ 8.8الفولاذ الكربوني يتطلب pH من 9 على الأقل.5. قيمة الحموضة العالية لمياه تغذية المرجل تؤدي إلى تآكل أنابيب النحاس. العوامل الرئيسية التي تؤثر على تآكل حزم أنابيب الفولاذ الكربوني هي: محتوى الأكسجين وقيمة الحموضة في مياه تغذية:عندما يكون الأكسجين المذاب في مياه الغذاء مرتفعًا جدًا أو تكون قيمة pH منخفضة جدًا، سوف تتآكل الجدار الداخلي من أنبوب الضغط العالي، وبالتالي يجب أن لا تتجاوز تركيز الأكسجين المذاب في مياه الإمداد 7 pg/L، ويجب الحفاظ على قيمة الـ pH بين 9.3 و 9.6. إذا كان هناك أوكسجين على جانب القشرة، فإنه سيؤدي إلى تآكل الأوكسجين على الجدار الخارجي من حزمة الأنابيب. ترسب النحاس: يمكن أن يسبب تآكل حفر، حفر الحفر.تؤثر درجة الحرارة على تكوين فيلم أكسيد FE3O4 على سطح الصلب الكربونييُعتبر عموماً أن فيلم أكسيد FE3O4 مستقر نسبياً عند درجة الحرارة أعلى من 260 درجة مئوية.درجة الحماية لفيلم أكسيد FE3O4 تعتمد على درجة الحموضة في مياه الغذاء وعوامل بيئية أخرىعندما يكون الـ pH فوق 96آمنة

2.5 المواد السيئة والعمل

مادة الأنابيب ليست جيدة، سمك الأنابيب ليست متساوية، الأنابيب لديها عيوب قبل تجميع، فم التوسع مفرط التضخم،خارج الأنبوب لديه تلف في الشد، إلخ .

ثالثاً، التعامل مع التدابير المضادة

1بعد حدوث تدابير معالجة التسرب

عندما يحدث التسرب ، ينخفض ضغط المياه الإمدادية وينخفض الماء الإمداد إلى المرجل. لذلك عندما يتم العثور على تسرب في نظام أنابيب مبادل الحرارة ،يجب إيقاف تبادل الحرارة على الفور للحد من عدد أضرار الأنابيب والحد من مدى الضرريجب أن تتحقق من وجود تسرب في GAWGA و تجد طرق للقضاء عليه

في حالة تسرب الطرف ، يجب أن يتم كشط معدن اللحام الأصلي قبل إصلاح اللحام ، ويجب إجراء معالجة حرارية مناسبة للقضاء على الإجهاد الحراري:لتسرب الأنابيب نفسها، يجب التحقق من شكل وموقع تسرب حزمة الأنابيب أولا، واختيار عملية سد الأنابيب المناسبة، سد الطرفين من الأنابيب.بغض النظر عن تكنولوجيا التوصيل المستخدمة، لضمان جودة التسرب ، يجب معالجة نهاية الأنابيب المسدودة بشكل جيد لجعل ورقة الأنابيب والثقب مستديرة ونظيفة ، ولديها سطح اتصال جيد مع التسرب.في حالة الشقوق أو التآكل في مجتمع الأنبوب ولوحة الأنبوب، يجب إزالة مادة الأنبوب الأصلية ومعادن اللحام في النهاية لجعل المغلف في اتصال وثيق مع ورقة الأنبوب.

2التدابير الوقائية

2.1 احتياطات تسرب الميناء

المبادل الحراري يجب أن يكون لديه رقعة كافية من الأنبوب، لديها جيدة معالجة ثقب الأنابيب، لحام السطح، وتوسيع الأنابيب، عملية لحام،تشغيل مبادل الحرارة عند بدء وتوقف معدل ارتفاع درجة الحرارة، ومعدل انخفاض درجة الحرارة لا تتجاوز الأحكام، يجب أن يكون الجانب المياه صمام السلامة لمنع زيادة الضغط، والصيانة ليكون لها عملية سد الأنابيب الصحيحة.

2.2 التدابير الوقائية لتسرب الأنابيب نفسها

(1) تدابير لمنع التآكل، والحد من معدل تدفق البخار أو الصرف الصحي على جانب القشرة ومنع الفلاش في قسم التبريد.لضمان حدوث ارتفاع كاف في درجة حرارة البخار في منفذ قسم تبريد البخار؛ لضمان أن اللوحة مثبتة بشكل آمن ومن مساحة كافية ؛ المواد لتكون جيدة ؛ الحفاظ على مستوى المياه الطبيعية على جانب القشرة ، وحظر انخفاض مستوى المياه أو عدم العمل على مستوى المياه.

(2) التدابير الوقائية ضد اهتزاز الأنابيب، وتركيب باب أمان جانب البخار على جانب الضغط العالي، والحد من معدل تدفق البخار أو تصريف على جانب القشرة،وتفاصيل كافية للأنابيب لتقليل معدل التدفق على جانب القشرة، من ناحية أخرى، فإنه يقلل من احتمال تصادم الأنابيب وتلف الاحتكاك: فإنه يحد من طول الجزء الحر من حزمة الأنابيب.

(3) تدابير منع التآكل في مدخل أنبوب إمدادات المياه، سرعة تدفق السائل في جانب الأنابيب أو في جانب الأنابيب،لا تؤثر فقط على قيمة معامل نقل الحرارة عن طريق الحرارة، ولكنها تؤثر أيضا على مقاومة الحرارة للتراب، بحيث تؤثر على معامل نقل الحرارة الإجمالي.معدل التدفق المنخفض قد يؤدي حتى إلى انسداد الأنابيب، مما يؤثر بشكل خطير على استخدام المعدات. ومع ذلك ، فإن فقدان الضغط يزيد بشكل كبير مع زيادة سرعة التدفق. لذلك ، من المهم للغاية اختيار معدل التدفق المناسب.عندما يكون معدل تدفق مياه الغذاء محدودًا، سيزداد معدل التدفق في الأنابيب بشكل واضح عندما يتم إيقاف صف من مبادلات الحرارة أو يكون عدد الأنابيب المسدودة كبيرًا. يتم التحكم في محتوى الأكسجين في مياه الإمداد إلى 7 ميكروغرام / لتر.ويتم التحكم في قيمة الحموضة في مياه الغذاء لتكون 9.2-9.6.

(4) تدابير منع التآكل

للقضاء على الإجهاد ، يمكن أن يأتي الإجهاد من مجموعة متنوعة من المصادر ، مثل الإجهاد الخارجي ، الإجهاد المتبقي ، إجهاد اللحام والإجهاد الناتج عن منتجات التآكل.سيتم تغيير الوحدة إلى نظام خال من النحاس، وهو مفيد لمكافحة التآكل في الوحدة بأكملها ومراقبة نوعية البخار والكريستال ، من أجل منع تراكم الغاز غير المكثف في مقايض الحرارة منخفض الضغط ،لضمان العمل الطبيعي لنظام التهوية، في بدء التشغيل، الجانب المائي، جانب البخار يجب أن يتم تصريف الهواء النظيف، جودة المياه إلى المؤهلين؛يجب اتخاذ تدابير جيدة لمكافحة التآكل قبل مغادرة المصنع لمنع التآكل أثناء التخزين والنقلعادة ما تستخدم طرق مكافحة التآكل المملوءة بالنيتروجين لمبادلات حرارة أنابيب الفولاذ الكربوني ، سواء من جانب البخار أو من جانب الماء ،يتم اعتماد غاز ملء أو النيتروجين ملء على التوالي، ويتم ضبط قيمة الحموضة للماء المزيل من الهواء بشكل مناسب على الجانب المائي للعب دور وقائي.

(5) التدابير الوقائية لسرقات الأنابيب الناجمة عن سوء المواد والتكنولوجيا

يجب أن يكون جدار الأنابيب 2.0 ملم على الأقل لتحسين مقاومة التآكل. قبل التجميع ، يجب فحص كل أنبوب عن طريق الكشف عن العيوب واختبار ضغط الماء ،يجب معالجة مجموعة الأنبوب الحرارية دون عيوب بصرية، وتحافظ فتحات الأنابيب على ورقة الأنابيب مع بعض الخام والتحملات ودرجة مركزية، أنابيب

(6) التغطية الوقائية

قم بإغلاق الوقايةيقترح أن يكون حجم معين من فتحة التحويل ينبغي أن تجري على ورقة الأنابيب مع حجب جزء من الأنابيب من أجل تقليل معدل تدفق مياه الإمداد وتقليل التآكلوقد استخدمت هذه الطريقة في العديد من محطات الطاقة في الداخل والخارج، وقد ثبت أنه يمكن أن تمدد حياة المبادلات الحرارية بشكل مناسب، والحد من عدد التسربات.

(7) اختيار العملية

في المبادل الحراري، الذي يتدفق السائل من خلال جانب الأنابيب والذي يتدفق من جانب الغلاف، يمكن أن يكون المبدأ العام للاختيار هو النظر في ما يلي:

يجب أن تتدفق المواد غير النظيفة أو التي تتحلل بسهولة والحجم من خلال الجانب السهل التنظيف.المواد المذكورة أعلاه يجب أن تذهب عموما داخل الأنبوب، ولكن عندما يمكن إزالة حزمة الأنبوب للتنظيف، فإنه يمكن أيضا الخروج من الأنبوب.

ب) السوائل التي تتطلب زيادة معدلات التدفق لزيادة معامل نقل الحرارة الحراري يجب أن تسافر عبر الأنابيب،حيث أن مساحة القسم العرضي في الأنابيب تكون عادة أصغر من المساحة بين الأنابيب، ومن السهل استخدام أطوال أنابيب متعددة لزيادة معدل التدفق.

(ج) يجب أن يتم نقل المواد الآكلة داخل الأنابيب بحيث يمكن أن تكون الغلافة مصنوعة من مواد عادية ، يجب أن تكون الأنابيب والصفائح والرأس فقط مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل.

(د) مواد عالية الضغط تدخل داخل الأنابيب بحيث لا يمكن أن يتحمل الغطاء ضغطًا مرتفعًا.

e) يجب أن يتم تشغيل المواد في درجات حرارة عالية جداً أو منخفضة جداً من خلال الأنابيب لتقليل فقدان الحرارة.يمكنك أيضا السماح عالية درجة حرارة سفر الغلاف المواد.

(و) يمر البخار بشكل عام من جانب القشرة، لأنه مريح لإفراز المكثف، والبخار أكثر نظافة،ومعامل نقل الحرارة الحراري له علاقة صغيرة مع معدل التدفق.

(ز) السائل اللزج يتدفق بشكل عام في جانب الغلاف ، لأن الشق العرضي واتجاه تدفق القناة يتغيران باستمرار عندما يتدفق السائل في جانب الغلاف مع الحاجز ،ويمكن تحقيق تدفق التموج عند عدد Re منخفض (Re> 100) ، والتي هي مفيدة لتحسين معامل نقل الحرارة الحراري للسائل خارج الأنابيب. لا يمكن تلبية النقاط المذكورة أعلاه في نفس الوقت، وأحيانا متناقضة،يجب أن تستند إلى ظروف محددةفهم الجوانب الرئيسية واتخاذ القرارات المناسبة.