熱網(wǎng)加熱器事故案例分析

(1) 在內(nèi)蒙古某電廠, 廠區(qū)內(nèi)共設(shè)了4臺山東管殼式換熱器, 換熱管的材質(zhì)為304L, 4臺加熱器并聯(lián)運行, 正常情況下只有一臺運行(三臺備用) 就可以滿足市區(qū)的供熱需求, 在最冷時為兩臺運行, 兩臺備用。加熱器在運行一段時間后, 由于殼側(cè)運行參數(shù)超過了設(shè)備設(shè)計參數(shù)而造成個別換熱管由于高溫蒸汽的沖擊, 引起泄漏。后降低了運行參數(shù), 改換運行其他熱網(wǎng)加熱器, 結(jié)果也相繼泄漏。當(dāng)生產(chǎn)廠家對其進(jìn)行維修時卻發(fā)現(xiàn)四臺熱網(wǎng)加熱器雖為并聯(lián)方式連接, 但其蒸汽側(cè)閥門無法關(guān)嚴(yán), 由于4臺設(shè)備為同一蒸汽來源, 所以造成在其中一臺不停運的情況下, 都無法對其他幾臺進(jìn)行維修。后不得已停止了對市區(qū)的供暖, 對設(shè)備進(jìn)行了搶修, 以致造成很大損失和極不好的社會影響。分析此廠熱網(wǎng)加熱器的泄漏原因, 除加熱器因超設(shè)計參數(shù)運行導(dǎo)致泄漏外, 其他加熱器相繼泄漏的原因就是因為其停運時維護(hù)不當(dāng)造成的。當(dāng)一臺加熱器運行時, 另外三臺處于停運狀態(tài), 但由于蒸汽閥門泄漏, 停運的加熱器內(nèi)還在不斷通入蒸汽, 使設(shè)備處于潮濕狀態(tài), 加速了設(shè)備的腐蝕; 且蒸汽溫度較高, 管側(cè)又沒有充冷水, 靠近蒸汽進(jìn)口附近的換熱管長期處于高溫狀態(tài)。可見, 雖然蒸汽及冷凝水中氯離子含量不高, 但管內(nèi)的城市中水, 氯離子含量卻相當(dāng)高, 熱網(wǎng)加熱器長期處于潮濕、高溫且干濕交替的環(huán)境中, 閥門不嚴(yán), 使管內(nèi)的水不斷蒸發(fā), 水不斷補充, 再蒸發(fā)再補充, 如此循環(huán), 導(dǎo)致?lián)Q熱管內(nèi)氯離子的聚集, 在高溫和應(yīng)力共同作用下, 最終致使熱網(wǎng)加熱器不銹鋼管的應(yīng)力腐蝕破壞。

(2) 山東某電廠的熱網(wǎng)加熱器, 在2007年冬天運行至采暖結(jié)束后, 用戶在熱網(wǎng)停運后, 在設(shè)備內(nèi)儲存了一部分水, 且管道閥門關(guān)閉不嚴(yán)。2008年運行熱網(wǎng)時, 發(fā)現(xiàn)加熱器泄漏嚴(yán)重, 拆開管箱后發(fā)現(xiàn)泄漏的部位發(fā)生在蒸汽入口處, 大約有200根(每臺加熱器共約4000根換熱管) 換熱管管口附近出現(xiàn)了許多蝕坑, 有的蝕坑已穿透換熱管, 屬于典型的氯離子應(yīng)力腐蝕破壞現(xiàn)象。經(jīng)化驗該廠所用的循環(huán)水氯離子含量偏高, 在其運行時由于蒸汽側(cè)的不斷加熱, 已經(jīng)造成靠近蒸汽進(jìn)口附近的換熱管發(fā)生氯離子應(yīng)力腐蝕, 再加上其停運時沒有放凈積水或充滿水, 由于水分的蒸發(fā)造成水中氯離子濃度大增; 另外由于不銹鋼鈍化膜破裂處的腐蝕坑內(nèi)進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)有著自行催化、自行發(fā)展的特征, 所以氯離子濃度的增加加速了腐蝕向縱深發(fā)展的過程, 以致發(fā)生了大量換熱管破裂泄漏的事故。

(3) 山東另一電廠很重視熱網(wǎng)加熱器停運時的維護(hù), 但由于其維護(hù)方法不當(dāng), 也導(dǎo)致了事故的發(fā)生。該電廠在設(shè)備停運后, 按照圖紙和使用說明書的要求對設(shè)備采取充氮保護(hù), 但操作人員沒有充入氮氣, 而是向設(shè)備內(nèi)充入了液態(tài)氮, 液態(tài)氮在0. 05MPa 的壓力下的溫度接近零下200℃, 這使設(shè)備殼體材料(Q345R) 在低壓下發(fā)生了脆性斷裂, 設(shè)備殼體出現(xiàn)貫穿性裂紋, 造成很大的經(jīng)濟損失, 可見, 對熱網(wǎng)采取正確的停運維護(hù)措施相當(dāng)重要。

處理措施

為保證熱網(wǎng)加熱器的安全正常運行, 除確保運行期間循環(huán)水的水質(zhì)符合要求外, 還必須對熱網(wǎng)加熱器停運期間的維護(hù)問題給予足夠的重視, 熱網(wǎng)加熱器停運期間可以通過以下方法進(jìn)行維護(hù)。

(1) 應(yīng)對管束進(jìn)行沖洗, 可根據(jù)積沉物的類型和具體條件選用化學(xué)方法或機械方法, 推薦考慮的幾種方法是:

①用熱的沖洗油或輕餾分, 在管內(nèi)或殼體內(nèi)高速循環(huán)去除淤渣或類似的軟性沉積物。

②某些鹽類沉積物, 可以用循環(huán)的熱淡水進(jìn)行沖洗。

③用工業(yè)上通用的洗滌劑除去沉淀或污垢。④高壓水噴洗。

⑤使用刮刀、旋轉(zhuǎn)式鋼絲刷和其他的機械方法去除堅硬的垢層或其他沉積物。

(2) 設(shè)備檢修清洗后停止運行時, 應(yīng)將其內(nèi)部水放凈吹干, 并及時關(guān)閉所有閥門, 杜絕空氣進(jìn)入汽、水系統(tǒng), 保持設(shè)備內(nèi)的濕度不大于20%

(3) 設(shè)備長期停用時必須采取防腐措施。常用以下3種防腐方法。

①充氮法。將水全部放盡, 用熱壓縮空氣將設(shè)備內(nèi)積水吹干, 密閉所有閥門后, 充入并保持純度不小于99%, 壓力為0. 05M Pa 的氮氣。注意充氮時不允許用液態(tài)氮, 氮氣溫度不低于5℃。應(yīng)定期檢驗氮氣的壓力, 如有泄漏, 應(yīng)及時補充氮氣。優(yōu)先采用此方法。

②干燥劑法。將水全部放盡吹干, 放入干燥劑,關(guān)閉所有閥門, 經(jīng)7～10天后檢查干燥劑的情況, 如已失效另換新藥。此后每月檢查, 更換失效的藥品。

③可將設(shè)備內(nèi)注滿水, 水中應(yīng)加入鈍化劑(對于碳鋼管熱網(wǎng)加熱器可以采用) 。

3 注意事項

(1) 清洗管子時, 不得將蒸汽直接吹入單根管子, 避免引起管子變形或管子與管板連接處松動。

(2) 選用清洗劑時應(yīng)與設(shè)備的材料相適應(yīng)。

(3) 拆卸設(shè)備, 只要墊片松動過, 重裝時墊片都必須更換成新的。

(4) 設(shè)備在水系統(tǒng)停運以后, 嚴(yán)禁蒸汽進(jìn)入汽系統(tǒng)。

結(jié)束語

只要做到了以上幾點, 熱網(wǎng)加熱器泄漏事故就會大大減少, 會給電廠帶來更大的經(jīng)濟效益。