熱網加熱器事故案例分析

(1) 在內蒙古某電廠, 廠區內共設了4臺山東管殼式換熱器, 換熱管的材質為304L, 4臺加熱器并聯運行, 正常情況下只有一臺運行(三臺備用) 就可以滿足市區的供熱需求, 在最冷時為兩臺運行, 兩臺備用。加熱器在運行一段時間后, 由于殼側運行參數超過了設備設計參數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, 改換運行其他熱網加熱器, 結果也相繼泄漏。當生產廠家對其進行維修時卻發現四臺熱網加熱器雖為并聯方式連接, 但其蒸汽側閥門無法關嚴, 由于4臺設備為同一蒸汽來源, 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行維修。后不得已停止了對市區的供暖, 對設備進行了搶修, 以致造成很大損失和極不好的社會影響。分析此廠熱網加熱器的泄漏原因, 除加熱器因超設計參數運行導致泄漏外, 其他加熱器相繼泄漏的原因就是因為其停運時維護不當造成的。當一臺加熱器運行時, 另外三臺處于停運狀態, 但由于蒸汽閥門泄漏, 停運的加熱器內還在不斷通入蒸汽, 使設備處于潮濕狀態, 加速了設備的腐蝕; 且蒸汽溫度較高, 管側又沒有充冷水, 靠近蒸汽進口附近的換熱管長期處于高溫狀態。可見, 雖然蒸汽及冷凝水中氯離子含量不高, 但管內的城市中水, 氯離子含量卻相當高, 熱網加熱器長期處于潮濕、高溫且干濕交替的環境中, 閥門不嚴, 使管內的水不斷蒸發, 水不斷補充, 再蒸發再補充, 如此循環, 導致換熱管內氯離子的聚集, 在高溫和應力共同作用下, 最終致使熱網加熱器不銹鋼管的應力腐蝕破壞。

(2) 山東某電廠的熱網加熱器, 在2007年冬天運行至采暖結束后, 用戶在熱網停運后, 在設備內儲存了一部分水, 且管道閥門關閉不嚴。2008年運行熱網時, 發現加熱器泄漏嚴重, 拆開管箱后發現泄漏的部位發生在蒸汽入口處, 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了許多蝕坑, 有的蝕坑已穿透換熱管, 屬于典型的氯離子應力腐蝕破壞現象。經化驗該廠所用的循環水氯離子含量偏高, 在其運行時由于蒸汽側的不斷加熱, 已經造成靠近蒸汽進口附近的換熱管發生氯離子應力腐蝕, 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進行的腐蝕反應有著自行催化、自行發展的特征, 所以氯離子濃度的增加加速了腐蝕向縱深發展的過程, 以致發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加熱器停運時的維護, 但由于其維護方法不當, 也導致了事故的發生。該電廠在設備停運后, 按照圖紙和使用說明書的要求對設備采取充氮保護, 但操作人員沒有充入氮氣, 而是向設備內充入了液態氮, 液態氮在0. 05MPa 的壓力下的溫度接近零下200℃, 這使設備殼體材料(Q345R) 在低壓下發生了脆性斷裂, 設備殼體出現貫穿性裂紋, 造成很大的經濟損失, 可見, 對熱網采取正確的停運維護措施相當重要。

處理措施

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

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

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

②某些鹽類沉積物, 可以用循環的熱淡水進行沖洗。

③用工業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) 設備檢修清洗后停止運行時, 應將其內部水放凈吹干, 并及時關閉所有閥門, 杜絕空氣進入汽、水系統, 保持設備內的濕度不大于20%

(3) 設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, 用熱壓縮空氣將設備內積水吹干, 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氮, 氮氣溫度不低于5℃。應定期檢驗氮氣的壓力, 如有泄漏, 應及時補充氮氣。優先采用此方法。

②干燥劑法。將水全部放盡吹干, 放入干燥劑,關閉所有閥門, 經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可將設備內注滿水, 水中應加入鈍化劑(對于碳鋼管熱網加熱器可以采用) 。

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) 選用清洗劑時應與設備的材料相適應。

(3) 拆卸設備, 只要墊片松動過, 重裝時墊片都必須更換成新的。

(4) 設備在水系統停運以后, 嚴禁蒸汽進入汽系統。

結束語

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