热电厂采暖热网加热器运行容易出现的问题及综合治理办法
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作者:王志杰
【摘 要】论文全面分析了热网加热器在检修、运行维护、保养、选型等容易出现的问题，并提出解决方案和建议，以保证加热器的长期安全高效运行。
【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.
【关键词】热网加热器;泄漏;综合治理
【Keywords】heating network heater; leakage; comprehensive treatment
【中图分类号】TM621 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2021）03-0172-02
1 引言
北方地区冬季采暖供热不仅是一项民生工程，又是重要的政治任务，一旦热网系统出现问题，不仅影响居民正常采暖，也可能引起较大的政治影响，同时也密切关系到公司的经济效益和市场竞争力。随着城市集中供热的普及发展，热网加热器在热电厂中的应用越来越普遍，受加热器选型、设备生产厂家经验水平不一及各热电厂工况负责多样、设备运行参数与设计工况不符等因素影响，热网加热器泄漏问题给电厂设备检修带来诸多负担。热网首站的安全稳定运行关系着一个地区千家万户的采暖，如何通过合理运行检修维护、合理选型等手段有效避免热网加热器在供暖季发生泄漏，对于企业来说，是一个极为重要的问题。
2 热网加热器容易出现的主要问题
2.1 热网加热器泄漏后无法有效隔离检修
热网加热器在运行中，难免会发生换热管泄漏，设计院在设计时往往不会考虑阀门关不严的情况，热网加热器进、出口一般设置一道阀门（有的设置蝶阀，有的设置闸阀，有的设置球阀）。由于阀门自身质量问题，或者由于阀门密封面结垢、腐蚀等原因，往往不能完全关闭严密，这样加热器就无法从系统隔离出来，无法进行正常检修，曾经几个热电厂出现过因加热器泄漏而无法从系统隔离出来检修的问题，只能等整改热网系统停机后才能检修，给公司造成巨大的经济损失和社会影响。
濮阳公司热网加热器汽侧、水侧原设计为一道蝶阀，在加热器故障时很难隔离，尤其是水侧，由于水质不是很好，又连接城市热网管道，隔离更加困难。为确保能有效隔离，确保正常检修，几年前，濮阳公司在每台热网加热器进出口管上和进汽管侧分别加装了一道手动阀门（在热网加热器进出口尽量加装法兰阀门，防止在万一阀门不十分严的情况下能在进出口加堵板隔离），确保在热网加热器故障时能有效隔离开展检修。
2.2 热网加热器泄漏及处理
2.2.1 换热管泄漏（断裂和损坏）
换热管泄漏一般有三个原因：一是换热管质量差;二是进汽挡板设计不合适或挡板损坏，高速蒸汽对换热管冲刷;三是换热管振动，换热管与固定换热管的骨架摩擦泄漏。
濮阳公司过去使用的某厂生产的热网加热器，换热管频繁泄漏，分析原因有以下几个方面：①加热蒸汽进口挡板存在严重的设计缺陷，挡板中间有长方形孔洞，对管子造成直接冲刷，造成加热器管子短时间内就会发生断裂或穿孔。②加热蒸汽进口设计偏小，换热管布管太密，使蒸汽得不到充分膨胀，释放蒸汽流速，造成流速过高，引起加热管振动而发生损坏。
2.2.2 管板与换热管胀口泄漏
管板与换热管一般为焊胀方式密封，如果管板的材质为碳钢，换热管为不锈钢，则碳钢管板容易腐蚀，这样，引起密封焊接部位焊肉减少，容易引起胀口微微泄漏。在检修时非常不好处理。
濮阳公司过去使用的某厂生产的热网加热器，在检修的过程中，汽侧通压缩空气检漏过程中，发现换热管与管板胀焊口多处泄漏，分析原因为：①管子选择304不锈钢，管板选择16MnⅡ锻件，管板与管口属于异种钢焊接，可焊性较差，管材与管板焊口存在焊接不熔合或熔合不好、焊缝不牢固、焊口易脱落等问题。②管板表层没有复合不锈钢，管板受到严重的氧腐蚀，加速了焊肉的脱落。③加热器换热管焊接工艺差、焊肉薄、强度低。
所以，现在购置的热网加热器一般要求管板为复合板，要求换热管与管板均为304不锈钢或316不锈钢。这样不锈钢换热管焊口不易损坏和腐蚀，确保胀口不易泄漏。
2.2.3 熱网加热器酸洗泄漏
如果换热管内部结垢（一般是循环水质差），尤其对于立式加热器，不通的换热管，酸液积存在换热管内，不易稀释和中和，投运后，在高温情况下，活性增加，很快泄漏。对于卧式热网加热器，由于酸液能流出，会好很多。酸洗是个双刃剑，要慎重，要选择有经验的专业公司进行，否则可能会洗出较大的安全隐患，缩短换热器的使用寿命，增加换热器，尤其是换热管的泄漏可能性。 2.2.4 热网加热器换热管结垢堵塞
热网加热器换热管结垢，甚至堵塞（结垢堵塞或杂物堵塞，尤其对于立式加热器，更容易出现），主要原因有：①电厂自身补水水质硬度大，或者城市热网水质补水电厂很难控制，补进了大量硬度大的水;②城市热网水有杂质，堵塞换热管。这就要从根本上改善水质，严格控制水质，同时维护好热网循环水管道上的滤网，定期检查，疏通和清理，保证正常使用[1]。
换热管结垢堵塞，就要进行物理疏通或化学酸性疏通，二者都会对换热管有或多或少的伤害。要防止热网加热器结垢，从长远考虑，必须控制水质，避免水的硬度大，否则会损失惨重。
3 新加热器的选型
3.1 材质选型
现在热网加热器主流设计以不锈钢换热管为主，根据循环水中氯离子含量高低可选用不锈钢304、不锈钢316L，氯离子含量特别高的还有可能需要选用钛合金不锈钢管以避免水质差腐蚀换热管，但很多技术规范没有对管板的材质选择进行明确要求，直接要求了16Mn碳钢锻件。换热管与管板的焊口是碳钢与不锈钢的直接焊接，这样一来虽然不锈钢管不会被腐蚀，但碳钢管板就很容易被腐蚀，焊口质量同样得不到保障，容易发生泄漏。因此推荐加热管选用TP316L不锈钢，管板采用16MnR鍛件复合TP316L不锈钢。管板表层复合TP316L不锈钢，可实现同种钢焊接，焊接性能好、强度高、不易发生损坏。
3.2 管束结构及布置形式选择
因热网加热器水质差、杂质多，热网加热器不易采用U型管形式，应选直管，不可采用U型管（不能实现很好的疏通）。U型管热网加热器虽然可以有效避免由于加热器筒体材料与换热管材料材质不同带来的膨胀量不同对管板焊口的胀裂或者拉裂，但热网循环水水质无法得到保障时，热网加热器不易采用U型管形式。国内热网循环水系统往往失水量较大，完全采用软化水可能性不大，尤其新管网接入时往往管道冲洗不彻底，甚至为赶工期不进行冲洗吹管，热网首站虽然设置有除污装置，仍不能避免管道中的泥沙焊渣等进入加热器，附着在换热管表面，换热器换热效率降低。如果加热器采用U型管设计，加热器结垢堵在U型弯处极难清洗，换热器管内流通面积减小，管内流速增大，造成加热器管束运行过程中产生振动，这种振动可以造成换热管与支撑板之间的摩擦，也会使换热管与管板焊口处于长期疲劳状态[2]。
3.3 加热蒸汽管道采用有缝管与无缝管的比较
热网加热器的换热管一般是1mm壁厚，合格的有缝管能满足压力为6.4MPa以下的工况要求，且无缝管价格较高，并且制造过程中有时拉伸不均匀，加热器生产厂家一般推荐使用有缝管，至于无缝管一定比有缝管好，也是不一定的，关键要保证选择好的厂家生产的换热管。
不锈钢无缝管是以不锈钢钢胚为原材料采用冷拔工艺加工成型。钢胚质量很难保证不说，换热管壁厚越薄工序越多，加工周期越厂，工艺越难掌握换热管壁厚的均匀程度，换热管承压能力也就无从保障。
不锈钢焊管是以大型钢厂不锈钢钢带为原材料，钢带厚薄均匀，材质均匀，利用高频激光焊机一次性连续焊接，在线成型在线探伤，工艺已经非常成熟，焊口质量完全可以保障，加工周期和造价也大大降低。目前选用不锈钢焊管的热网加热器也实际是热网加热器选型的主流，只要选用热网加热器焊管专业生产厂家的产品完全可以保障换热管质量。
3.4 尽量设置双进汽口
热网加热器设置两个进气口主要是因为热网加热器换热管筒体较长，分别设置两个进汽口，双端同时进汽可以让进汽均匀，避免加热器单端过热，同时有利于降低蒸汽流速，减少高速蒸汽对换热管的冲刷。
3.5 进汽口挡板设计要合理
进汽挡板至关重要，要尽可能使用圆弧板，固定焊接要足够牢固，防止损坏，否则高速蒸汽对换热管产生直接冲击或者冲到筒壁上再折到换热管上冲刷换热管，使得换热管容易发生泄漏。
4 结语
对于热电厂来说，热网加热器的安全运行极其重要，不仅要考虑选择好的热网加热器，还要考虑热网加热器的补水、热网水的过滤、热网加热器的酸洗、热网加热器的维护保养等多方面的因素，确保热网加热器的高效运行，同时在万一出现问题时能及时高效检修。
【参考文献】
【1】刘德刚.高压加热器泄漏故障分析及处理方法[J].石化技术，2018，25（05）：103.
【2】李利东.火电厂高压加热器泄漏的原因及预防措施[J].科技风，2015（13）：79.
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