热网加热器漏泄分析及防范措施
作者:张泓波 孙黎红
来源:大唐七台河发电有限责任公司
评论: 更新日期:2014年05月20日
摘要:热网加热器用于城市供热,水质环境相对较差。本文从介质环境、金相角度两方面分析了七台河发电公司热网加热器漏泄的原因,并详细说明了防范措施,对城市供热机组热网系统安全、可靠运行提供借鉴。
关键词:管束漏泄;不锈钢;腐蚀;应力;工艺
1 热网加热器概况
大唐七台河发电公司机组为环境改善工程,承担七台河城市供热任务。两台热网加热器冬季用于城市供热,其它季节停用。热网加热器为表面式换热器,设计参数见表1。热网加热器利用汽轮机抽汽(正常负荷使用第六段抽汽,低负荷使用第五段抽汽,五、六段抽汽全部中断时使用辅助蒸汽。)加热管侧经过化学处理的软化水,该软化水被加热后进入热网系统进行城市供热。其中#2热网加热器已投用3年。2005年9月在对该加热器进行投用前检查时发现内部管束漏泄。经查明该加热器漏泄管束为190根。占全部管束(645根)的29.5%,已不能继续使用,因此返厂更换管芯。
表1
参数 | 规格 |
五段抽汽 | 蒸汽压力 | 0.259MPa |
蒸汽温度 | 198℃ |
六段抽汽 | 蒸汽压力 | 0.126 MPa |
蒸汽温度 | 164℃ |
管侧工作温度 | 65℃ |
管侧工作压力 | 0.64MPa |
加热器布置方式 | 水平布置 |
管束形式 | U形 |
设计管内流速 | 2.74m/s |
换热面积 | 959.9M2 |
管束长度 | 12.2m |
管束材质 | S.S.SA-668 TP304(不锈钢) |
管束壁厚 | 0.889 |
2 不锈钢腐蚀的机理
2.1 金属腐蚀按破坏形态分为全面腐蚀和局部腐蚀。前者包括均匀的全面腐蚀和不均匀的全面腐蚀,后者常见的类型有点腐蚀和晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、孔腐蚀、磨损腐蚀、选择性腐蚀、穿晶腐蚀、空泡腐蚀等。均匀腐蚀分布在整个金属表面上,危害性没有局部腐蚀严重。局部腐蚀作用集中在某一定区域,而其余部分却几乎没有发生腐蚀,这类腐蚀危害比较严重。
图中所示腐蚀破坏的各种形式(1)均匀腐蚀;(2)斑点腐蚀;(3)脓疮腐蚀;(4)孔腐蚀;(5)晶间腐蚀;(6)穿晶腐蚀
2.2 不锈钢是铁、铬和镍的合金。按组织结构和化学成分特点分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等。通常不锈钢具有优异的抗腐蚀特性,腐蚀速率非常慢,因而常常用于恶劣的工作环境下。
但不锈钢的不锈性、耐蚀性是相对的。截至目前为止,还没有在任何腐蚀环境中均具有不锈性、耐蚀性的不锈钢。在实际应用中,腐蚀一旦在某处产生,就会不断扩大,最终导致整个不锈钢的腐蚀。当然腐蚀并不是随机发生,不锈钢内微小的硫化锰高浓度区域易发生不锈钢锈蚀。在不锈钢制造过程中,硫化锰在局部产生高浓度的聚集,导致其周围区域铬元素浓度降低。铬元素和氧气反应产生铬的氧化物能够起到防止腐蚀的作用。低浓度铬区域最先发生腐蚀,然后腐蚀逐步扩大,在含盐的水中,这个过程会变得更加迅速。
3 热网加热器漏泄原因分析
从表1可以看到热网加热器的工作温度、压力都比较低,介质流速慢,工作环境相对较好,且管材选择为奥氏体不锈钢,具有一般条件下的抗腐蚀性。表2为该不锈钢化学成分。