熱電廠采暖熱網加熱器運行容易出現的問題及綜合治理辦法

王志杰

【摘? 要】論文全面分析了熱網加熱器在檢修、運行維護、保養、選型等容易出現的問題，并提出解決方案和建議，以保證加熱器的長期安全高效運行。

【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.

【關鍵詞】熱網加熱器;泄漏;綜合治理

【Keywords】heating network heater; leakage; comprehensive treatment

【中圖分類號】TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）03-0172-02

1 引言

北方地區冬季采暖供熱不僅是一項民生工程，又是重要的政治任務，一旦熱網系統出現問題，不僅影響居民正常采暖，也可能引起較大的政治影響，同時也密切關系到公司的經濟效益和市場競爭力。隨著城市集中供熱的普及發展，熱網加熱器在熱電廠中的應用越來越普遍，受加熱器選型、設備生產廠家經驗水平不一及各熱電廠工況負責多樣、設備運行參數與設計工況不符等因素影響，熱網加熱器泄漏問題給電廠設備檢修帶來諸多負擔。熱網首站的安全穩定運行關系著一個地區千家萬戶的采暖，如何通過合理運行檢修維護、合理選型等手段有效避免熱網加熱器在供暖季發生泄漏，對于企業來說，是一個極為重要的問題。

2 熱網加熱器容易出現的主要問題

2.1 熱網加熱器泄漏后無法有效隔離檢修

熱網加熱器在運行中，難免會發生換熱管泄漏，設計院在設計時往往不會考慮閥門關不嚴的情況，熱網加熱器進、出口一般設置一道閥門（有的設置蝶閥，有的設置閘閥，有的設置球閥）。由于閥門自身質量問題，或者由于閥門密封面結垢、腐蝕等原因，往往不能完全關閉嚴密，這樣加熱器就無法從系統隔離出來，無法進行正常檢修，曾經幾個熱電廠出現過因加熱器泄漏而無法從系統隔離出來檢修的問題，只能等整改熱網系統停機后才能檢修，給公司造成巨大的經濟損失和社會影響。

濮陽公司熱網加熱器汽側、水側原設計為一道蝶閥，在加熱器故障時很難隔離，尤其是水側，由于水質不是很好，又連接城市熱網管道，隔離更加困難。為確保能有效隔離，確保正常檢修，幾年前，濮陽公司在每臺熱網加熱器進出口管上和進汽管側分別加裝了一道手動閥門（在熱網加熱器進出口盡量加裝法蘭閥門，防止在萬一閥門不十分嚴的情況下能在進出口加堵板隔離），確保在熱網加熱器故障時能有效隔離開展檢修。

2.2 熱網加熱器泄漏及處理

2.2.1 換熱管泄漏（斷裂和損壞）

換熱管泄漏一般有三個原因：一是換熱管質量差;二是進汽擋板設計不合適或擋板損壞，高速蒸汽對換熱管沖刷;三是換熱管振動，換熱管與固定換熱管的骨架摩擦泄漏。

濮陽公司過去使用的某廠生產的熱網加熱器，換熱管頻繁泄漏，分析原因有以下幾個方面：①加熱蒸汽進口擋板存在嚴重的設計缺陷，擋板中間有長方形孔洞，對管子造成直接沖刷，造成加熱器管子短時間內就會發生斷裂或穿孔。②加熱蒸汽進口設計偏小，換熱管布管太密，使蒸汽得不到充分膨脹，釋放蒸汽流速，造成流速過高，引起加熱管振動而發生損壞。

2.2.2 管板與換熱管脹口泄漏

管板與換熱管一般為焊脹方式密封，如果管板的材質為碳鋼，換熱管為不銹鋼，則碳鋼管板容易腐蝕，這樣，引起密封焊接部位焊肉減少，容易引起脹口微微泄漏。在檢修時非常不好處理。

濮陽公司過去使用的某廠生產的熱網加熱器，在檢修的過程中，汽側通壓縮空氣檢漏過程中，發現換熱管與管板脹焊口多處泄漏，分析原因為：①管子選擇304不銹鋼，管板選擇16MnⅡ鍛件，管板與管口屬于異種鋼焊接，可焊性較差，管材與管板焊口存在焊接不熔合或熔合不好、焊縫不牢固、焊口易脫落等問題。②管板表層沒有復合不銹鋼，管板受到嚴重的氧腐蝕，加速了焊肉的脫落。③加熱器換熱管焊接工藝差、焊肉薄、強度低。

所以，現在購置的熱網加熱器一般要求管板為復合板，要求換熱管與管板均為304不銹鋼或316不銹鋼。這樣不銹鋼換熱管焊口不易損壞和腐蝕，確保脹口不易泄漏。

2.2.3 熱網加熱器酸洗泄漏

如果換熱管內部結垢（一般是循環水質差），尤其對于立式加熱器，不通的換熱管，酸液積存在換熱管內，不易稀釋和中和，投運后，在高溫情況下，活性增加，很快泄漏。對于臥式熱網加熱器，由于酸液能流出，會好很多。酸洗是個雙刃劍，要慎重，要選擇有經驗的專業公司進行，否則可能會洗出較大的安全隱患，縮短換熱器的使用壽命，增加換熱器，尤其是換熱管的泄漏可能性。

2.2.4 熱網加熱器換熱管結垢堵塞

熱網加熱器換熱管結垢，甚至堵塞（結垢堵塞或雜物堵塞，尤其對于立式加熱器，更容易出現），主要原因有：①電廠自身補水水質硬度大，或者城市熱網水質補水電廠很難控制，補進了大量硬度大的水;②城市熱網水有雜質，堵塞換熱管。這就要從根本上改善水質，嚴格控制水質，同時維護好熱網循環水管道上的濾網，定期檢查，疏通和清理，保證正常使用[1]。

換熱管結垢堵塞，就要進行物理疏通或化學酸性疏通，二者都會對換熱管有或多或少的傷害。要防止熱網加熱器結垢，從長遠考慮，必須控制水質，避免水的硬度大，否則會損失慘重。

3 新加熱器的選型

3.1 材質選型

現在熱網加熱器主流設計以不銹鋼換熱管為主，根據循環水中氯離子含量高低可選用不銹鋼304、不銹鋼316L，氯離子含量特別高的還有可能需要選用鈦合金不銹鋼管以避免水質差腐蝕換熱管，但很多技術規范沒有對管板的材質選擇進行明確要求，直接要求了16Mn碳鋼鍛件。換熱管與管板的焊口是碳鋼與不銹鋼的直接焊接，這樣一來雖然不銹鋼管不會被腐蝕，但碳鋼管板就很容易被腐蝕，焊口質量同樣得不到保障，容易發生泄漏。因此推薦加熱管選用TP316L不銹鋼，管板采用16MnR鍛件復合TP316L不銹鋼。管板表層復合TP316L不銹鋼，可實現同種鋼焊接，焊接性能好、強度高、不易發生損壞。

3.2 管束結構及布置形式選擇

因熱網加熱器水質差、雜質多，熱網加熱器不易采用U型管形式，應選直管，不可采用U型管（不能實現很好的疏通）。U型管熱網加熱器雖然可以有效避免由于加熱器筒體材料與換熱管材料材質不同帶來的膨脹量不同對管板焊口的脹裂或者拉裂，但熱網循環水水質無法得到保障時，熱網加熱器不易采用U型管形式。國內熱網循環水系統往往失水量較大，完全采用軟化水可能性不大，尤其新管網接入時往往管道沖洗不徹底，甚至為趕工期不進行沖洗吹管，熱網首站雖然設置有除污裝置，仍不能避免管道中的泥沙焊渣等進入加熱器，附著在換熱管表面，換熱器換熱效率降低。如果加熱器采用U型管設計，加熱器結垢堵在U型彎處極難清洗，換熱器管內流通面積減小，管內流速增大，造成加熱器管束運行過程中產生振動，這種振動可以造成換熱管與支撐板之間的摩擦，也會使換熱管與管板焊口處于長期疲勞狀態[2]。

3.3 加熱蒸汽管道采用有縫管與無縫管的比較

熱網加熱器的換熱管一般是1mm壁厚，合格的有縫管能滿足壓力為6.4MPa以下的工況要求，且無縫管價格較高，并且制造過程中有時拉伸不均勻，加熱器生產廠家一般推薦使用有縫管，至于無縫管一定比有縫管好，也是不一定的，關鍵要保證選擇好的廠家生產的換熱管。

不銹鋼無縫管是以不銹鋼鋼胚為原材料采用冷拔工藝加工成型。鋼胚質量很難保證不說，換熱管壁厚越薄工序越多，加工周期越廠，工藝越難掌握換熱管壁厚的均勻程度，換熱管承壓能力也就無從保障。

不銹鋼焊管是以大型鋼廠不銹鋼鋼帶為原材料，鋼帶厚薄均勻，材質均勻，利用高頻激光焊機一次性連續焊接，在線成型在線探傷，工藝已經非常成熟，焊口質量完全可以保障，加工周期和造價也大大降低。目前選用不銹鋼焊管的熱網加熱器也實際是熱網加熱器選型的主流，只要選用熱網加熱器焊管專業生產廠家的產品完全可以保障換熱管質量。

3.4 盡量設置雙進汽口

熱網加熱器設置兩個進氣口主要是因為熱網加熱器換熱管筒體較長，分別設置兩個進汽口，雙端同時進汽可以讓進汽均勻，避免加熱器單端過熱，同時有利于降低蒸汽流速，減少高速蒸汽對換熱管的沖刷。

3.5 進汽口擋板設計要合理

進汽擋板至關重要，要盡可能使用圓弧板，固定焊接要足夠牢固，防止損壞，否則高速蒸汽對換熱管產生直接沖擊或者沖到筒壁上再折到換熱管上沖刷換熱管，使得換熱管容易發生泄漏。

4 結語

對于熱電廠來說，熱網加熱器的安全運行極其重要，不僅要考慮選擇好的熱網加熱器，還要考慮熱網加熱器的補水、熱網水的過濾、熱網加熱器的酸洗、熱網加熱器的維護保養等多方面的因素，確保熱網加熱器的高效運行，同時在萬一出現問題時能及時高效檢修。

【參考文獻】

【1】劉德剛.高壓加熱器泄漏故障分析及處理方法[J].石化技術，2018，25（05）：103.

【2】李利東.火電廠高壓加熱器泄漏的原因及預防措施[J].科技風，2015（13）：79.