1 机组概略
笔者所在单位的冷热源站房共有直燃式溴化锂双效机组15台,单台机组制冷量/制热量为3516kW/2830kW。机组由以下部件组成:蒸腾器,吸收器,冷凝器,高、低压发作器,高、低温溶液换热器,溶液泵,抽气体系,操控体系,燃烧器及其他辅佐体系。机组运转原理为:高真空状况下水的沸点很低,制冷剂水蒸腾然后冷却蒸腾器管内的循环水;制冷剂泵使制冷剂水循环喷淋在蒸腾器管簇上,增强换热作用。图1为体系循环图。
2 毛病状况
由15台机组供给全厂工作和工艺所需的冷水或热水,恳求出水温度坚持为7℃。对机组定时进行正轨保护,而且实施点检、巡检准则,机组一向安全运转。可是在2004年,4#机组7月26~30日正常运转后关机,8月6日从头开机运转0.5h后,溶液泵呈现抽暇表象,声响反常,颤动显着,当即进行了停机处置。修理人员对该机组进行密闭性查验,发现机组高压发作器筒体下侧(近燃烧室一端)开裂。由于其时为空调运用旺季工夫,机组不能中止供冷,无法检修4#机组。等到了过渡时节,中止运转机组,放空天然气,焊接裂缝并替换溶液泵。11月24日开机运转20min后,呈现溶液走漏表象,检测机组发现高压发作器筒体另一端下侧(远离燃烧室一端)开裂。为了安全起见和找到毛病的根本缘由,将机组高温换热器和高压发作器分隔开来,并对高温换热器进行检漏,发现浓溶液侧打进的氮气很快和稀溶液侧连通,标明高温换热器呈现了严峻穿透表象。
3 毛病缘由剖析
普通来说,溴化锂机组最简单发作结晶的部位在高温换热器浓溶液侧和浓溶液出口处,由于这里是溶液浓度最高及浓溶液温度最低处。可是4#机组两次结晶均呈现在高压发作器,第一次为高压发作器本体和高压发作器进口处;第二次为高压发作器本体和高压发作器进、出口处,阐明是由于短工夫内进入机组高压发作器的溶液量过少,使得溶液浓度过高而在高压发作器处发作结晶,在此基础上剖析4#机组呈现开裂的缘由。
3.1 第一次开裂
由于无法用直观的办法检测以及没有具体、精确的数据可用于比照阐明问题,当前只能经过表象剖析可以的缘由。
1)第一种可以性为高压发作器筒体受应力开裂。如果是这种状况,那么由于加热压力高于大气压力,加之金属的热胀大,普通不会再有很多空气漏入,成果将是只需真空泵可以抽除泄入的不凝性气体,就不会招致机组较为严峻的结晶表象。别的,机组运转8年,一向很正常,而且筒体为结构件,出厂前进行过具体的检测,固然无法经过运转数据及时发现筒体能否呈现裂缝,可是经过上面的剖析可知,高压发作器由于受筒体应力而开裂的可以性较小。
2)第二种可以性为高温换热器发作走漏。稀溶液进入换热器壳层浓溶液侧,使得进入高压发作器的稀溶液循环量减小,还高压发作器持续被加热,其内溶液浓度敏捷升高,所以高压发作器内部呈现严峻的结晶固化表象,最终高压发作器筒体在结晶处发作应力变形而开裂。
3.2 第二次开裂
第二次开裂呈现在高压发作器筒体的表象标明高温换热器穿透,稀溶液进入换热器壳层浓溶液侧,使得进入高压发作器的稀溶液循环量减小,呈现严峻的结晶固化表象,成果高压发作器筒体在结晶处或筒体的裂缝损伤处发作应力变形、破损。
从上面剖析可知,4#机组高压发作器炉膛发作开裂的缘由是高压换热器发作穿透的可以性较大,但由于机组刚运转不久,没有运转数据,且高温换热器为关闭的换热器,当前只装置了一个温度传感器,所以无法直观、及时和精确地断定高温换热器的实践运转状况。
4 处置方案
4.1 高压发作器烟管的腐蚀和炉膛受损裂纹经过
试验或探伤检测后决议处置方案(修补或替换)。
4.2 替换高温换热器,防止运用钢管换热器,改善工艺。
4.3 拆解查验已穿透的高温换热器,断定缺点的类型和发作缘由(弯曲应力、热应力、冲刷减薄及腐蚀),以便断定对应的处置办法。
5 拆解剖析
依据前面的处置方案,对4#机组进行了修理,经过拆解替换下来的换热器,剖析缺点发作的缘由,以供修理同类型机组时学习。
5.1 查验
5.1.1 换热器的查验
从外观上无法检测高、低温换热器的走漏状况。检测时首先将高、低温换热器的进、出口管道与机组阻隔,关闭进、出口。在高、低温换热器的壳层或管层装置压力表,然后充入氮气以承认换换器能否走漏。在壳侧充入氮气后,发现管侧和壳侧压力表的读数很快相等,阐明管、壳侧曾经发作严峻的连通、穿透表象。其次对拆解下来的热换器进行外观查看,断定缺点的类型和发作缘由。
5.1.2 换热器钢管及折流板检测
将换热器接近顶面的中心段割开300mm×1000mm的方孔,调查局部折流板和换热管,发现以下表象:
1)局部暴露的管子表面面有冲刷腐蚀的麻坑。
2)折流板显着减薄,壳体无显着损伤。
3)从最上层取9根样管查看,发现管子和折流板接合处损伤严峻,简直每根管子和折流板的接合处都有异样程度的损伤,管壁变薄乃至决裂。其间1根管子与折流板接合处检测到的壁厚仅为0.2~0.3mm,而另一根管子能直接看见穿孔(1mm×3mm巨细),见图2~4。
5.2 缺点剖析
高温换热器内共有480根左右直径10mm、壁厚0.8mm的有缝钢管。从高温换热器检测成果来看,钢管发作走漏的方位首要会集在钢管和折流板的接合处。钢管变薄和其与折流板接合处损伤、决裂是高、低温换热器损坏的首要缘由。
1)钢管的耐腐蚀才能较差。
2)换热器钢管内活动的是稀溶液,管外壳内
活动的是浓溶液,钢管交叉固定于折流板的孔内。
钢管内稀溶液为定向活动,壳内浓溶液被折流板改动活动方向,降低了流速,增强了换热,但也使钢管发作细小的摇摆,所以简单在折流板接合处形成损伤,然后惹起走漏。
3)折流板较薄,易发作变形。变形的折流板给换热管施加剪切力,使其受热时不能自在胀大,一端在折流板处受阻,另一端受热应力拉伸减薄乃至决裂。
6 建议和办法
6.1 完善检测手法,对整个机组,特别是高温换热器和低温换热器的运转参数要严格操控。添加温度传感器,改造现有电控箱和完善检测软件,使悉数检测数据都能传到核算机上显现和保管,还完善运转记载表。改造原则是尽量使用原有资源,进行小的改造,到达实时操控和监测机组的意图。经过对运转数据进行比照剖析,可以晓得机组能否处于正常运转状况,便于发作毛病时及时对机组进行调整和处置。依据每天的查看成果,可有效地进行防止办理。
6.2 换热管替换成耐腐蚀性较强的镍铜管。
6.3 增强折流板的厚度,还改善换热器的加工工艺。
6.4 对准改善后的检测体系,完善开、停机和运转过程中的数据、毛病剖析,完善操作指导书内容,还加强训练。
储气罐，换热器 |
