在北方，热电联产集中供热已成为城市主要的供热形式，一期供热保障性强，运行经济性高，在北方城市供热领域逐渐占据越来越大的比重。作为热电联产集中供热系统的核心部件，热网加热器的安全、稳定、高效运行已成为影响和制约集中供热系统高效运行的关键因素和节点。目前，热网加热器的蒸汽源主要来自汽轮机的五个部分。通过蒸汽换热，加热集中加热系统中的一次回水，使其温度满足加热需求。近年来，受设备自身因素、运行参数因素、设备停机维护因素的影响，热网加热器加热季节泄漏较为常见，已成为影响热网加热器使用寿命、降低集中加热系统运行稳定性和经济性的重要因素。通过对热电联产集中供热系统中热网加热器泄漏问题的深入分析，制定有针对性的解决方案，对促进热网加热器的稳定高效运行，充分保证集中供热系统的稳定性和搞笑供热具有显著的基本保障价值。

 

某热电联产热源热网加热器泄漏

 

1.1泄漏概况

 

热源厂1~4#热网加热器由304不锈钢制成的管式换热器。在日常工作过程中，循环水质要求总硬度小于0.6nmol/L。但在实际运行过程中，水质不达标的问题时有发生，不同程度地导致管束结垢、腐蚀甚至泄漏。2021年3月12日，热源厂发现4#热网加热器水质硬度严重超标，4#热网加热器停止运行，进行物理隔离。冷却后，检查发现60根管束泄漏。

 

1.2热网加热器泄漏的危害

 

热网加热器作为热电联产热源集中供热系统中的重要能源交换设备，一旦泄漏停止运行，将直接导致热电联产机组供热能力显著下降。如果此时热需求超过剩余热网加热器的换热能力，集中供热系统的热需求将无法满足，影响整个网络的供热保障。此外，热网加热器泄漏将直接造成锅炉水系统污染，影响热网疏水回收，造成大量水资源浪费。同时，也增加了热电联产热源的补水压力和成本。

 

加热器泄漏原因分析分析

 

2.1腐蚀作用

 

热网加热器换热管采用合金钢管，内部涂有薄薄的保护膜，化学性质稳定，不易腐蚀。但在运行中，由于循环水中有时混合杂质，循环水将杂质带入钢管，破坏保护膜。这使得钢管直接接触循环水，产生电化学腐蚀。

 

2.2热负荷波动导致热应力过大

 

加热器在启停过程中，温升率和温降率超过规定，使管道和管板受到较大的热应力，损坏管道与管板连接的焊缝或膨胀接头，造成端口泄漏。当蒸汽侧投入时，加热管不足或加载过快，使加热管受到过大的热应力，导致管道膨胀过大，损坏。运行中，当热负荷上升过快，水侧突然停止时，管道膨胀过大，损坏。

 

当加热蒸汽流量突然大幅减小或达到零时，由于管壁薄、收缩快、管板厚、收缩慢，管道与管板之间的焊缝或膨胀接头往往会损坏。此外，当热负荷波动较大或加热器管道之间的蒸汽流量和流量超过设计值时，在壳体侧流体扰动力的作用下，具有一定弹性的管束会产生振动。当激振力的频率等于管束的自振频率或倍数时，会引起管束的共振，大大增加振幅，导致管道与管板之间的连接受到反复作用力的损坏。

 

2.3加热蒸汽和循环水的冲击作用

 

2.3.1循环水对加热器的冲击循环

 

水对加热器的影响主要是对管板和管道本身的影响。一方面，当加热器水侧投入时，由于出口门没有充分的低压注水或打开入口门，会使循环水立即对管板产生很大的影响，当冲击超过管板屈服极限时，导致管板永久变形或管端口泄漏。另一方面，当循环水流量过大时，管内压力超过设计值，可能使管束承受超过设计值的水侧压力，导致管道破裂。

 

2.3.2加热蒸汽对加热器的冲击

 

一个原因是当蒸汽流速高，蒸汽流中含有大直径水滴时，管道外壁被蒸汽和水冲刷，变薄，穿孔或被给水压力打破。另一个原因是直接受到蒸汽或疏水的冲击。由于防冲板材料和固定方法不合理。运行中破碎或脱落，失去防冲刷保护作用；防冲板面积不够大，水滴随高速气流移动，撞击防冲板外的管束；壳体与管束之间的距离太小，使得入口处的流速非常高。

 

2.4制造或检修质量不合格

 

加热器的管板和管道在焊接前需要在管板上堆焊一层低碳钢。由于堆焊技术不合格，往往存在焊接缺陷。此外，管道材料不良，管壁厚度不均匀，组装前管道有缺陷，膨胀口膨胀，管道外侧有拉伤痕迹，加热器遇到异常工况，会导致管道大量损坏。这些都是结构泄漏的根本原因。焊接堵塞通常用于维护。在焊接过程中，如预热、焊接位置和尺寸不合适，会损坏相邻管道与管板的连接。

 

3.提高热网加热器运行可靠性的措施

 

3.1运行方面

 

首先，在投停过程中，要注意保持温升和温降率不超过允许值。水侧投入运行前，应有低压注水和排空过程。水侧压力不得突然上升，循环水流量不得超过2500t/h，如果压力过大，可以通过旁路进行调整，以保证适当的蒸汽和水的比例。禁止加热器内管“过冷”、“过热”或“突冷”、“突热”现象，尽量保持加热蒸汽流量压力稳定，当循环水或加热蒸汽突然中断时，应及时采取有效措施，避免内部剧烈冲击。其次，确保低压加热器的热负荷，使高压加热器入口循环水有一定的预热，防止高压加热器端差过大引起管组振动，确保高低压加热器水位正常，一旦热负荷波动引起原水位或满水及时调整水位，注意监测疏水温度，如发现疏水温度过高可能蒸发振动，应及时调整，根据实际情况调整水侧或蒸汽测试。

 

3.2维修方面

 

维护时应有正确的管道堵塞过程。对于端口泄漏，应刮去原焊缝金属，然后进行补焊，并进行适当的热处理，消除热应力：对于管道本身泄漏，应首先查明管束泄漏的形式和位置，并选择合适的管道堵塞工艺，堵塞管道的两个端口。无论采用何种管道堵塞工艺，为保证管道质量，管道端部必须处理良好，使管板、管孔光滑干净，与管道接触面良好。当管道与管板连接处有裂纹或冲蚀时，必须清除端部原管材料和焊接金属，使管道与管板紧密接触。检查泄漏加热器时，应注意焊接质量，确保一定的热应力承载能力。在堵塞部分管道的同时，可在管板上打开一定大小的旁路孔，以降低循环水流速和腐蚀。该方法可适当延长加热器的使用寿命，减少泄漏次数。

 

3.3停运维护方面

 

停止运行期间，由于水中氯离子浓度的10倍以上，停止运行后的腐蚀风险大于运行。停止运行后的维护方法有干湿法，停止运行后也可充氮或干燥。维护前，用干净的除盐水冲洗，以降低氯离子的浓度。建议在每次加热器停止维护前用除盐水冲洗，降低加热器换热管中的Cl-浓度，加入磷酸三钠后，水中PH值达到10以上，防止加热器内部结垢，原理是加入磷酸三钠产生水渣，结垢不附着在加热器内壁，产生的水渣通过污水排放。停止维护期间，热网系统应定期循环，水质指标是否在合格范围内。

 

4结论

 

本文对热网加热器运行过程中的泄漏问题进行了深入分析，结合多年的工作实践经验，从运行、维护、停止维护三个方面提出了有针对性的解决方案，对提高热网加热器的运行稳定性具有重要的指导意义。