锅炉面式减温器泄漏的原因与对策相关介绍
        用水作冷却介质调节过热式再热汽温的装置，其作用是控制和保持过热汽温或再热汽温为规定值，并防止过热器、再热器管壁受热。减温器分表面式和喷水式两类。表面式减温器是一种在圆柱形的筒体内装有U形管或盘香管的间壁式热交换器，以省煤器前的给水作为冷却水在管内流动，对冷却水的水质无特殊要求，但体积大，易产生热疲劳，调节延迟大且调节范围较小，适用于低、中压锅炉。
　　　　对锅炉面式减温器的泄漏原因进行了分析，主要原因为面式减温器的工作温度频繁波动，经常承受热应力的作用，造成材料疲劳而产生裂纹。提出了防范及处理措施。
　　　　2004年11月，我公司水汽车间2台锅炉(型号为TG35-3.82/450-M12)的面式减温器联箱及接管相继发生泄漏，2台锅炉的编号为B20101B、B20101C(以下简称锅炉B、C)。面式减温器是锅炉重要的承压元件，其主要作用是将锅炉的蒸汽与锅炉的一路分支给水进行换热，通过调节这一路分支给水的流量调节锅炉蒸汽的温度，并预热锅炉给水。面式减温器位置在锅炉锅筒的后侧，与锅筒处于同一个水平面上，流程上处于锅炉低温段过热器与高温段过热器之间。面式减温器的泄漏影响锅炉的安全稳定运行，且无法进行在线检修。针对这种情况，我们相继对锅炉B、C进行了停车检查，确定其泄漏的原因，并根据泄漏原因制定对策。
2、宏观检验
　　　　我们对锅炉B、C的面式减温器进行了着色探伤和水压试验检漏发现：锅炉c的面式减温器出现5道裂纹，锅炉B出现1道裂纹；裂纹位置主要发生在面式减温器筒体与高温段过热器入口管的角焊缝处，这些裂纹向筒体和接管延伸，裂纹形状为长度较小的细碎型，无分叉；筒体裂纹属表面裂纹，未裂穿；锅炉C筒体裂纹长度最长达100mm。
3、原因分析
　　　　面式减温器主要由壳程和管程组成，壳程包括筒体、高温段过热器的入口接管、低温段过热器的出口接管、端面大法兰。外形尺寸为卧式ф325×5238，材质为20号钢，工作压力为4.12MPa。管程包括减温水盘管、布水总管、护板、减温水接管。减温水盘管规格为ф14×2×1595，共计52根，材质为20号钢。高温段过热器的入口接管位于面式减温器的正下方，通过焊接与筒体直接相连。
　　　　观察裂纹的外观形状，与热应力作用下的疲劳裂纹特征相符合。面式减温器作为调节蒸汽温度的主要元件，其工作温度较高，且温度变化比较频繁，由此产生的热应力变化也较频繁。因此，初步认定面式减温器损坏是在温度反复变化下承受热应力而造成的疲劳损坏。主要原因从以下3方面进行分析：
　　　　①从工作介质上分析，蒸汽流经面式减温器壳程，锅炉给水流经管程，两种介质在减温水盘管表面进行间壁式传热，使蒸汽得到一定程度的冷却，并预热锅炉给水。因此，面式减温器内部存在着一定的温度梯度，为热应力的产生提供了条件。
　　　　②从运行环境上分析，面式减温器的工作环境处于高温、高压的工艺条件下，蒸汽压力为3.82MPa，温度为450℃。但由于用户用汽量经常波动，因此实际锅炉工作压力和工作温度并不总是处在设计工况下，而是经常发生变化，蒸汽压力范围一般为3.65～3.85MPa，温度范围一般为415～450℃。由于蒸汽与给水的温度、流量变化较大，因此产生冲击和热应力也较大。面式减温器长期受到冲击和热应力的作用，材质逐渐疲劳，强度逐渐下降，最终出现疲劳裂纹，发生泄漏。我们就此问题与一些锅炉使用单位进行了技术交流与咨询，据这些单位介绍，锅炉运行6～7年后容易出现此类问题。我公司锅炉已运行7年以上，锅炉C运行时间较长，锅炉B次之。锅炉C面式减温器的泄漏情况较为严重，锅炉B的泄漏情况较轻。因此，面式减温器的泄漏与使用时间有一定关系。当锅炉在运行中需紧急启停时，面式减温器的承压元件在短时间内承受较大的温度、压力变化，热应力变化也较大，承受损害较大。这2台锅炉在2002年紧急启停的次数较多，正常启停时也有升压过快的现象发生，在一定程度上促进了面式减温器的损坏。
　　　　③面式减温器主要依靠给水调节阀调节流量实现调节蒸汽温度，给水调节阀为气动调节阀。调节规律为PID算法，PID调节器的可调参数为比例度、积分时间和微分时间[1]。这3个可调参数经调试后就固定下来，无法自整定及随时变化，这就限制了PID调节器的功能，尤其是对负荷波动较为频繁的锅炉。蒸汽温度的变化受多种因素影响，主要有锅炉负荷波动、锅炉给煤量变化、锅炉送风量变化。这样，同一组PID参数无法针对每一种工况实现最优调节。结果只能是兼顾每一种工况，但调节效果远未达到最优。
　　　　从实际运行效果看，给水调节阀调节较为滞后，加之给水调节与主上水调节相互干扰，使得给水调节不能及时对应锅炉蒸汽温度调节，调节效果较差。在自动控制运行时，锅炉蒸汽温度经常发生超温，而当面式减温器的给水调节阀关闭或关得较小时，给水易发生部分汽化，出现水击现象。水击的发生会使面式减温器的角焊缝处承受较大的冲击载荷。另外，由于锅炉蒸汽温度调节效果较差，使得面式减温器给水流量波动较大，热应力加大，使管程与壳程均易产生裂纹，最终导致泄漏。管程泄漏后由于给水压力高于蒸汽侧压力，部分给水泄漏至壳程，可能穿过护板的小孔滴到面式减温器下部，使受热面骤然收缩，产生较大的热应力而形成裂纹。面式减温器给水流量波动较大也可能造成蒸汽侧表面产生凝结水，散落在面式减温器的不同部位，从而造成面式减温器的损坏。
        用水做冷却介质进行蒸汽温度调节的设备，根据喷水方法的不同，我公司目前提供的减温器结构有：笛形喷嘴，可调喷嘴，引射式，螺旋喷嘴。具体结构特点咨询：连云港振辉机械设备有限公司技术人员。