板式换热器折流板损坏研究

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1、板式换热器折流板损坏研究【摘要】板式换热器属低压换热器，近年在供热领域应用增多。设备制造设计安装不当影响板式换热器的正常运行，甚至造成损坏。本文论述了板式换热器在运行中发生折流板损坏的情况，为安全运行积累经验。【关键词】板式换热器；汽液两相流；折流板铁岭发电公司供热首站安装的换热器为板式换热器，生产厂家为阿法拉伐，换热器参数如表1。板式换热器的加热汽源来自机组的中压缸排汽，蒸汽进入板式换热器放热，将换热器的水侧循环水加热，循环水进入二级换热站换热。二级换热站的出水提供给用户采暖。在板式换热器里，蒸汽凝结成的

2、疏水，经疏水管道进入竖直正下方的疏水箱。板式换热器投入运行后基本良好，只是在较高的供热负荷下，疏水水位偏高或波动，无论如何调整疏水门的开度，收效不大。在采暖期快结束时，发现疏水温度在相同工况下比以前增大很多。再过一段时间后，情况继续恶化，疏水温度变得更高，加热器出现振动。经解体检查，发现换热器汽侧折流板脱落，掉在换热器疏水管口，且折流板本身出现裂纹甚至折断。见图1图1中包括两张折流板，靠上部的这张折流板出现的裂纹已经被黑线圈中，四条细小的裂纹处于长条型折流板的中间，波浪形结构的突起处，而另一侧是一条几乎长达

3、半张折流板的裂纹，它处于折流板波浪形结构中水平与波浪形状的折弯处。照片中靠下部的第二张折流板破坏的形式相同，破坏程度更大，右上角的四分之一已经完全折断脱离。这次解体检查中没有发现其他部件损坏，由此我们可以做如下分析：汽侧折流板损坏是换热器疏水温度升高和振动的原因。折流板出现裂纹后，蒸汽经折流板裂纹短路流进疏水的排出口，与疏水直接接触混合，对疏水温度的改变是显著的，计算过程如下，按照水的比热容为4200J/kg・£,蒸汽的比热容为2100J/kg-°C来粗略计算，假设换热器有100t/h温度为350°C抽汽，

4、其中仅有lt/h从折流板裂纹漏入原为5CTC的疏水中，疏水温度上升情况为t,列出放热与吸热等式：4200X99000Xt=2100X1000X(350-100)+4200X1000X(100-50-t),最后t=1.75°Co随着裂纹的增大，蒸汽经折流板直接与疏水混合的量越来越大，疏水的温度比正常运行时升高越多，当疏水温度升高到水的饱和温度以上时，疏水出现汽水两相流冲击金属管道，特别是折流板掉落，蒸汽与疏水大量直接混合，汽水冲击更加明显，换热器开始振动。那么折流板是如何损坏的？请看如下分析.折流板使得蒸汽流

5、动在板式换热器中形成U形，折流板的上部为蒸汽，下部是蒸汽放热凝结而成的疏水，如下示意图2所示。在额定工况下，加热用的蒸汽和疏水温度差达到353-120=233°C,实际运行中由于蒸汽是机组中压缸的一部分排汽，蒸汽沿程管道没有减温水，因此进入换热器的蒸汽温度变化幅度很小，而疏水温度变化范围较大。在对外供热负荷较低时，疏水温度能降低到50°C,即实际运行蒸汽与疏水温差比233°C还要大。这样的工作环境下，如果换热器疏水水位髙低变化，对折流板的温度冲击非常大，正常运行时,疏水的高度在折流板下部，不会接触到折流板，

6、这时折流板的温度可以认为与蒸汽相同，是353°C,而疏水水位升高，折流板被瞬间冷却，疏水水位的波动造成折流板产生交变应力，疲劳损失，长期积累，折流板产生裂纹，折流板的固定部位焊接开裂，最终脱落。从时间上看，折流板损坏为缓慢发展，符合金属疲劳损失的特点。折流板为不锈钢板冷压制作而成，表面存在制作过程留下的冲压痕迹，有一定的质量问题，特别是波纹板的折弯部位，痕迹更加明显•从破坏情况看，折流板存在严重的内部应力残留，在交变热应力的作用下，首先折流板折弯部位出现细小的裂纹，之后，裂纹逐渐扩大，折流板焊接固定部位由于

7、疲劳损失也出现开裂，最终出现折流板断裂和脱落。解决方案综上所述，故障的根源为疏水水位高低变化，换热器疏水管道弯头过多，对此，在设计安装中没有重视，造成疏水不畅通，特别是供热高负荷下疏水量增大，疏水排出难度增大，水位上升，负荷降低后，疏水量减小，疏水水位降低，如此造成疏水水位的高低波动。通过改造，将原管道多处弯头取消，降低疏水管道的流动阻力，疏水变得通畅，疏水水位就能维持在正常高度。参考文献：[1]板式换热器安装使用说明书[R].阿法拉伐有限公司.[2]杨世铭，陶文栓编著.传热学[M]•北京高等教育出版社.1

8、998.作者简介：王丽英(1970.6—),女，汉族，铁岭人，教育培训部教员，工程师，1993年毕业于沈阳电力高等专科学校热动专业，研究方向汽轮机及辅助设备运行、供热系统运行。杨宏伟(1981.12—),男，汉族，唐山市人，铁岭发电公司发电分厂运行人员，工程师，2005年毕业于河北工程学院热能动力专业。研究方向为汽轮机回热系统。