1 更换为不锈钢管后机组的经济性及安全性
3.1经济性与安全性分析
由于壁厚的减薄,管子的平均直径增加,传热面积增大;通径增大,流速减小,循环水流量必然增加;出水温度降低,对数平均差减小;综合作用的结果,相对真空提高,标准煤耗率降低。
随着运行时间的增长,铜管氧化层将越来越厚,传热效果会越来越差,同时铜管对循环水中的杂物的吸附能力强,胶球清洗的次数多,而不锈钢管氧化速度很慢且管壁光滑,基本不用胶球清洗,少耗电,降低了整个机组的经济性。经济高效,在同等换热面积下,不锈钢管的成本约为铜管成本的70%左右,并可直接进行换管;装管工艺性能好,不需改变管板孔的加工公差,利于现场直接选用,特别适宜老机组的更新改造。同时,与铜管相比,不锈钢管抗冲蚀性能好、抗氨腐蚀、耐水侧冲击、且抗振性好等特性;所有钢管在保护气体中1050℃高温进行热处理以消除焊接应力,并进行了水下气压试验,压力达1.0Mpa,10S无压降。
不锈钢管的热传导系数比铜管低,但通过减小壁厚使它们的热传导系数的差值缩小,由于不锈钢管内壁比铜管更光滑,对流换热系数比铜管高,不锈钢管外壁比铜管光滑,凝结放热系数比铜管高,根据多台机组的测试和计算,壁厚为0.6mm的不锈钢管比壁厚为1mm的铜管的总体传热系数高5%左右;随着运行时间的增长,不锈钢管的总体传热系数下降很缓慢,而铜管的总体传热系数下降速度比不锈钢管大得多。同时,不锈钢管比铜管更耐腐蚀,抗振性和耐磨性能好,使用寿命是铜管的三倍。从长远考虑,使用不锈钢管整体上提高机组的经济性显而易见,同时也提高了机组的安全性。
根据我们改造凝结器的经验,对凝结器换热管的更新改造,只要采用国内外先进的用管技术:只胀不焊,完好率达百分之百。安装换热管时使用先进的工器具和先进的施工工艺穿管、胀管、水压试验(换管工作另有说明)。凝汽器不锈钢管更换在技术上是可行的,经济上是合算的,安全上是可靠的。
4 施工工艺及要求
4.1施工前准备工作
4.1.1施工所需的一般及专用工具、设备及其他辅助材料,施工前须准备齐全,并现场到位,做到专管专用,统一调度。
4.1.2主要专用工具有:堵头取出器、电钻、切管器、切管器专用刀头、液压拔管机、抽管专用大力钳、剔管扁铲、板孔挖槽器、挖槽器专用刀头、板孔清扫器、穿管导引器、直筒胀管器、翻边胀管器、板外内切管器、不锈钢管专用切管机、管口削平器及其他辅助工具。
4.1.3对操作施工现场进行清理,做到施工现场周围不得堆放与施工无关和妨碍施工的物件,卫生条件须保持清洁。
4.1.4容器内照明须使用(行灯变压器)12V照明灯泡。
4.2拆除旧铜管
4.2.1清理端板水室污垢,使环境卫生符合施工要求。
4.2.2拆卸管子堵头,清理打扫管口内壁100mm深的管垢。
4.2.3使用隔板内切管器和切割设备,在端板一边将所需要更换的旧铜管切断。
4.2.4拔管机分两端拔管,将所拔旧管抽出堆放整齐或负责装至甲方现场外运车辆上。
4.2.5拆除旧铜管时不能损坏管板、管板孔、隔板。
4.3穿管和胀管前的检查
4.3.1管板和隔板的管孔中心线达到穿管要求。
4.3.2对管板及板孔进行清扫和清理,使用板孔清扫器、破布、再生布等工具,经几道工序清除孔内的铁屑和杂物,直到呈现金属光泽为止。为保证胀管质量,在清扫板孔时,不得形成影响胀管质量的纵沟槽和椭圆。
4.3.3穿管时彻底清扫一切杂物和灰尘,并应将顶部妥善封闭,避免杂物落入凝汽器内。
4.3.4对不锈钢管进行外观检查。管子表面应无裂纹、砂眼、毛刺、缺损、凹陷、折纹、腐蚀、油垢等缺陷,管内无杂物和堵塞,不直的管应校直。被压扁的、不直的(无法校直)、不够长的管子不得穿入。为提高胀管质量,应除去管头外表面的油污和氧化膜,尽量露出金属光泽。
4.3.5按规定要求甲方应对不锈钢管抽样进行试验,主要试验项目有蜗流探伤或水压试验、剩余应力和工艺性能试验。试验合格后,方可进行施工,否则,要进行处理。
4.4凝汽器穿管
4.4.1施工平台搭设在空场大的水室一侧(循环泵坑上部),用钢管脚手架(或沙杆)铺设架板。
4.4.2穿管时,为使管子准确地插入相应的管孔内并防止管子损伤或错穿,穿管时须用穿管引导器。
4.4.3穿管应从凝汽器底部开始,由下而上进行,遇空抽区时先穿空抽区不锈钢管。
4.4.3穿管时,所有人员不得踩踏不锈钢管,以免管子损伤,戴手套时手套应干净无油脂,管板和每道隔板前应指定专人监视和对准管孔,在冷却水管前装上导向器防止冷却水管与隔板及管板的撞击,如穿管过程中有卡涩,用木榔头轻轻打入,不得强力穿管,对于管端应进行清洁工作,清洗油污,并注意消除可见的纵向纹路。
4.5凝汽器胀管
4.5.1更换上的不锈钢管采用胀接工艺,确保新装管子胀接强度,保证水压试验无泄漏。
4.5.2凝汽器在正式胀管前,应进行试胀、试内切管、试翻边等工作,试验必须在临时管板上进行,同电厂一起确定扩胀系数和深度数据。
4.5.3被胀口应符合下列要求:
胀口无欠胀或过胀现象,胀管深度为管板厚度的75-90%,扩胀系数(胀管率)为8~11%。
胀管内径的合适数值按下列公式计算:
Da=D-2t(1-a)mm
其中:D—管板孔径mm t—管子壁厚mm
a—扩胀系数8—11% Da—被胀后的管内径mm
管口翻边角度为:12°~15°左右
4.5.4胀接前应在管板四周及中央各胀一根标准管,以检查两端管板距离有无不一致和管板中内个别部位有无凸起,正式胀接时,先胀一端管板。胀管前应使管子伸出管板1~3mm,另一端应有专人将管子夹住,以防管子窜动或开始胀接时随胀管器转动。为保证胀接质量,防止管板变形,应先在凝汽器四角及中央各胀一部分管子。胀接时,应按管孔的排列顺序,分行分列进行。当一端胀接一部分后,再胀接另一端,胀管过程中,应经常检查胀管器,无毛刺,无变形,否则应更换胀管器,经试胀合格,再重新胀接。
4.5.5管子胀接程序应根据管束分布情况对称进行。不得因胀接程序不合理而造成管板变形或管板不平行。
4.5.6用电动胀管机或液压胀管机胀管。
4.5.7胀管后用刮刀将两侧管端刮平,在进水侧稍扩管,翻边角度约15º。一端管子胀完后,在另一端管子应自然伸出管板1~3mm,且外露管口部分光洁、平整无毛刺若伸出不到1mm,则应将管子剔除。不允许用加热或其它方法伸长管子。
4.5.8胀管深度应准确,按GB标准一般为管板厚度的75~90%。可见图示。
4.5.9胀口或翻边应平滑光亮,无裂纹。
4.5.10安装不锈钢管的其他要求
(1) 气温保证在5℃以上,无风沙、粉尘。
(2) 安装不锈钢管时轻拿轻放,不得任意碰、踩、踏铜管,严防野蛮安装。
(3) 不锈钢管上的附着物(锈蚀、油污等)应清理干净。
(4) 在正式胀接不锈钢管前,应先检查胀管器是否符合要求,如没达到规定要求,应微调胀管器电流,以达到要求。
4.5.11凝汽器更换完铜管后,汽侧应进行灌水试验,灌水高度要充满整个冷却管的汽侧空间,并高出顶部冷却管100mm,维持24小时不渗漏算合格。凝汽器汽侧灌水前,将内部清扫干净,所有管道、接口安装好,阀门经水压试验合格,用干净的工业水做灌水试验,水温不应低于5℃(如凝汽器鼓撑在弹簧上,则在灌水试验时,要加临时支撑,灌水试验结束后,要及时将水放尽)。