节能器翅片管泄漏分析论文_汪明法

江苏四方锅炉有限公司 江苏徐州 221142

摘要:1台WNSL8-1.25-YQ(L)型燃气蒸汽锅炉节能器泄漏部位,化验给水样品和管子样品,了解清楚了管子泄漏的原因。具体检查分析情况及相关的解决方案。

关键词:节能器;翅片管

1.节能器工作环境及泄漏情况

节能器为蛇形翅片管结构,是低温烟气与给水进行换热的锅炉部件,起到回收烟气余热提高锅炉热效率的作用。节能器中水在蛇形管内从后向前流动,烟气在蛇形管外由前向流动,为间壁换热方式。蛇形管直段部分为螺旋翅片管,弯头位于管板外,弯头不受烟气冲刷,如图1所示。

图2样品与正常管子对比

通过截取漏点弯头观察,节能器管子漏点位于弯头外侧,不受烟气冲刷,开口为不规则的长圆孔,孔的四周外壁为平滑状态,内壁呈凹凸不平或锯齿状坑状(图2),内壁铁锈明显,弯头及直管内壁均有不同程度的减薄,漏水的位置主要在弯头处,在罩壳外侧,不受烟气冲刷。用火焰切割方法割取弯头处试样3件,分别编号:1﹟,2﹟,3﹟.(20﹟Φ32*4 GB/T3087),取样弯头见图3~图5.

2、理化分析

(1)化学分析

采用TY-9610型光电直读光谱仪对3件试样进行化学成分分析,化学成分分析结果符合GB/T3087-2008、NB/T47009.3-2011标准要求。测试数据见表1.

表 1,试样化学元素检查结果

(2)金相分析

分别从3件样品横截面切取环状试样一件,1﹟试样破损处切取上下部分2件试样,进行对比分析。设备为4XCE型光学显微镜,腐蚀剂为4%硝酸酒精。

图 10 1﹟宏观取样图及余料端口图

(3)小结

钢管材料为20-GB/T3087管材,材料在使用过程中直到爆管,其化学成分、金相组织均无明显变化,使用过程中无过热、过烧的现象,由其宏观图像可知,钢管减薄是沿内壁不断向外壁扩展,内壁有明显腐蚀坑,节能器的弯管处爆管原因为腐蚀穿孔。

3、水质分析

从此台锅炉配套水箱灌取水样,委托徐州市华能矿产资源研究所对水样进行检测。检测报告显示水中氧含量为3mg/L,远高于GB/T1576-2008《工业锅炉水质》表1中氧含量不超过0.1mg/L的要求,水中氧含量是标准要求的最高值的30倍,含氧量严重超标,导致节能器管子氧腐蚀严重。根据GB/T1576-2008《工业锅炉水质》表1注解a,额定蒸发量小于10t/h的锅炉如果发现局部氧腐蚀,也应采取除氧措施,此项目给水应考虑除氧。

下表为标准GB/T1576-2008《工业锅炉水质》表1的截图.

4、现对氧腐蚀机理分析如下:

按照机理可以把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,对锅炉受热面受力元件来说,水侧以电化学腐蚀为主,氧腐蚀实际上就是一种电化学腐蚀,其机理如下:

反应方程式

阳极:Fe-2e →Fe2+  (1)

阴极:O2 +H2O +2e →2OH-  (2)

Fe2+ + 2OH- →Fe(OH)2  (3)

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O →4Fe(OH)3  (4)

从上面的反应方程式(1)、(2)、(3)、(4)可以判定出由单质的铁变成和红褐色的铁的胶体,使锅炉发生腐蚀,锅炉给水不经过除氧的话,水体中就含有溶解氧。

5、结论与建议

综上所述,给水水质含氧量是标准上限值的30倍,管子内壁氧腐蚀严重,管子原材料符合标准要求,管子无过热,管子泄漏为氧腐蚀造成。建议根据GB/T1576-2008《工业锅炉水质》表1的要求对锅炉给水进行除氧,达到给水水质要求锅炉方可减轻或避免氧腐蚀。

参考文献:

【1】谭顺民 冷凝式燃气快速热水器的热效率分析与实践[期刊论文]-重庆建筑大学学报 1995(4).

【2】谭顺民 冷凝式热水器热效率的分析 1996(05)22.贾力.孙金栋.李孝萍 天然气锅炉烟气冷凝热能回收的研究[期刊论文]-节能与环保 2001(1).

【3】赵钦新.查爽.康子晋.郑蕾 冷凝式锅炉及工程应用[期刊论文]-工业锅炉 2003(4).

【4】王娇玲.王士杰 GB/T1576-2008《工业锅炉水质》

论文作者:汪明法

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/9/21

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