热网设备换热管更换技术推广应用

王明亮

摘要：分析了热网加热器换热管断裂及泄漏的原因，并结合加热器运行条件，施工过程中运用热网加热器设备更换换热管的技术，科学的制定了穿管方案及措施。

关键词：换热管断裂；泄漏因素；穿管技术应用；采取措施

热网加热器是热网系统的关键设备，是热电厂的主要設备之一，其主要功能是利用汽轮机的抽汽或从锅炉引来的蒸汽（加热介质）来加热热水供应系统中的循环水以满足供热用户要求，从而实现热电联产，在整个供热期间一直连续工作，冬季最冷期间，提高供热的热水温度以满足用户对供暖的要求。

固定管板式汽一水换热器。如图1（a）（1-外壳；2-管束；3-固定管栅板；4-前水室；5-后水室；6-膨胀节；7-浮头；8-挡板；9-蒸汽入口；10-凝水出口；11-汽侧排汽管；12-被加热水出口；13-被加热水入口；14-水侧排汽管）所示。壳管式汽一水换热器主要包括以下几个部分：带有蒸汽出口连接短管的圆形外壳，由小直径管子组成的管束，固定管束的管栅板，带有被加热水进出口连接短管的前水室及后水室。蒸汽在管束外表面流过，被加热水在管束的小管内流过，通过管束的壁面进行热交换。管束通常采用铜管、黄铜管，导热性能好，耐腐蚀，但造价高。一般超过140℃的高温热水加热器最好采用钢管。为了强化传热，通常在前水室、后水室中间加隔板，使水由单流程变成多流程，流程通常取偶数，这样进出水口在同一侧，便于管道布置。

某集团热电厂机组承担着中西部矿区，市郊住户的供热任务。2018年12月，电厂热网加热器在冬季运行过程中，连续发生换热管断裂事故，数次中断供热，虽进行了几次临时性的维修和采取低工况的运行方式，该热网加热器仍然出现部分换热管泄漏，该热电厂安装三台卧式列管式换热器，加热器在运行中出现大量管束泄漏，影响正常供暖，根据热网加热器管束断裂及泄漏情况需要进行换热管更换。

热网加热器换热管准备更换前，施工技术人员要向甲方有关技术人员充分了解加热器管束断裂泄漏的真正原因，找出管口是因胀接、还是因管口焊接、还是管口因外在因素（清洗）腐蚀造成管口断裂泄漏。若管口因胀接原因造成泄漏，新管口胀接时要先进行管口试胀，胀接深度控制在管板厚度的75%--90%、管口胀薄率控制在4%--6%。若管口因焊接原因造成管口泄漏，新管口焊接时要进行试焊以确定焊机电流的调节，温度控制，氩气保护。若是管束材质有问题，化验水质，认真分析造成泄漏断裂原因，使用合适的管材才能确保施工质量。若是热网加热器在运行过程中因自身原因（比如：原折流隔板间距设计过长、折流隔板管孔过大、进气口挡板设计不合理、隔板支撑力度不够造成隔板下垂等等），更换、增加、加固折流板确保折流板水平、合理设计进气口挡气板避免进气口管子损坏。

热网加热器拆除旧管和安装新管时，热网加热器旧管拆除时绝对不能对热网加热器管板管孔造成损伤，管孔清扫时要认真检查管孔是否有损伤及纵向沟槽，发现后要及时修复，安装新管时管板管孔要清洁，穿新管时管头要用酒精擦拭干净，便于焊接。拆除旧管时要注意观察旧管有无断裂，有无磨损痕迹，若有要分析是什么原因造成的，因隔板间距过大，隔板孔径过大、隔板下垂造成管子断裂磨损。安装新管时采取措施确保质量。

换热管安装前用拉钢丝的方法检查管板、隔板的同心度，应保证前后管板及其所有隔板各相应管孔的同轴度误差不大于2mm。检查管板、隔板的管孔有无毛刺、锈皮等，管板管孔内壁应清理打磨干净无锈蚀、无油垢，管孔内无纵向沟槽，测量管孔和换热管外径，其差值应符合要求，如个别管孔有损伤时要及时修复，穿管前应对新不锈钢管进行抽检，换热管必须进行外观检查，管子表面应无裂纹、砂眼、凹陷、油垢等现象，管内应无杂物和堵塞现象，管子应平直，换热管尺寸和椭圆度应符合要求。用专用工具将换热管两端焊缝去除、去除焊缝时不能损伤管板、管孔，用专用工具将换热管两端胀口端部松开即缩口，缩口时不应伤及管孔；旧管取完后检查管孔，认真清理打磨除锈、打磨过后的管孔内壁光滑清洁、无纵向沟槽及毛刺，用手持便携式平面铣刀对管板表面进行铣面，确保管板表面的平整度，光洁度以便于管板管口焊接。

在进行新换热管安装前，为防止换热管损伤，换热管就地现场开箱，新管摆放时下方一定要铺设胶皮，穿管顺序一般先下后上，穿管时应将换热管两端用酒精擦洗清理干净，管口无毛边，在两端管板处设置人员，负责穿管时对准管口，避免冲撞及穿错，应轻推轻拉，不冲撞管孔，穿管受阻时，不得强力猛击，以免损坏管头。如出现卡涩现象应先检查受阻管孔，或在换热管另一端插上引导器，用木锤轻轻打入，避免损坏冷却管，换热管尺寸不够长时禁止使用，应更换足够长的换热管。

热网加热器换热管在正式胀接前，应进行试胀工作，应符合下列要求：胀口应做到无欠胀或过胀现象，胀口处管壁胀薄控制在4%～6%，胀管后内径的合适数值Da，按下列公式计算：Da = D?2t（1 ? a）mm 式中 D—管板孔直径，mm；t—钢管壁厚，mm；a—扩胀系数4%—6%。胀薄率应控制在4%--6%。胀口应平整光滑，无裂纹和显著的切痕。胀口的胀接深度为管板厚度的75%～90%，但扩胀部分应在管板壁内不少于2-3mm，不允许扩胀部分超过管板内壁厚度，以上试胀工作合格后方可正式胀管，将进水侧管口整理平整，管头露出管板长保持1～1.5mm之间，管子胀接程序应根据管束分组情况妥善安排，不得因胀接程序不合理造成管板变形，正式胀管应先胀近水侧，胀接好的管子应露出管板1～1.5mm，管端平整无刺且应符合室内试胀的要求，不允许扩胀部分超过管板内壁。前水室侧未胀完时，后水室不得切管，待前水室侧全部胀管结束，后水室侧全面切管，切管后冷却管应露出管板1.5m后水室侧切管结束后，后水室侧冷却管开始胀管，管口胀接时严禁使用润滑油，可使用酒或者洗洁精作为润滑剂进行胀接。

管口胀接完毕后，用酒精对管口进行清洗，然后才能进行管口焊接。管口焊接时采用氩弧焊焊接，管口焊接前要进行试焊来调节焊接电流、焊接温度、氩气保护。焊缝要均匀流畅，无气孔，毛刺，无焊溜、无夹渣等，焊缝焊接完毕后用着色剂渗透剂进行焊缝检查、发现焊缝有缺陷时进行补焊，管口焊完后进行二次胀接，管口先胀接后焊接会因热胀冷缩的原因造成管口渗漏，所以必要进行二次贴合胀接，管口二次胀接时需使用可调节式胀管器进行贴胀，管口二次胀接完毕后，再次使用着色渗透剂进行焊缝检查。对发现有问题的管口进行处理。

此项目施工过程中所依据的标准和规范：

ASTMA24997《热交换器用不锈钢管》

GB/T24297《金属管扩口试验方法》

GB/T24697《金属管压扁试验方法》

参考文献机械工程师设计手册 机械工业出版社

（作者单位：中国平煤神马集团坑口电厂）