噴水減溫器失效分析

康祥純

摘? ?要：減溫器是工業生產中常見的儀器，它的使用程度直接關系到工廠的生產狀況，是極為重要的生產設備。在日常工作中，由于受到其材料的結構、工作環境狀況等因素的影響導致出現一些問題，造成表面的裂紋，使得笛形管出現脫落，導致減溫器聯箱出現裂紋，影響減溫水的運行效果。本文主要研究笛形管材料的穩定性，以及影響的因素。可以采取改變不銹鋼噴管的類型，加大孔徑的長度，通過這些技術處理能對減溫器聯箱進行有效的處理，為減溫器的更新處理提供技術支持。

關鍵詞：噴水減溫器? 失效分析? 處理

中圖分類號：TK228? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（a）-0059-02

鍋爐減溫器的安全使用程度決定著整體鍋爐的使用狀況 ，在日常生產中，因為笛形管的爆破而導致的事故經常發生，通過分析能夠看出，減溫器聯箱出現裂紋、斷脫等現象，嚴重威脅工業生產安全。

1? 噴水減溫器的類型

常見的工業噴水減溫器主要由以下幾種類型組成，分別是單噴頭直套減溫器、水室式套筒減溫器、套筒減溫器、笛形管減溫器等幾種。當前，在生產過程中使用比較廣泛的是笛形管直套筒減溫器，使用它的好處主要是能夠有效阻止沒有完全汽化的水滴沖擊到減溫器聯箱的內部，這樣就能阻止聯箱的內壁由于受到沖擊而產生的各種裂紋，避免造成損失。這種減溫器應該在內部的噴水管后有一個混合管，該類減溫器發生故障的主要特點就是笛形管破裂，由于減溫器的混合管很容易發生變形、開焊點等情況，有時還可能被大量的蒸汽沖走，就會造成減溫器的損壞。同時，噴水減溫器的聯箱內也經常會出現一些問題，如表面的熱電偶管座容易出現損壞或焊縫出現裂紋這些事故都是常見的問題。還有一種常見的事故就是混合管受到擠壓導致變形，主要是由于蒸汽的通風面積減小，這樣就會使蒸汽在流經減溫器的阻力增強 ，從而引發混合管的高頻振動;還有常見的混合管會受到損壞，由于混合管的變形，就會導致相接的焊點出現損壞變形，甚至會導致整體的撕損或整個的焊點都會發生縫裂，使得沒有汽化的水流會流經減溫器的內壁，進而造成混合管的堵塞，嚴重的可能會引起爆炸。笛形管在正常工作的過程中，要承受比較頻繁的接受冷熱的刺激，而導致收縮加劇。

2? 減溫器的內部工作原理

鍋爐的噴水減溫器在工作中作用是通過將溫水中的熱氣吸出，這樣就能使溫水汽化，與溫度很高的蒸汽進行混合，這樣才能達到降低溫度的原理。還有一個作用就是為了有效的調整過熱器的出口溫度，這樣才能達到平衡兩側汽溫的功能。通過調節減溫器的結構原理達到調整水在減溫器中的汽化，才會避免水進入到過熱器聯箱中使得聯箱熱應力損壞。還應該注意減溫器聯箱的出口蒸汽均衡，避免因為分配聯箱進入到過熱器中，導致下一級過熱器工作的變化。在減溫器的內部結構構造中主要有4個部分組成，就是減溫水的加熱區域，在這個區域主要是為減溫水加溫到適宜的溫度，通常狀態下，水的高度保持在合適的區間。第二部分就是使這些水蒸氣凝結成水，主要的目的就是在該階段中使減溫器的內壁始終保持飽和溫度的狀態，蒸汽的溫度和飽和溫度之間存在差別，這也說明蒸汽過熱和減溫器的內部原理結構存在一定的關系。通過對以往事故的分析研究，減溫器的這段如果沒有安全措施就會造成汽水接觸聯箱內壁，導致事故的產生。第三部分就是讓凝結水進行蒸發，這一階段對溫度要求較高，必須要保持內壁的溫度更高，保證蒸汽中的水分盡最大可能甩在管壁上，這樣才能減少溫差。最后一個部分就是要讓汽流的內部完成熱源的交換，這樣才能完成全部的工作，這樣才會完成預定的設計目的，注意要求保護套管的長度要明顯大于前面的幾個部分。

3? 產生減溫器事故的主要原因

3.1 由熱交變應力引起

噴水減溫器的構造對內部的裝置和金屬材料有著十分嚴格的要求，這主要體現在能夠保證其具有較高的強度應對各種沖刷所帶來的損耗。很多的事故都是由于零部件受到交變熱應力作用而造成的，主要是由于交變應力的作用強度決定的，其本身的變化頻率取決于自身的應力情況等。通常情況下，溫度的變化主要是由于本身引起的熱應力屈服點導致的塑性變形引起。減溫器的內部構造能夠承受的壓應力較小，不會引起較大的變化，在范圍為50℃以內的溫度變化都不會引起任何的疲勞破壞變化。針對套筒的壁厚研究分析認為，當壁厚在50mm內，能夠引發的溫度為1.0℃/s時，這說明能夠引發50℃的變化。通常情況下，套筒厚度都在7mm左右，最大厚度能夠到達9mm。這時的材料所對應的力的影響是碳鋼、低合金鋼的導熱系數大，導致奧氏體鋼的膨脹系數T增大，然后再考慮減溫器噴管的溫度變化影響，所以減溫器噴管所使用的低合金鋼比奧氏體鋼質量更好。

3.2 由振動疲勞引起

減溫器的內部結構裝置的損壞主要是振動疲勞引起，很多時候在損壞的斷口能夠發現呈細瓷狀的碎面，也有一部分是由于疲勞裂紋源向前面不斷的推進而成的線面。像這類的問題都是由于振動所引發的疲勞損壞導致的。導致發生這種事故的原因就是構件本身自有的頻率和外界的各種激振頻率相互作用而成導致的，并且引發的共振影響的。由于混合管和聯箱之間具有一定的膨脹關系，導致這些比較合理的結構發生改變，一端是固定的結構，另一端是可以進行前后的移動。有的 減溫器能夠使用前后移動的形式進行，而有的就會采用彈簧片進行移動處理，但是通常情況下彈簧片在高溫的活動下都會失去活動的功能。

3.3 由熱膨脹應力引起

減溫器內存在兩種溫度的不同介質形式，這就會引起一些不同部件的溫差。如聯箱壁的溫度就是入口溫度，而其它部件套筒的溫度一般都會小于飽和溫度，也就是減溫器的出口溫度。減溫器的入口溫度要明顯高于飽和溫度，減溫器的溫度降低的越多，聯箱和套筒之間的膨脹也會更大。笛形管在進行高速汽流沖刷的過程中，傳熱的系數也會非常的大 ，經過實驗研究證明，這時的溫差能夠達到100℃，這個溫度相當于壁式過熱器里面所承受的溫度。

4? 進行處理的辦法

對于上面提到的問題可以通過以下的措施進行處理。

4.1 更換材料

可以將原有的不銹鋼噴管換成耐熱鋼噴管，還要更換尺寸更大的噴孔，加厚噴管的厚度。要觀察裂紋的長度在10mm以上的減溫器聯箱都應該采取擴孔的辦法進行處理。對于10mm以下要進行焊接處理，對于還有些未裂紋的減溫器聯箱應該進行焊縫的重疊處理。

4.2 進行焊接處理

減溫器的內部設計對焊接的要求非常高，對于質量的細節都有嚴格的規定，如果在擴壓管的縱向焊縫根部沒有處理好就會出現嚴重的問題，導致工程的裂紋，甚至有的噴水減溫器套筒質量不過關，還會影響套筒的開裂，還有一些特殊的裂紋是產生在異種，這些鋼焊接的部位（奧氏體鋼與珠光體鋼焊接處 ）對技術的要求都非常高，不能出現任何問題。

4.3 加強對脫落的減溫器碎片的管理

在處理的過程中應該加強對脫落的減溫器碎片的管理，如果掉入過熱器內，就會引發爆炸事故，很多減溫器噴管內還有一些安裝的殘留物，這些物質雖然小，但是會引發很大的事故，很容易造成減溫器的噴管堵塞，這樣就會降低減溫效果，引發過熱器爆管。

5? 結語

通過上面的分析能夠看出，噴水減溫器的事故發生是由多種原因造成的，我們應該深入研究發生問題的原因，找到解決問題的辦法，加強對鍋爐減溫器的質量管理，嚴格檢查，認真排查問題，保證噴水減溫器的安全使用。

參考文獻

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