蒸汽发生器节能改造

蒸汽发生器节能改造（共7篇）

蒸汽发生器节能改造篇1

某粮油公司是一家日处理油料700吨的食用油生产企业。2011年，新建日处理油料350吨的色拉油车间。在进行蒸汽系统设计时，与我们苏州瑞克阀门的工程师进行了多次讨论和项目论证后，决定采用瑞克25P先导式隔膜减压阀对压力进行控制，并选用了蒸汽流量计对车间蒸汽系统的使用效率进行监控。当年实际投产运行后，统计数据表明：减压阀和流量计达到了满意的效果。特别是蒸汽流量计有效帮助监控蒸汽流量，控制生产成本，节约了能源。

20103年，在对瑞克公司及其产品性能有直接认识后，该公司进行能量监管和成本控制，决定对蒸汽系统进行改造，具体内容包括：

1.蒸汽流量：新增三套蒸汽流量计，分别用于蒸汽总管、预处理车间及浸出车间。这样，就实现了对整个蒸汽系统流量进行了监控的目的。

2.疏水阀组：选用瑞克FT14浮球蒸汽疏水阀、波纹管密封截止阀及止回阀等对预处理车

间及浸出车间的疏水组进行了改造。

3.冷凝水回收：该公司原已进行冷凝水回收，所有冷凝水回收至一个埋在地下的储水罐，再由热水泵回收。这种回收方式导致了大量的二次蒸汽产生及热能损失，同时占地面积大、热泵需维修、管理。改造中他们选用了瑞克公司冷凝水回收泵组合，直接将冷凝水自动送回锅炉给水箱。不再有大量二次蒸汽产生及热能损失。整套装置占地不到2立方米，同时无需维修和管理。

经过上述改造后，公司整个蒸汽系统的效率有明显的改进。各个车间的用汽量得到了有效的监控和管理；采用浮球式疏水阀和截止阀后，车间的设备换热效率提高，阀门无泄漏问题，用汽量显著减少；凝结水回收泵回收了高温冷凝水，使锅炉给水箱温度显著上升。

蒸汽发生器节能改造篇2

一、湿蒸汽发生器软化水处理流程

天然水中含有各种杂质, 其中Ca2+、Mg2+的存在将导致湿蒸汽发生器结垢, 结垢后不仅降低热效率, 而且危及湿蒸汽发生器的安全运行。所以处理后的水质指标需要达到如表1所示的水质标准。

软化水处理工作流程见图1。

二、湿蒸汽发生器吨汽耗水过高的原因

1. 生水泵供水能力过剩, 导致在工作过程中水量及电量的浪费

原有的生水泵供水能力为34m3/h, 根据湿蒸汽发生器运行能力计算, 生水泵供水能力为30m3/h时, 即可满足需求, 现供水能力超量11%。由于供水能力过大, 导致水量及电能的浪费。

2. 再生盐溶液杂质过高, 导致离子交换器工作时间缩短

水处理使用的离子交换器作为软化水处理设备, 在进行水处理后需要用5%~8%的食用盐溶液进行再生处理, 盐溶液的清洁度对离子交换器的再生非常关键。目前原有融盐池为整体贯通式, 其长期形成的沉淀物导致盐溶液杂质含量较高, 易对钠离子交换器造成污染, 导致对离子交换器进行反冲洗时用水量过大。

3. 离子交换器正反洗设置时间过长, 导致用水量过大

离子交换器在使用一段时间后需进行再生处理, 再生处理后再对离子交换器进行正反冲洗, 冲洗后的水由于硬度高一般作废水处理。原有的离子交换器的正反洗流程设置冲洗总时间约为160min, 冲洗过长, 造成用水量过大。

4. 交换树脂置换能力减弱

交换树脂主要作用是将水中的重离子进行交换, 使水的硬度降低。交换树脂在使用一段时间后会出现损坏、中毒、能力下降等情况, 在此情况下, 会导致置换能力下降, 置换时间较长。应加强交换树脂置换能力性能检测, 对交换树脂进行及时更换。原来为节约成本, 采用部分更换的方式, 性能改善不理想。

三、改进方案与措施

1. 对生水泵叶轮进行车削, 降低生水泵供水能力

对生水泵叶轮由Ø200mm车削至Ø175mm, 使生水泵供水能力由原来的34m3/h降低到目前的30m3/h流量, 生水供给能力降低11.76%, 同时泵的耗电量降低49.3%。

2. 对融盐池进行改造, 提高盐溶液的供液质量

设计制作了盐池不锈钢支架, 上表面是Ø15mm的不锈钢过滤孔板, 使盐中的杂质沉淀到盐池底部, 并将盐溶液出口提高200mm, 使到离子交换器的盐溶液质量明显提高, 水处理置换能力明显增强。

3. 优化水处理正反洗流程和再生程序, 降低正反冲洗用水量

对冲洗后的水质进行化验跟踪, 把冲洗流程缩短:把一级正洗时间控制在60min以内, 一级反洗时间控制在30min以内, 二级正洗时间控制在50min以内。改进后正反洗流程缩短时间30min, 可减少用水10m3左右。

4. 对交换树脂进行定期检测与更换

加强入水硬度、PH值、矿化度、机杂、含铁量、含硅量检测。交换树脂的更新方式改为定期检测全部换新, 对新锅炉交换树脂交换能力进行定期检测。

四、改造效果

经过以上综合改造, 采油厂湿蒸汽发生器平均吨汽耗水率由1.40降至1.21, 产生了较大经济效益。

1. 电机有功功率下降

改进后, 3台生水泵年节电约为1.6万k W·h, 年节电费为1.05万元。

2. 减低生水消耗量

年平均注汽量为11万t, 吨汽耗水率降低后可减少用水2.1万t, 按工业用水4.8元/t计算, 减少水费10.08万元。

3. 减少废水外运费用

原有废水靠罐车外运, 减少的2.1万t废水可减少外运车次1 900车次, 按400元/车次计算, 每年可减少运费76万元。

参考文献

蒸汽发生器节能改造篇3

摘要：核电站蒸汽发生器的管子-管板封口焊缝是一次侧与二次侧的密封焊缝，其焊接质量直接影响核设施的运行安全。封口焊缝数量多，质量要求高，无损检测有一定的局限性，给质量控制带来一定的难度。文章通过对蒸汽发生器管子-管板封口焊制造工艺和流程全过程的分析，找出了封口焊缝渗漏的影响因素，总结了质量控制的经验，期待核电设备采购方、制造商、建安承包商及业主同行引以为鉴，共同做好设备采购和质量控制工作，以确保核电设备的质量。

关键词：蒸汽发生器;封口焊缝;经验反馈

中图分类号：TG457.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）03-0167-03

1 概述

1991年6月，秦山核电站作为中国第一座核电站并网发电，实现了中国核电制造从无到有的历史跨越。

在国内核电建设者引以自豪的同时，许多在建造过程中由于技术不成熟或管理不到位等原因带来的问题逐渐显现，还存在较多技术难题亟待解决，必须引起大家足够的认识和警醒。日本福岛核电事故的发生，再次敲响了核电安全的警钟。

作为核岛四大主设备之一，在国内承制的蒸汽发生器（以下简称SG）其制造、检验和验收规范主要为法国RCC-M或美国ASME规范，国内现有SG制造厂的制造经验也是在采购过程中通过国外技术转让、在国外专家的现场指导下积累下来的。鉴于国内SG制造厂对SG设计理论的基础试验研究不深，对SG制造工艺试验的研究、消化水平有限，又鉴于相关焊接设备、焊接材料、传热管等关键技术不能国产化，笔者认为，国产SG的焊接工艺设计、制造工艺流程设计尚待逐步完善。本文通过对蒸汽发生器管子-管板封口焊制造、检验活动进行详细解析，找出管子-管板封口焊渗漏的主要原因，期待制造厂对SG关键工艺技术进行改进，加强过程控制，避免类似质量问题的重复发生。

2 管子-管板封口焊缝质量问题的产生过程

2011年，国内某在建核电厂的SG在现场水压试验过程中发生渗漏，返修后对SG进行二次侧第二次水压试验，结果发现其它部位仍有渗漏点。随后，在表面未做任何处理的情况下，对所有的封口焊缝进行100%液体渗透检查（以下简称PT）检查，结果发现数75个焊缝存在显示，接着，进一步对75个封口焊焊缝进行100%射线探伤检查（以下简称RT），结果有9个焊缝存在记录性缺陷。管子-管板焊缝渗漏示意图，如图1所示。

基于上述原因，设备制造厂随即签发了停工令，要求对所有在制的SG管子-管板封口焊缝进行排查。经过对现场在制的SG的第二次排查，检查结果见表1。

事件发生后，制造厂根据缺陷的性质、位置分布，对制造过程进行了逐一排查，最终认为影响封口焊质量的主要原因是由于焊前清洁不彻底，焊接过程中由于钨极烧损后更换不及时而影响焊接电弧导致焊后产生内部气孔。

为了确保原因分析的准确性，制造厂进行了专项工艺试验，组织国内专家进行经验交流，听取了专家、学者的意见，对封口焊焊接质量进行了分析和经验总结，改进了部分制造工艺。

3 管子-管板封口焊缝的焊接和检验

管子-管板封口焊焊缝示意图，如图2所示。

管子-管板封口焊焊缝微观金相照片（放大200倍），如图3所示。

SG传热管材料为NC30Fe，管外径Φ19.05 mm，管板一次侧为镍基堆焊层，管板孔尺寸为Φ mm，管板孔与管子外壁单边最大间隙为0.15 mm。

传热管与管板的装焊包括：穿管、定位胀、封口焊、液压胀四个工艺过程。

管子-管板封口焊焊缝采用立位、全自动、全位置焊接。全自动焊机包括弧焊电源（电子控制的弧焊变压器，可输出脉冲电流）、控制系统及焊机机头。控制系统一般由编程控制，包括焊接过程的程序控制（送气、引弧、机头旋转、熄弧、断气）及参数自动优化控制等。焊接机头包括焊嘴、定位导杆、旋转机构等。焊接设备带三相全自动补偿电力稳压器。

封口焊缝在焊接结束后要进行如下检查：

①尺寸检查（DT）、目视检查（VT）、表面粗糙度检查;

②液体渗透检验（PT）;

③密封性检验（LT）;

④另外，封口焊焊缝焊后还要进行6%射线抽检（RT）（制造厂内部控制）。

封口焊焊缝根部焊缝缺陷照片，如图4所示，延伸到焊缝中的缺陷照片，如图5所示，因为焊接应力产生的撕裂照片，如图6所示，因为焊接应力产生的撕裂照片，如图7所示。

封口焊焊接工艺评定和见证件的检验要求：

①焊喉平均值（焊接3点钟及9点钟位置）≥0.9 e（e为管子壁厚，0.98 mm）; 焊喉单个值≥0.66 e（0.72 mm）;②焊根（未熔合及其它缺陷尺寸）≤0.1 mm;③不允许有裂纹，只有局部最短的泄露途径>0.66 e时，才允许存在气孔和夹杂物。

3 无损探伤在管子-管板封口焊应用中的局限性

3.1 渗透探伤的局限性

PT检查只能检测开口型缺陷。一旦焊缝中的微小气孔（管子-管板封口焊多为针尖气孔）被焊缝表面的氧化物覆盖，PT检查就会失效。

另外，PT检查对环境的温湿度要求较高，如果当时环境的湿度较大，凝结在封口焊焊缝上的水膜就会预先通过毛细作用先行吸附到焊缝缺陷的开口当中，而随后PT检查涂覆的渗透液对微小气孔的渗透、扩散作用就会大大减弱，发生漏检的可能性极大。

3.2 射线探伤的局限性

管子管板封口焊射线检查使用射线源为Ir192，焦点尺寸为0.5×0.5 mm。在检测工艺方面，由于底片的几何不清晰度（Ug值）与射线源尺寸成反比，要使Ug尽可能小，只有使射线源尺寸尽可能小或焦距尽可能大。实际上，在管子-管板封口焊焊缝RT探伤过程中使用的射线源尺寸要远大于缺陷的实际尺寸，这样，射线照相底片存在很大的几何不清晰度，射线检查的效果并不是很理想。

目前，制造厂在管子-管板封口焊的检查过程中设置射线检查，其目的不是为了专门检测焊缝内部缺陷，而是为了避免产生批量缺陷。

3.3 氦检漏的局限性

氦检漏仅能发现贯穿性的缺陷（例如气孔）;对于非贯穿性的缺陷是无法发现，检验方法的局限性造成无法真实准确地判断设备的制造质量。

4 制造工艺过程对管子-管板封口焊质量的影响

4.1 管板镍基堆焊层质量的影响

管板镍基堆焊层虽然焊后进行了PT和UT探伤（只是消除了超标缺陷而已），但是仍然残存大量的非超标缺陷。这些残存的非超标缺陷为日后的封口焊接留下了质量隐患。在实际封口焊过程中，也多次发现因为堆焊层缺陷影响封口焊质量的事实。管板堆焊层中残尊的缺陷，如图8所示。

4.2 深孔钻工艺流程的影响

该制造厂管板深孔钻安排在管板堆焊、机加工后进行。因为深孔钻工序的超前设置，造成管板孔在热处理工序二次污染，且管板孔直径较小，管板孔内表面的氧化层清理困难，给后续的封口焊焊接带来质量隐患。

国内其它SG制造厂的管板镍基堆焊后，暂不安排管板深孔钻，而是先安排与下部筒节组对焊，待CVP组件整体消除应力热处理后，再安排管板深孔钻。

4.3 热处理工艺流程的影响

该制造厂的管板深孔钻后的消除应力热处理安排了两次热处理，且管板孔均受到了长时间热处理的影响（氧化、二次污染）：

①管板与下部筒体下筒节（VB）组对焊成CVP组件的整体消除应力热处理（深孔钻后，管板孔造成污染）。

②CVP组件与TVC组件组对焊成TIF组件的整体热处理（深孔钻后，管板孔造成污染）;

国内其它SG制造厂的热处理工艺安排：

①CVP组件整体消除应力热处理（还未深孔钻，管板孔未造成污染）;

②CVP组件与TVC组件组对焊成TIF组件采用局部热处理（虽然已经深孔钻，但是局部热处理不会对管板孔造成污染）。

4.4 封口焊过程控制对封口焊质量的影响

4.4.1 对清洁度、温湿度的控制情况

该制造厂的清洁室为卷帘式顶棚，卷帘传递部位有缝隙，清洁室与外界有气体交换，外部焊接、焊缝打磨产生的烟尘可能进入到清洁室。清洁度不够对封口焊质量带来隐患。

该制造厂位于河道边缘，长年湿度较大，清洁室内对湿度的控制不到位（管板表面时常发现冷凝水的薄膜）。湿度对封口焊质量带来隐患。

国内其它SG制造厂家的清洁室为全密封房间，清洁室内有中央空调进行温度控制，有大型工业除湿机进行除湿。疑似残存在传热管外壁与管板孔之间的杂质，如图9所示。

4.4.2 对封口焊焊缝区域的抛磨情况

由于对封口焊焊缝表面的氧化膜清理不彻底，覆盖有氧化薄膜的封口焊焊缝在后续的PT检查过程中，没有将隐埋的缺陷暴露出来。

4.4.3 对焊接使用钨极的控制情况

合格的钨极尖头可保持电弧稳定和足够的熔深，若焊接钨极不合格，会造成钨极烧损，影响焊接电弧燃烧的稳定性（该制造厂的钨极是焊接操作者自己修磨，对封口焊焊接带来质量隐患。）。

国内其它SG制造厂的钨极通过外协厂加工，钨极的质量好，封口焊质量受控。

4.5 焊接工艺对封口焊缝质量的影响

焊接引弧电流上升阶段，成形效果不理想，需要利用后续焊接对电流上升阶段的焊缝进行重熔。为改善焊缝质量，可以在焊接起始段通过延时进行重熔即可，但是该制造厂实际重熔两圈，焊接圈数多，势必造成封口焊焊缝产生过渡氧化（镍在温度达到750 ℃则能剧烈氧化）。

另外，该制造厂在焊接过程中预设的保护气体预通气、滞后保护时间仅为8～10 s（国内其它厂家为20 s），造成封口焊焊缝表面残留大量的氧化层，给封口焊带来质量隐患。

4.6 焊接操作对封口焊缝质量的影响

实践证明，焊接机头定位不良、钨极长度调节不良等因素也是造成焊接缺陷的原因。如图10所示。

5 配套辅助工艺对封口焊缝质量的影响

5.1 定位胀使用可溶性润滑脂的影响

该制造厂使用的可溶性润滑脂的部分成分见表2。

其中，肥皂、自由基的脂肪酸均是碳氢氧化合物，水是碳氢化合物，这些物质均是产生气孔的直接诱因。

在机械胀管过程中，胀辊与传热管间摩擦并产生大量的热，润滑脂极易在滚压摩擦热下液化并渗透到胀接接头的缝隙，镍基材料的焊接对水、油脂非常敏感，水、油脂是封口焊焊缝产生气孔的主要原因。

国内其它SG制造厂家在定位胀过程中使用的酒精和丙酮（使用热空气吹干后极易挥发，不会产生焊接污染）。

5.2 封口焊保护气体组成设计对封口焊质量的影响

镍及镍合金焊接时最常见的气孔是H2O（水）气孔。由于液态镍能溶解大量氧（1 720 ℃时氧在镍中的溶解度为1.18%），凝固时，氧的溶解度下降（1 470 ℃时仅为0.06%）。凝固过程中过剩的氧将镍氧化成氧化亚镍（NiO），氧化亚镍和熔池中的氢化合，镍被还原而氢和氧结合成H2O，其反应式为：

NiO+H2→Ni+H2O

（封口焊焊接使用的保护气体有5%H2，因而容易在焊接过程中形成水）。由于封口焊采用的是脉冲电流，能量的输入有间歇，焊接过程中高温停留时间短，熔池金属冷却快，被还原的水受热膨胀来不及溢出便产生气孔。

国内其它SG制造厂封口焊保护气体为氦气和氩气两种惰性气体（不含还原性气体，不会产生焊接污染）。

6 经验总结及思考

①务必重视工艺交底工作，提高操作人员的操作技能和质量意识。

②务必重视深孔钻和热处理等工艺流程设计，避免管板孔受到氧化和污染。

③务必重视管板镍基堆焊层的焊接质量控制，避免堆焊缺陷对封口焊质量的影响。

④务必重视对焊接工艺评定的控制，避免焊接工艺缺陷对封口焊质量的影响。

⑤务必重视清洁室温度、湿度控制，避免湿度对焊接的影响。

⑥务必重视焊接过程控制。控制好焊接参数、焊接机头定位、钨极到工件距离、保护气体质量、钨极的质量等。

⑦务必重视封口焊待焊表面的清洁度控制，避免管孔表面的氧化物、水渍、油污等对封口焊质量的影响。

⑧务必重视焊缝表面的抛磨、清理工作，避免因为缺陷被覆盖而漏检。

⑨务必重视对PT探伤过程中的温度、湿度控制，避免温湿度对PT检查的影响。

⑩务必重视对封口焊焊接过程中使用的辅助耗材的控制，避免耗材最封口焊质量产生影响。

7 结语

只要设备制造参与者对每个不符合项做到切实的分析和处理，及时地总结经验和教训，做到质量原因分析不清不放过，没有采取切实可行的纠正措施不放过，不符合项是不会重复发生的，SG管子-管板封口焊缝质量也是可以得到有效控制的。

参考文献：

[1] 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第2卷）[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2] 王振民，黄石生，薛家祥.软开关双丝脉冲熔化极活性气体保护焊逆变电源[J].华南理工大学学报（自然科学版），2006，（7）.

外送蒸汽流程的节能技术改造篇4

大庆油田甲醇分公司年产5万吨的合成氨装置, 是以天然气为原料通过蒸汽转化、一氧化碳变换、MDEA溶液脱碳、PSA变压吸附生产的氢气, 与纯氮气混合后加压反应生产合成氨的化工装置。通过装置余热回收, 设计生产蒸汽量38吨/小时, 其中27吨/小时蒸汽作为工艺蒸汽和热源供装置自用, 富余的11吨/小时蒸汽外送至全厂蒸汽管网平衡使用。装置蒸汽系统有三个压力等级的蒸汽:高压过热蒸汽:压力7.9MPa, 温度450℃, 中压蒸汽:压力3.7MPa, 温度358℃, 低压蒸汽:压力0.5MPa, 温度190℃。

2 蒸汽外送存在的问题及原因分析

2.1 存在的问题

装置富余蒸汽无法以中压蒸汽的形式外送至全厂管网。当蒸气以低压蒸汽形式外送, 尤其蒸汽用户需要提高压力到0.8MPa以上时, 蒸汽就会出现外送困难或无法外送的情况, 导致蒸汽大量放空, 不利于系统的节能降耗, 也会对全厂管网蒸汽的管理增加难度。

2.2 原因分析

装置中压蒸汽为过热蒸汽, 分公司中压蒸汽管网因材质限制, 无法直接引用本装置的过热中压蒸汽, 因此本装置蒸汽长期以来都是以低压蒸汽形式外送。但由于低压蒸气管网设计压力低于分公司1.1MPa蒸汽管网压力, 当外管网蒸汽压力高于装置低压蒸汽设定压力时, 装置蒸汽就无法顺利外送至外管网, 蒸汽放空调节阀自动打开, 造成蒸汽放空浪费。

3 解决措施

综合以上原因分析, 对装置的外送蒸汽流程进行优化和改造, 在保证蒸汽满足装置自用的前提下, 将过剩蒸汽以中压蒸汽形式外送, 提高能量的回收利用率, 以实现装置稳定经济运行。

改造方案 (改造流程图见图3.1) :

3.1 在装置外送“A”界区中压蒸汽管线处增加减温器, 将外送中压蒸汽温度降至满足外管网需求。

3.2 增加外送温度检测仪表TIC-80071, 并安装减温配水自动调节阀组TV-80071, 调节外送蒸汽温度。

3.3 增加外送压力远传监控PI-80071, 安装自动调节阀HV-80071, 控制外送蒸汽压力及流量。

3.4 对DCS进行流程组态, 实现控制。

4 取得经济效益

2015年技术改造后, 装置稳定运行3个月, 富余蒸汽以中压蒸汽形式外送至全厂管网, 节约蒸汽放空量2400吨, 除去技术改造投入费用, 经济效益达25.83万元, 且预计全年运行经济效益达123.2万元。

经济效益计算:

4.1按装置2015年检修后蒸汽流程投用3个月计算, 可节约蒸汽放空排放2400吨, 蒸汽价格140元/吨, 直接经济效益33.6万元。

4.2技改项目实施期间, 车间充分做到修旧利废, 降低实施成本。将装置在以前技术改造过程中拆除的蒸汽调节阀PV80037以及拆除管件进行修复利用, 降低了实施成本。本次技术改造花费材料费、施工费用共计4.27万元, 仪表相关费用估算为3.5万元左右 (不包括利旧材料费用) 。

2015年经济效益:2400×140÷10000-4.27-3.5=25.83万元。

预计全年运行经济效益:33.6÷3×11=123.2万元。

5 结语

通过对装置外送蒸汽流程的技术改造, 将过剩蒸汽以中压形式外送至全厂管网, 解决了蒸汽外送困难或者无法外送的问题, 并取得了可观的经济收益。不仅降低了分公司管网蒸汽平衡管理难度, 更体现了面对环境问题日益突出的社会现状, 分公司提出的降本增效的宗旨。

摘要：合成氨装置副产蒸汽由于原始设计和管网材质限制, 出现外送困难或者无法外送导致大量蒸汽放空的问题, 通过对外送蒸汽流程的技术改造, 达到了预期效果, 并取得可观的经济收益, 为分公司的节能降耗提供了有力保障。

蒸汽发生器节能改造篇5

近年来，随着现代工业的不断发展，各种尾气的不断排放，全球环境、大气污染越来越严重，已经严重的影响的了人们的日常生活。为了克服这一现状，各国都在积极进行环境治理，从而有效的制止大气环境的进一步污染。数据显示，我国的大气污染、能源消耗尤其严重，特别是经济欠发达的地区，大气污染指数已经严重超标，为了有效的保障人们的居住和生存环境。现在从中央到地方都已制定了严格的节能减排计划，该计划的实施将关停、淘汰掉许许多多排放超标的能耗高效率低的企业。上世纪80、90年代，一批小火电、小热电、小化工等“五小”企业蓬勃发展，这些“五小企业”配置的锅炉基本是35 t/h以下的链条锅炉。因此，研究探讨对35 t/h以下的蒸汽链条锅炉排锅炉的节能改造，具有较在的现实意义。

1 改造背景

我们知道，蒸汽链条锅炉最大的缺陷表现在以下两个方面：a)燃烧效率低。这是由于其本身层燃炉的结构所导致的，由于其对煤质的要求较高，且燃料燃烧不充分，导致灰渣含较高的炭分，热量散失较大;b)烟气排放超标现象常见。我国近年来特别是2010年以来对空气污染指标管理出台了较为严格的管理政策，由于链条炉特别使用时间较长后的链条炉排锅炉由于其燃烧不充分导致排放的烟尘中S02含量较高，会造成排烟质量超标的问题[1]。

随着科学技术的不断进步，科研研发投入的不断增加，锅炉的燃烧技术得到了飞速发展，尤其循环流化床燃烧新技术更是进一步得到了发展与完善，新一代循环流化床锅炉采用的世界上较为先进的高温离心分离循环燃烧系统，已日趋完善和成熟，作为一种环保型锅炉，其热效率达90%，已开始大量应用。

国家和企业对锅炉结构的研究和设计进行不断升入研究，目的在于提供一种高效低污染的新型锅炉燃烧方式，实现国家节能减排的号召，因此高效合理的锅炉设计应该具有以下特点:

a)煤种适应性好，可燃用低热值的燃料及煤矸石、洗矸石、部分炉渣、污泥、生物废料等，符合国家能源政策，尤其可适应当前供应煤质不稳定，煤质较差的情况;

b)燃烧效率高，采用循环流化床燃烧技术锅炉热效率可达87%，特别是在目前煤碳供应比较紧张时尤显重要，通过提高锅炉燃烧效率降低煤耗，经济效益可得到充分提高;

c)调负荷特性好，由于采用循环流化床燃烧技术，锅炉负荷调节可从30%～110%实现稳定燃烧，60%～110%负荷保证蒸汽参数;

d)环保性能好，通过向炉内添加石灰石，能显著降低二氧化硫的排放，降低硫对设备的腐蚀及对环境的污染，循环流化床锅炉属低温燃烧，又是分级送风，大大降低氮氧化合物的排放，环保性能好，能够有效的保护环境，提高居民的生活质量。

2 改造方案

2.1 锅炉本体部分

此方案将采用近年发展起来的高倍率循环流化床对链条锅炉进行改造，改造后产品结构紧凑，锅炉本体由锅筒、水冷系统、省煤器、空气预热器、钢架、平台扶梯、炉墙、外护板、燃烧设备、给料装置、点火装置、分离返料装置等组成[2]。

锅炉仍系自然循环水管锅炉，炉膛采用全悬吊结构，炉膛四周改为膜式水冷壁结构及省煤器区域均为护板炉墙，锅炉采用分散下降管进水冷壁下集箱，为保证水循环安全可靠，前、后及两侧水冷壁共分4个独立回路。锅炉点火为床下点火方式。

锅筒采用原锅炉锅筒。锅筒内部装置由旋风分离器进行粗分离，顶部百叶窗进行细分离，并设有加药管、排污管以及水位表、压力表、安全阀等附件。锅筒仍采用支承结构，可自由膨胀。

拆除原水冷壁和炉墙，布置成循环流化床锅炉的膜式壁结构，炉膛四周水冷壁采用全悬吊膜式结构。

2.2 系统改造路线

2.2.1 35 t/h以下蒸汽链条炉效果不良的原因分析

目前锅炉效果不良的原因如下：a)从技术流派来看，均为单一的高循环倍率或者单一的低循环倍率,不可避免存在着热效率低、磨损严重等问题;b)从分离回送系统来看，由于分离器选型不当，匹配不合理，造成循环系统分离效率低，回送阀易结焦，使用寿命短，运行稳定性差;c)就锅炉改造而言，由于受到原有锅炉结构，厂房尺寸的限制，为了提高锅炉的燃烧效率，延长细颗粒在炉内的停留时间，则需提高原有汽泡及厂房高度，改造费用高，周期长。因此，目前锅炉运行状况并不理想，飞灰含碳量高，热效率低，磨损严重。

2.2.1 35 t/h以下蒸汽链条炉技术改造方案

针对上述35 t/h以下蒸汽链条炉存在的一些缺点和不足，我们提出以下的改进方案：

a)采用循环流化床燃烧方式;

b)采用合理的回送系统，将被烟气携带出炉膛大量的未燃烬的颗粒捕捉下来入炉回燃是该炉改造是否成功的关键;

c)合理布置炉膛受热面，给粉末颗粒创造良好的燃烧条件，大部分蒸发受热面均溥了浇注料或挂砖，以降低水炉膛水冷度;

d)增加二次风，在炉膛上部炉墙四角布置强旋二次风，保证经颗粒在经过省煤器降温冷却之前得到充分燃烧;

e)回送系统采取结焦措施，在高温分离物料仓内布置水冷壁，降低锅炉结焦几率。

3 结语

我国的大气污染、能源消耗尤其严重，特别是经济欠发达的地区，大气污染指数已经严重超标，为了有效的保障人们的居住和生存环境。为了有效的改善大气污染的现状，最有效的方法就是从源头做起，就是对污染源进行改造。因此过路的结构非常重要，本文尝试对锅炉进行改造，改造后的锅炉预想可以基本达到设计要求,而且启动方便、运行稳定、负荷调节性能好、煤种适应性广。此种改造模式比新建一台同型号的锅炉可节约资金约20%。初步投资预算1到2年就可以回收费投资成本开始盈利创收，有较高的可行性。

摘要：简要介绍了30 t/h以下蒸汽链条锅炉面临的困境,并针对节能和环保要求提出改造方案。本人主要针对35 t/h以下的蒸汽链条锅炉排锅炉的节能环保的改造进行研究探讨,希望对相关企业在这方面的改造过程中有所启发和帮助。

关键词：蒸汽链条炉,流化炉,链条炉改造

参考文献

[1]申建中.煤粉燃烧技术在链条锅炉中的应用[J].山西能源与节能,2009(,5):34.

油浆蒸汽发生器泄漏失效分析篇6

油浆蒸汽发生器是催化裂化装置中的关键节能设备, 其管板开裂导致蒸汽泄漏到油浆之中, 造成了生产的大幅度波动。因此, 对油浆蒸汽发生器管板开裂原因进行分析并提出有效的预防措施是很有必要的。

1 试验与分析

1.1 管板化学成分分析

对管板及管子截取化学成分分析试样, 分析结果见表1。管板及管子材质的各元素质量分数均在国际标准值内。

1.2 宏观断口形貌分析

分别对换热器固定管板和浮动管板的管程侧表面进行表面PT检查, 检查发现固定管板上的裂纹主要集中在Ⅳ程出口和Ⅴ程入口, 浮动管板上的裂纹主要集中在Ⅲ程出口和Ⅳ程入口, 出现裂纹的部位相对集中于管程的边缘处。

油浆蒸汽发生器不带角焊缝裂纹局部的宏观形貌如图1所示。油浆蒸汽发生器带角焊缝裂纹局部的宏观形貌如图2所示。裂纹断裂面的宏观形貌如图3所示。

从图1可以看出, 裂纹分布于管桥、管板和换热管板孔内。图2中裂纹大多数位于角焊缝上, 也有穿过角焊缝在管桥上的, 角焊缝上的裂纹既有径向, 也有环向。

从图3中可观察到断口腐蚀较严重, 断裂面较平整, 表现出脆性开裂特征。

1.3 微观断口形貌分析

对管桥裂纹断口用扫描电镜进行微观分析, 由于断裂面腐蚀严重, 只能在裂纹尖端附近局部区域观察到裂纹, 主要为解理脆性开裂 (见图4) 。

选取管桥裂纹垂直截面进行金相分析 (见图5) , 裂纹由焊缝处启裂, 穿过热影响区已进入管板母材。裂纹的微观形貌以穿晶扩展为主, 局部有沿晶特征。

分析发现裂纹的断裂面主要启裂于角焊缝处, 开裂主要是从管板的焊缝处启裂, 即管程侧开裂, 但也有从壳程侧启裂的。由于裂纹为树枝状, 且裂纹末端十分尖锐。因此, 应力腐蚀是管板开裂的重要原因。

1.4 裂纹断口腐蚀产物分析

用X射线能谱仪对裂纹断口进行腐蚀产物分析, 分析结果见表2。分析结果表明, 断口上有钠、氧、硫等腐蚀性元素, 其中在每个分析面上均有O和Na的存在

2 开裂原因

从分析结果可见, 管板开裂既有从管程侧启裂的也有从壳程侧启裂的。导致管板开裂的原因总结起来主要有以下几个方面:

(1) 由壳程介质 (脱氧水) 引起的碱应力腐蚀开裂。此种开裂均由壳程侧管板与管子连接角焊缝根部启裂。由于壳程介质是蒸汽与水的混合物。气-液两相流是非理想化上的横向流动的流型。不稳定的流动将会诱发振动导致管子从管孔中松脱, 使得管子与管板间产生了缝隙, 壳程介质 (脱氧水) 渗入缝隙中, 运行过程中缝隙中的碱浓度不断浓缩升高, 导致焊缝根部在高温碱环境下发生碱应力腐蚀开裂并不断扩展, 直至穿透引起泄漏。造成管子与管板贴合不良的原因是由于胀管质量欠佳。

(2) 由于蒸汽发生器中气泡破裂产生的爆破力和蒸汽流动对管束造成循环交变载荷诱发振动。在管束与管板应力集中处易产生疲劳微裂纹。泄漏的油浆进入微裂纹产生应力腐蚀开裂。管板在疲劳微裂纹处和应力集中处, 在管板的温差应力、气泡的爆破力、焊接残余应力、流体诱发的振动相互叠加的作用下, 在高温重油硫化氢腐蚀环境下发生应力腐蚀。

(3) 油浆蒸汽发生器是在疲劳破坏和应力腐蚀的双重作用下发生失效的。管子的振动, 温差应力等促进了疲劳, 疲劳加速了应力腐蚀开裂, 使得管子快速开裂引起失效。

3 改进措施

针对管板开裂的原因, 提出以下三点改进措施:减小换热管无支撑跨距, 增加换热管许用压缩应力;换热管与管板的连接结构从强度焊+贴胀更改为强度焊+强度胀, 阻止腐蚀介质进入管板与换热管连接处;提高工艺操作稳定性, 避免剧烈温度波动, 防止管束振动。

摘要：利用失效分析的方法, 对重油催化油浆蒸汽发生器管板开裂现象进行了管板化学成分、宏观、微观断口形貌及裂口腐蚀产物分析。得出疲劳和应力腐蚀共同作用引起重催油浆蒸汽发生器管板的开裂, 并提出改进措施。

关键词：油浆蒸汽发生器,管板开裂,应力腐蚀

参考文献

[1]沈书乾.油浆蒸汽发生器管板开裂原因分析[J].石油和化工设备, 2004, 7 (6) :55-57.

[2]张明广.油浆蒸汽发生器管板裂纹成因分析[J].化工设计, 2002, 12 (5) :36-37.

蒸汽发生器监造中的焊接质量控制篇7

蒸汽发生器是核电厂一回路压力边界的关键设备之一, 承担保持第二道安全屏障的完整性, 又是一、二回路热量交换的转换设备。蒸汽发生器的可靠性对核电站的安全、经济运行起着举足轻重的作用。

目前国内核电站蒸汽发生器多为立式、自然循环、U型管式结构。主要包括下封头组件、传热管束组件、二次侧壳体、二次侧下部内件和上部内件等部件。各部件间的连接多为焊接结构, 焊接质量决定着蒸汽发生器的整体质量。因此在蒸汽发生器监造过程中, 加强焊接过程中的质量控制尤为重要。

2 蒸汽发生器焊接质量控制

质量控制主要是从影响质量的五个因素即人员、设备、原材料、方法及环境五个方面进行控制, 质量控制的方式主要是事前控制、事中控制、事后控制。

焊接前:对焊工资格进行检查、对采用的焊接工艺评定的有效性进行检查, 检查焊材规格、型号是否与工艺规程要求相一致, 检查焊接工艺文件, 包括预热规程、焊接工艺规程、焊后的去氢及中间热处理规程是否为有效版本;焊缝表面清洁, 无油污等杂质;焊机、变位器或滚轮架经调试合格。对于有焊接见证件要求的焊缝, 还应检查其见证件是否具备条件。

焊接中:开始焊接前要进行预热, 达到规定温度后开始焊接, 焊接过程中对各焊接参数进行检查 (查记录或见证测量) , 包括预热温度、层间温度、焊接速度、焊接电流、焊接电压等。焊接中如有中断, 要及时进行消氢处理。对手工电弧焊, 还检查焊条的烘烤记录及现场保温情况。另外在焊接中还要注意对焊接件证件的质量控制。

焊接后:进行后热和焊后热处理过程的控制。

3 蒸汽发生器制造中几个关键的焊接工序

3.1 管板堆焊

管板690镍基合金带极堆焊技术是整个蒸汽发生器制造中的关键技术之一, 堆焊质量的优劣将直接影响蒸汽发生器管板一次侧的耐腐蚀性及管子与管板间焊缝的综合性能。管板堆焊采用带极电渣堆焊及手工堆焊, 堆焊面积大, 堆焊中在相邻两道焊缝的搭接处易产生夹杂或未熔合等缺陷, 在管板堆焊中, 除了对焊工资格、焊材、焊接工艺文件及焊接过程参数检查控制外, 还要注意以下几个方面的控制:

1) 管板堆焊前对堆焊表面进行MT检查, 确保焊接表面无缺陷;

2) 对管板表面进行清洁去除油渍等杂物;

3) 重点控制带级堆焊区焊接时的预热温度、层间温度及焊接速度;

4) 管板堆焊层缺陷多出现在两道焊缝的搭接处, 所以要求焊接人员检查上一道焊缝的边缘角度, 如不合适要进行打磨并清理干净;

5) 加强缺陷返修的控制, 特别要注意打磨后的清理。

3.2 主环焊缝焊接

蒸汽发生器主环焊缝包括:管板与下封头、管板与筒体、上封头与筒体及筒体间的焊缝。主环焊缝采取窄间隙埋弧自动焊, 窄间隙焊常应用于低合金钢厚壁容器, 目前国内的窄间隙埋弧自动焊技术比较成熟, 监造工作中主要从以下几个方面进行监督控制。

1) 焊接前应检查坡口尺寸、错变量符合图纸要求;

2) 检查焊接坡口及附近50mm内无锈渍、油渍等, 渗透检查无裂纹等缺陷;

3) 焊前预热符合焊接规程要求, 一般控制在≥150℃;

4) 焊接过程中检查各焊接参数应满足焊接工艺文件要求, 焊接过程中层间温度一般控制在300℃以内。各焊接参数———焊接电流、焊接电压、焊接速度等与焊接工艺规程一致;

5) 内侧焊缝进行清根时应彻底;

6) 焊缝焊接完毕应立即进行消氢热处理, 控制进炉温度、升/降温速率、保温温度和时间、冷却方式等与热处理工艺一致。

3.3 接管安全端焊接

蒸汽发生器一回路水进出口接管的安全端焊接是蒸汽发生器制造中的关键焊接工序。接管安全端焊接接头是先在接管管嘴上预堆焊镍基合金, 然后在堆焊面上加工出坡口, 用镍基合金焊材将不锈钢安全端焊接在接管嘴上。焊接方法一般采用自动TIG焊。安全端焊接是异种钢焊接, 镍基合金可焊性较差, 对材料的纯度要求高, 如材料中存在微量的杂质元素, 极易产生微裂纹。镍基合金在高温熔化状下, 极易被氧化而产生低熔点的氧化物杂质, 并且粘度较大, 与焊接坡口面的亲合力较差, 因此极易造成焊接的夹杂及未熔合缺陷。

根据安全端焊接这一特点, 制造厂采用气体保护的自动TIG焊接方法, 在焊接过程中我们主要从以下几个方面进行控制。

1) 所使用焊丝的关键性能指标应考虑在标准或技术条件最低要求上增加一定的工艺裕度, 如焊缝金属塑韧性指标, 杂质元素含量控制及其它元素总含量控制等, 并严格控制焊丝表面清洁度。

2) 检查各焊接参数符合焊接规程的符合性, 主要包括焊接电流、焊接电压、送丝速度、脉冲频率、层间温度等, 特别注意对层间温度的控制。

3) 安全端焊接受人的因素影响较大, 所以焊接人员不但要有相应的资质, 有较高的技术水平, 还要有较强的责任心和质量意识。

4) 钨极对焊接质量也有一定的影响, 监造人员在见证过程中应注意抽查电极的烧损情况。

5) 注意检查焊接环境, 如焊接台位的防风、防冻措施。

6) 注意焊接过程中的清洁度检查控制, 如每一焊道表面的硬质氧化层应打磨干净, 并用丙酮清理干净。

7) 安全段焊接是先焊外部焊缝, 内侧清根。监造中注意清根检查控制, 要保证坡口尺寸和光洁度。

总的来说, 安全端焊接难度高, 可调范围窄, 缺陷产生的因素是综合性的, 在蒸汽发生器安全端焊接中都出现过缺陷。所以要充分分析影响焊接质量的各个因素, 加以控制。

3.4 管子管板焊接

蒸汽发生器管子管板焊接采用不加焊丝的全位置自动气体保护焊, 焊接中直接熔化管子与管板堆焊层进行焊接。焊缝考核要求主要有:外观成形, 焊缝尺寸 (焊接区管子内径) , 最小泄漏通径, 焊接接头金相和晶间腐蚀试验。

管子管板焊接中除了焊工资质、焊接工艺文件的审查外, 还要做好以下几个方面的控制: