減溫減壓器系統(tǒng)存在的問(wèn)題及處理辦法

    摘要：分析減溫減壓器支吊架系統(tǒng)懸空、管道上翹焊縫開(kāi)裂的原因是①由于管道上、下部溫差比較大；②系統(tǒng)停車后再開(kāi)車時(shí)間管道局部有水致使升溫不均而產(chǎn)生拉力較高的拉應(yīng)力，并提出相應(yīng)的對(duì)策。

    減溫減壓器的作用是將從鍋爐出來(lái)的蒸汽經(jīng)過(guò)減壓閥的節(jié)流降壓與噴水減溫后，生產(chǎn)出參數(shù)合格的蒸汽，供氧化鋁蒸發(fā)用氣，因而減溫減壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響氧化鋁的生產(chǎn)。目前，中國(guó)鋁業(yè)山西分公司熱電分廠3#減溫減壓器在停車、備用和運(yùn)行等各種工況下，支吊架系統(tǒng)存在懸空、管道呈翹曲狀、筒體焊縫經(jīng)常開(kāi)裂等現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)構(gòu)成了一定威脅。 

1  減溫減壓器結(jié)構(gòu)

        該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。  

 3  支吊架懸空、簡(jiǎn)體彎曲原因分析 

        從表2管道截面溫度測(cè)量數(shù)據(jù)可看出，管道截面上下部溫差較大。7^＃支架處管道上下溫差最大(約140~C)；6^＃支架處管道的上下溫差次之(約100％：)；9^＃支架處管道的上下溫差最小(約40℃)。管道截面上部溫度高于下部溫度，將造成管道軸向彎曲變形，與實(shí)際管道的變形理論分析一致，說(shuō)明管道截面上下溫差是導(dǎo)致管道彎曲變形及支吊架脫空的主要原因。

 4  焊縫開(kāi)裂原因分析
 

4．1  3^＃減溫減壓器6^＃、7^＃、8^＃支吊架懸空應(yīng)力計(jì)算

        3^＃減溫減壓器6^＃、7^＃、8^＃支吊架懸空后中部6^＃支架與噴水閥之間靠近噴水閥處一次應(yīng)力超標(biāo)(管道在內(nèi)壓、自重和其他持續(xù)外載作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力稱為一次應(yīng)力；管道在熱脹、冷縮及其他位移受約束時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力稱為二次應(yīng)力)。允許應(yīng)力值為52.00MPa[出自于《火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)定》)(SDGJ6—90)。大小頭的小頭處一次應(yīng)力為35.71MPa。

        由此說(shuō)明兩點(diǎn)：①中間支架懸空，減溫減壓器一次應(yīng)力超標(biāo)，噴水閥后管道容易產(chǎn)生裂紋；②中間支吊架懸空，在大小頭處的小頭處一次應(yīng)力并不大(一次應(yīng)力合格)，支架懸空情況下，管系應(yīng)力不是該處產(chǎn)生裂紋的主要原因。

4．2  減溫減壓器截面下部熱應(yīng)力導(dǎo)致焊縫開(kāi)裂

        由表2知，管道上下存在較大溫差，尤其在切換某種工況時(shí)，再開(kāi)車時(shí)管內(nèi)可能存在凝結(jié)水，高溫蒸汽通過(guò)管道使無(wú)水的管壁快速升溫，而存水部分管壁溫升較慢，從而造成低溫處較高的軸向拉應(yīng)力，這種較高的熱應(yīng)力或熱疲勞是焊縫開(kāi)裂的主要原因。

 5  對(duì)策 

        (1)為了解決滑動(dòng)支吊架懸空和管道中間隆起的問(wèn)題，西安熱工研究所對(duì)該系統(tǒng)管道重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及支吊架選型，使6^＃和8^＃支架承載，5^＃、7^＃、9^＃滑動(dòng)支架懸空。這樣解決了支吊架懸空間題，改善減溫減壓器的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。

        (2)簡(jiǎn)體增加疏水管線，改善疏水條件。即在6^＃支架后增加一個(gè)620疏水管，在減溫減壓器暖管及熱備用時(shí)開(kāi)啟該疏水管，從而減小簡(jiǎn)體上下溫差，使得各個(gè)工況下管道截面的上下溫差得到控制，從而減小管道彎曲，消除焊縫裂紋。

        (3)優(yōu)化噴水裝置。原噴水位置在6^＃支吊架處，改造后噴水裝置放在減壓閥處。使減溫水與蒸汽混合更均勻，減少溫差。