减温减压器系统存在的问题及处理办法

    摘要：分析减温减压器支吊架系统悬空、管道上翘焊缝开裂的原因是①由于管道上、下部温差比较大；②系统停车后再开车时间管道局部有水致使升温不均而产生拉力较高的拉应力，并提出相应的对策。

    减温减压器的作用是将从锅炉出来的蒸汽经过减压阀的节流降压与喷水减温后，生产出参数合格的蒸汽，供氧化铝蒸发用气，因而减温减压器的安全稳定运行，直接影响氧化铝的生产。目前，中国铝业山西分公司热电分厂3#减温减压器在停车、备用和运行等各种工况下，支吊架系统存在悬空、管道呈翘曲状、筒体焊缝经常开裂等现象，给安全生产构成了一定威胁。 

1  减温减压器结构

        该系统结构如图1所示。  

 3  支吊架悬空、简体弯曲原因分析 

        从表2管道截面温度测量数据可看出，管道截面上下部温差较大。7^＃支架处管道上下温差最大(约140~C)；6^＃支架处管道的上下温差次之(约100％：)；9^＃支架处管道的上下温差最小(约40℃)。管道截面上部温度高于下部温度，将造成管道轴向弯曲变形，与实际管道的变形理论分析一致，说明管道截面上下温差是导致管道弯曲变形及支吊架脱空的主要原因。

 4  焊缝开裂原因分析
 

4．1  3^＃减温减压器6^＃、7^＃、8^＃支吊架悬空应力计算

        3^＃减温减压器6^＃、7^＃、8^＃支吊架悬空后中部6^＃支架与喷水阀之间靠近喷水阀处一次应力超标(管道在内压、自重和其他持续外载作用下所产生的应力称为一次应力；管道在热胀、冷缩及其他位移受约束时所产生的应力称为二次应力)。允许应力值为52.00MPa[出自于《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》)(SDGJ6—90)。大小头的小头处一次应力为35.71MPa。

        由此说明两点：①中间支架悬空，减温减压器一次应力超标，喷水阀后管道容易产生裂纹；②中间支吊架悬空，在大小头处的小头处一次应力并不大(一次应力合格)，支架悬空情况下，管系应力不是该处产生裂纹的主要原因。

4．2  减温减压器截面下部热应力导致焊缝开裂

        由表2知，管道上下存在较大温差，尤其在切换某种工况时，再开车时管内可能存在凝结水，高温蒸汽通过管道使无水的管壁快速升温，而存水部分管壁温升较慢，从而造成低温处较高的轴向拉应力，这种较高的热应力或热疲劳是焊缝开裂的主要原因。

 5  对策 

        (1)为了解决滑动支吊架悬空和管道中间隆起的问题，西安热工研究所对该系统管道重新进行设计计算及支吊架选型，使6^＃和8^＃支架承载，5^＃、7^＃、9^＃滑动支架悬空。这样解决了支吊架悬空间题，改善减温减压器的结构应力。

        (2)简体增加疏水管线，改善疏水条件。即在6^＃支架后增加一个620疏水管，在减温减压器暖管及热备用时开启该疏水管，从而减小简体上下温差，使得各个工况下管道截面的上下温差得到控制，从而减小管道弯曲，消除焊缝裂纹。

        (3)优化喷水装置。原喷水位置在6^＃支吊架处，改造后喷水装置放在减压阀处。使减温水与蒸汽混合更均匀，减少温差。