汽輪機冷凝管更換工藝的研究

通常，車輪冷卻是一個直流機器，允許在實際運行中改變10%的熱量。也就是說，當蒸汽泄漏和加熱量小于10%時，可以采用“密封”法。如果密封后的發熱量超過10%，則意味著電廠通常通過更換加熱體的所有熱量。東風公司第二動力廠兩臺汽輪機冷凝器型號為N-975-4,由上海汽輪機廠制造,銅管數量為3452根。換熱管為銅管,材料是HSn70-1A,管子規格為?20×1×4520,管心排列為三角形錯列30°。兩臺汽輪機分別于90年代初投入運行,對于泄漏的銅管采取“金屬錐形堵頭”兩端堵漏的辦法,至2001年底泄漏銅管數量已達極限,且已影響到汽輪機組安全經濟運行。為了降低大修費用,縮短工期,我們經過反復比較試驗、調研,總結出一套完整的冷凝器銅管單根更換的工藝。該工藝方便、快捷,且檢修效果良好,不需用專門的大修時間,使冷凝器的工作性能始終達到最優。1更換管道，使用工具及其方法1.1外購工具包括切管器(含配件:內切管器、外切管器)、拔管器、脹管器等。1.2合的情況下的導頭(1)導頭——導頭與導桿配合使用,可保證無人在凝汽器內部配合的情況下,是銅管順利通過冷凝器中間隔板的關鍵器具。導頭用以連接兩側導桿,對準新、舊銅管中心,起到由舊銅管引導新銅管穿過中間隔板的作用。導頭基本形式如圖1。導頭各幾何面的功用及特點。2交換和管理操作的實施過程2.1管理板的清潔冷凝器兩端管板由于長期運行,水垢、鐵銹很多,應清理。2.2位置差的應對由于是單根更換,為防止銅管在更換中出現位置差錯,應對需要更換的銅管做上標記,并予以分區編號,做上記錄,以便操作中相互聯系及核查。2.3管道擴散、拔堵。在銅屬面元面方法一:焊接拔堵。具體過程是在堵頭的露出端焊接上M8的螺桿,再用拔銷器拔出焊上螺桿的堵頭。因為是單根更換,就要求注意控制溫度的擴散,以免引起其他不更換銅管與板孔間松動產生滲漏。所以焊接時要快,焊完一個立即用水給其降溫。方法二:套絲拔堵。在堵頭端面鉆孔、攻絲后,用雙頭螺柱連接拔銷器,拔出堵頭。此方法應用于雙堵頭、銅堵頭和堵頭沒有露出管頭的情況(所謂雙堵頭就是在堵堵頭時第一個堵頭直徑太小,又用一個直徑較大堵頭,出現兩堵頭首尾相接的情況),該方法沒有熱量的擴散,但其效率很低,用于特殊情況。2.4減少換管效率傳統的方法是在兩端銅管脹口部分用專用扁鏟手工剔管,把銅管脹口部分收口——剔成三邊形,從一端用稍小于銅管外徑的圓柱棒敲擊銅管,至另一端露頭約200mm。用卷揚機夾鋼棒拉出舊銅管。此方法的換管效率很低。我們通過調研采用新型換管工具。其基本過程是:用隔板快速內切管器切斷銅管一端(管內切割),再用液壓拔管機分別從兩端拔出銅管的脹口部分。2.5板孔清潔利用管板孔拔出銅管和再次插入銅管的空隙進行板孔清理。用板孔清掃器清掃管板,再用砂頁輪精掃管板孔。要求板孔內壁不得有縱向溝槽。2.6管板安裝工具改進穿入新銅管是進行單根銅管更換的最大難題。主要是:銅管自身具有撓性,且中間隔板有一定的上拱量,冷凝器由于多年運行管板產生變形等因素的影響,單根銅管更換,銅管難以順利穿過冷凝器中間隔板及兩側管板。而使用現有市面上的穿管引導器無法穿過中間的隔板。我們經過試驗,制作了導頭、導桿部件、對中器等工具,解決了此問題。其基本方法,是以要拆除的舊銅管為導管導入導桿,再用導桿帶入導桿部件及新銅管。其中導桿部件由導頭、固定螺母、新銅管連接組成(如圖3)。2.7長管側管板內安裝導桿及管板(1)需拆除的舊銅管用隔板內切管器從管板一側切斷,使之分為長短兩部分。(2)將短管用液壓拔管機拔出。(3)將長管用液壓拔管機拔出約60mm(冷凝器管板厚為30mm)。(4)從舊銅管管內穿入導桿推至另一側管板內側。(5)用對中器導出導桿頭,連接已準備好的導桿部件。(6)從長管端拉出舊銅管和導桿部件,至新銅管露頭為止。(7)拆除導桿及導桿部件。至此一根舊銅管的拆除、新銅管的穿入工序完成。3腫脹管脹管工作壓力應保證不出現過脹、欠脹、管頭偏斜、松緊不均等缺陷。4凝汽器換管檢驗全部銅管更換完成后,對兩端管板進行防銹處理。質量檢驗:換管質量檢驗采用的是灌水及壓縮空氣查漏。經檢驗,兩臺汽輪機凝汽器各更換銅管405根、235根,全部達到技術要求。半年后的小修檢查,發現所有更換銅管完好。5u3000增設銅帶孔口通過對兩臺汽輪機冷凝器銅管單根更換的試驗,收到了良好的效果。主要體現在以下幾方面。(1)投資較小,新添工具(脹管器等)不到5萬元,且可重復使用;(2)冷凝器大修費用大幅縮減——銅管更換可做到壞一根換一根,減少銅管投資;(3)冷凝器換管時間可大幅縮短,通常1臺機全部更換銅管需時20天以上。而采用新工藝后,兩名熟練工人加1名輔助人員,更換1根加有堵頭的銅管所需時間為8～12min,凝汽器大修的用時可大為縮短,通常的小修期間即可完成。如我廠1#機凝汽器大修實際用時2天(更換銅管235根);(4)汽輪機冷凝器銅管更換的方便、快捷,可減少實際運行中凝汽器銅管堵管的數量,提高機組運行效率。如果機組每年小修更換一次銅管,銅管堵管的百分比可降至3%以內,且不必考慮專門的冷凝器大修時間;(5)本工藝具有一定的推廣性。適用于各種管束為直線型的殼管換熱器的管束的單根更換,如凝結器、冷卻器、加熱器、蒸發器等。(1)大圓錐、小圓臺面:用以新、舊銅管與導頭找同心,使銅管及導頭最大直徑部位“大圓柱面”連接后成為光滑直桿,無陡的凸臺、凹槽,保證導管部件能順利通過中間隔板;(2)大圓柱體:其直徑稍大于合格新銅管外徑的最大極限尺寸、小于板孔直徑最小極限尺寸。它對新銅管起保護作用,以防止板孔鐵銹毛刺對銅管的破壞;(3)小圓柱體:其直徑稍小于銅管內徑的最小極限尺寸,能保證所有銅管都能穿入,起對中、定位的作用;(4)小圓錐面:當管頭有少許變形不能通過板孔,它能修正變形,使銅管順利通過板孔;(5)螺紋:其公稱直徑與導桿內螺紋相同,通過它使兩導桿以及銅管聯成一體。(2)導桿———導桿連接于導頭兩側,用以導引穿管及輔助導頭、銅管對中心。它是兩根16、長5200mm無縫管,一端內孔攻絲M14深約30mm,另一端在外圓套絲長約80mm。其中內螺紋是為與導頭聯接,外螺紋部分是為了固定新銅管及輔助導頭、銅管對中心所設計,在穿管時兩邊的導桿可以通用。(3)對中器