Ống hàn để phân phối hơi nước: Cấp độ, mối hàn và kiểm soát nước ngưng

Điều kiện dịch vụ thúc đẩy việc lựa chọn vật liệu ống hơi

Ống hàn để phân phối hơi nước hoạt động ở chế độ có nhiệt độ, áp suất và hóa học ngưng tụ hoạt động cùng nhau. Hơi nước bão hòa ở áp suất vừa phải hoạt động rất khác với hơi nước quá nhiệt ở 540 độ và cùng một dây chuyền phải đối phó với các hiện tượng-quá độ khi khởi động, tắt máy thoát nước và chu kỳ nhiệt hàng thập kỷ mà không làm mất đi độ kín-rò rỉ. Do đó, việc lựa chọn vật liệu bắt đầu từ phạm vi vận hành thay vì từ một tham chiếu cấp độ duy nhất.

Đánh giá nhiệt độ:cấp độ này phải được cho phép đối với nhiệt độ kim loại liên tục tối đa của dịch vụ chứ không chỉ ở điều kiện hơi nước danh nghĩa.

Khả năng chống leo:trên khoảng 425 độ đối với thép carbon, tải trọng duy trì ở nhiệt độ trở thành một vấn đề thiết kế và cần có các loại hợp kim có độ bền đứt gãy được cải thiện.

Sự giãn nở nhiệt:mở rộng trên mỗi đơn vị chiều dài dẫn động neo và khoảng cách dẫn hướng, hình học vòng lặp và lựa chọn khe co giãn.

Ăn mòn ngưng tụ:hơi nước ướt, axit cacbonic và oxy hòa tan tấn công nửa dưới của đường ống và khu vực phía sau van điều khiển.

Đánh giá áp suất:độ dày của thành tuân theo sự kết hợp áp suất và nhiệt độ thiết kế trong mã đường ống hiện hành, có bổ sung thêm dự phòng ăn mòn.

Các cấp độ được sử dụng trong đầu hơi và đường ống chính

Việc tuân thủ quy tắc đường ống cũng quan trọng như chứng chỉ vật liệu. Hệ thống điện và hơi nước xử lý thường được thiết kế theo ASME B31.1, trong khi hơi nước tiện ích của nhà máy nằm ngoài ranh giới nồi hơi thường tuân theo ASME B31.3. Mã xác định ứng suất cho phép ở nhiệt độ, quy tắc gia cố nhánh và xử lý nhiệt cần thiết.

Chuẩn bị và xử lý mối hàn-Xử lý nhiệt mối hàn

Các mối hàn đường hơi được chuẩn bị cho chu kỳ nhiệt từ lần hàn đầu tiên. Việc chuẩn bị mối nối sử dụng các góc xiên được gia công với khe hở chân răng và mặt đất được kiểm soát, đồng thời các vật tư tiêu hao được lựa chọn sao cho độ giãn nở của kim loại mối hàn khớp với kim loại cơ bản đủ chặt để hạn chế ứng suất cục bộ tại mối nối. Làm nóng trước được áp dụng cho các loại hợp kim và các phần thép cacbon dày để làm chậm tốc độ làm nguội và ngăn ngừa các cấu trúc vi mô cứng, dễ bị nứt.

Sau đó,-xử lý nhiệt sau mối hàn được chỉ định theo nhóm vật liệu và độ dày để giảm ứng suất dư, làm mềm vùng-bị ảnh hưởng nhiệt và ổn định cấu trúc vi mô. Tốc độ gia nhiệt và làm mát được kiểm soát, được xác minh bằng cặp nhiệt điện kèm theo và biểu đồ được ghi lại, cũng quan trọng như nhiệt độ giữ. Các kết nối nhánh nhận được sự chú ý đặc biệt: cố định gia cố-trên hoặc đặt-trong các nhánh ở ứng suất tập trung dịch vụ hơi nước năng lượng-cao, do đó, hình học mối hàn, mài chân và kiểm tra thể tích đầy đủ phải được thống nhất trước khi bắt đầu chế tạo.

Quản lý ngưng tụ và thiết kế thoát nước

Rơi theo hướng dòng chảy:đường ống hơi nước chính được đặt ở độ dốc khoảng 1:100, tức là khoảng 10 mm trên mét, do đó nước ngưng di chuyển cùng với hơi nước đến điểm thoát nước gần nhất.

Chân nhỏ giọt ở điểm thấp:các túi được tạo ra ở đáy mỗi điểm thấp để thu gom nước ngưng từ dòng chính và cung cấp cho bẫy hơi.

Trạm bẫy hơi:bẫy và bộ lọc được nhóm lại tại các vị trí dễ tiếp cận với các van cách ly và đường vòng để bảo trì mà không cần tắt nguồn chính.

Tính liên tục của cách điện:giữ nhiệt độ kim loại trên mức bão hòa sẽ hạn chế sự ngưng tụ tại nguồn, do đó việc cách nhiệt được tiếp tục thông qua các giá đỡ và xung quanh các phụ kiện.

Thông hơi ở điểm cao:không khí và các khí không{{0} ngưng tụ được loại bỏ ở các điểm cao và ở cuối mỗi đường ống chính để tránh hiện tượng che phủ và búa nước.

Hệ thống cách nhiệt và hiệu suất nhiệt

Vật liệu cách nhiệt cho dịch vụ hơi nước ở nhiệt độ cao-thường là canxi silicat, bông khoáng hoặc thủy tinh dạng xốp, được chọn theo giới hạn nhiệt độ, cường độ nén tại các giá đỡ và hoạt động nếu nó bị ướt. Rào cản hơi là chi tiết quan trọng: một khi hơi ẩm xâm nhập vào lớp cách nhiệt xốp, độ dẫn nhiệt tăng mạnh và bề mặt ống bị ăn mòn bên dưới lớp đệm. Do đó, việc đóng kín, bịt kín và chống chịu thời tiết được chỉ định là một hệ thống được thiết kế chứ không phải là một phụ kiện.

Các khớp nối và vòng giãn nở được cách nhiệt mà không hạn chế chuyển động, đồng thời các hộp hoặc chăn cách nhiệt có thể tháo rời được sử dụng trên các van, bộ lọc và trạm bẫy để có thể tiến hành bảo trì mà không phá hủy lớp vỏ nhiệt. Độ dày cách nhiệt được chọn từ các tính toán tổn thất nhiệt-nhằm cân bằng chi phí năng lượng với giới hạn nhiệt độ bề mặt để bảo vệ con người và chống lại nguy cơ ngưng tụ trên bề mặt lạnh.

Thực hành kiểm tra và bảo trì

Hầu hết các hư hỏng của đường ống dẫn hơi đều có thể phòng ngừa được và được phát hiện bằng cách kiểm tra định kỳ thay vì bằng thiết bị mới. Các chương trình thực tế kết hợp khảo sát cách điện để tìm kiếm các vết ố, biến dạng và các điểm nóng; kiểm tra hệ thống ngưng tụ bao gồm kiểm tra bẫy bằng phương pháp siêu âm hoặc nhiệt; giám sát khe co giãn và neo; và khảo sát độ dày thành siêu âm định kỳ ở nửa dưới của các đường chạy ngang, tại các điểm nối nhánh và hạ lưu của van điều khiển, nơi xói mòn do ngưng tụ mạnh nhất. Dữ liệu độ dày thành theo xu hướng biến quy trình bảo trì thành tính toán-tuổi thọ còn lại và cho phép lập kế hoạch thay thế trong trường hợp mất điện có kiểm soát thay vì tắt khẩn cấp.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Loại thép nào được sử dụng cho đường ống phân phối hơi nước?
Thép carbon loại B liền mạch ASTM A106 bao phủ hầu hết các nguồn điện bão hòa và quá nhiệt nhẹ, trong khi các loại hợp kim ASTM A335 P11, P22 và P91 được sử dụng khi độ bền rão ở nhiệt độ cao hơn là yêu cầu quản lý.

Hỏi: Tại sao -cần phải xử lý nhiệt sau hàn trên dây chuyền hơi nước?
Nó làm giảm ứng suất dư, làm mềm vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt và ổn định cấu trúc vi mô của hợp kim và các mối nối tiết diện dày, giúp giảm nguy cơ nứt trong quá trình luân chuyển nhiệt lặp đi lặp lại.

Hỏi: Nước ngưng được loại bỏ khỏi đường ống dẫn hơi nước như thế nào?
Phần chính được đặt ở độ dốc khoảng 1:100, các chân nhỏ giọt được lắp ở các điểm thấp và các trạm bẫy hơi sẽ xả nước ngưng tụ thu được trong khi các lỗ thông hơi ở các điểm cao sẽ loại bỏ không khí và các khí-không ngưng tụ được.

Hỏi: Chất cách nhiệt nào phù hợp với ống hơi-có nhiệt độ cao?
Canxi silicat, len khoáng và thủy tinh di động là những lựa chọn phổ biến. Rào cản hơi và khả năng chống chịu thời tiết cũng quan trọng như vật liệu cách nhiệt, vì vật liệu cách nhiệt ướt làm mất hiệu suất nhiệt và thúc đẩy sự ăn mòn dưới độ trễ.

Hỏi: Bao lâu thì nên kiểm tra đường ống dẫn hơi?
Hệ thống cách nhiệt và ngưng tụ được khảo sát định kỳ, bẫy được thử nghiệm theo chương trình đã lên lịch và khảo sát độ dày thành siêu âm được lặp lại ở đủ điểm để thiết lập tốc độ ăn mòn và xói mòn đáng tin cậy.

Hỏi: Thép carbon có thể được sử dụng cho hơi nước quá nhiệt không?
Nó có thể được sử dụng trong-giới hạn nhiệt độ cho phép theo mã, khoảng 425 độ đối với các loại thép cacbon thông thường. Trên giới hạn đó, độ bền rão giảm đi và các loại molypden-hợp kim crom{4}}thấp trở thành lựa chọn thực tế.