净化厂空气预热器泄漏故障原因分析

一、基本概况

我厂空气预热器于2020年制造并安装，通过中压饱和蒸汽对压缩空气预热至230℃送入燃烧炉，2022年9月大修期间根据壳程设计压力水压试验发现第1/3列管束泄漏，使用周期只有2年，换热器基本参数如附图：

二、初步原因分析

1、腐蚀因素：管壳程介质分别为蒸汽/压缩空气，介质腐蚀可能性小。同时，因为介质没有明显腐蚀性，材质选择Q245R（壳程）/20#（管束）也没有问题。

2、操作因素：通过调取蒸汽用量的历史趋势，该换热器投用后蒸汽用量最大约2.8t/h，设计蒸汽流量为：3.85t/h，实际蒸汽流量低于设计流量，不存在蒸汽超流量引起管束损坏。

3、相关换热器对比，对比表如附图：和一级、二级再热器对比，最大区别是壳程介质温度，空气预热器壳程介质进气温度为60摄氏度。

一级、二级再热器壳程介质入口温度最低为187摄氏度。

空气预热器管壳程介质最大温差为193摄氏度，温差较大是否会引起泄漏还需要与相关专业人士再分析讨论。

4、制造质量因素：

光谱分析结果显示管板、管束材质和设计一致，排除材质问题。

因此：换热管材的采购质量或施工时的机械损伤是造成本次管束泄漏可能的因素。

不知以上分析是否恰当，请前辈指教，谢谢！

对于U形管束的管壳式换热器，不存在管子与壳体之间的热应力，因此，温差较大不是设备失效的主要影响因素。
楼主没有说明管束泄漏的部位是靠近管箱端的管板部位还是在靠近U形弯的一端，压缩空气的入口是在管箱端还是在U形弯端。如果管束泄漏的部位是在U形弯端，则原因很可能是U形弯处的管子缺少支撑板或支撑板的设置不合理；如果管束泄漏的部位是靠近管箱端，并且压缩空气的入口也是在管箱端，则应检查壳程入口防冲板或防冲杆的设置是否合适、端区换热管的无支撑跨距是否过大（振动分析计算显示换热管的存在振动风险），端区是否未设置可靠的支撑板。