葛錦韜

【摘??要】本文介紹了火力發(fā)電廠高壓加熱器切除對(duì)330MW汽輪機(jī)安全性及經(jīng)濟(jì)性的影響，以及高加泄漏的內(nèi)外原因。通過(guò)十多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似的亞臨界火電機(jī)組有參考作用。

【關(guān)鍵詞】高加泄漏;汽機(jī)運(yùn)行;異常工況

高壓加熱器是汽輪機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的主要設(shè)備，它對(duì)汽輪機(jī)乃至全廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大。以我廠一號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組為例，簡(jiǎn)要分析當(dāng)汽輪機(jī)的一種特殊變工況運(yùn)行形式--高加停運(yùn)（或稱切除）時(shí)的運(yùn)行情況。

一、高壓加熱器工作原理

高壓加熱器由殼體和管系兩大部分組成，在殼體內(nèi)腔上部設(shè)置蒸汽凝結(jié)段，下部設(shè)置疏水冷卻段，進(jìn)、出水管頂端設(shè)置給水進(jìn)口和給水出口。當(dāng)過(guò)熱蒸汽由進(jìn)口進(jìn)入殼體后即可將上部主螺管內(nèi)的給水加熱，蒸汽凝結(jié)為水后，凝結(jié)的熱水又可將下部疏水螺管內(nèi)的部分給水加熱，被利用后的凝結(jié)水經(jīng)疏水出口流出體外。高壓加熱器具有能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊，占用面積少，耗用材料省等顯著優(yōu)點(diǎn)，并能夠較嚴(yán)格控制高加疏水水位，疏水流速和縮小疏水端差等。

二、高加泄漏影響及分析

高壓加熱器在工作過(guò)程中的泄漏，將會(huì)使得機(jī)組故障停運(yùn)，究其比率足可占技術(shù)系統(tǒng)故障的停運(yùn)次數(shù)頻率比重的一半以上，這個(gè)機(jī)率是非常高的。這種泄漏現(xiàn)象引發(fā)的技術(shù)故障，不僅讓機(jī)組在整體過(guò)程中的運(yùn)行受到很多的負(fù)面影響，還會(huì)致使機(jī)組的熱效率降低了很多。因此采取必要的措施，防止這類泄漏的發(fā)生是非常必要的，不僅有利于把電廠的故障降到最低，也有利于提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)運(yùn)行分析，高加泄漏的原因主要有以下方面：

1、端囗泄漏的主要原因

端囗的泄漏主要源于熱應(yīng)力過(guò)大、管板變形和高加出廠制造質(zhì)量不良。

熱應(yīng)力過(guò)大：高加正常啟?；驒C(jī)組運(yùn)行中高加故障停運(yùn)以及重新啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成高加的溫升率、溫降率過(guò)大使高加管與管板連接處受到很大的熱應(yīng)力，焊縫或脹管處很可能發(fā)生損壞從而引起端囗漏泄。

管板變形：管與管板相連接由于管板發(fā)生變形，會(huì)使管端口發(fā)生漏泄。

質(zhì)量不良：高壓加熱器對(duì)管子與管板間的脹管或焊接技術(shù)要求很高，高加管板與管子材質(zhì)相當(dāng)重要，它影響管板與管子的焊接。另外，焊接技術(shù)至關(guān)重要，堆焊技術(shù)不過(guò)關(guān)，會(huì)造成孔眼，降低了端囗承受機(jī)組運(yùn)行方式變化的能力，最好選用高加應(yīng)采用使用業(yè)績(jī)好的廠家和選用各方面質(zhì)量好的產(chǎn)品。

2、高加管束本身漏泄的主要原因

高加管本身漏泄在于振動(dòng)、腐蝕、超壓等原因：當(dāng)通過(guò)管子間的蒸汽流量超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)，蒸汽流速也相應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)值，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使管子發(fā)生振動(dòng)有的甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象。管子振動(dòng)使管壁外與隔板的管孔發(fā)生摩碰，使管壁變薄，在給水壓力的作用下破裂，當(dāng)部分換管因泄漏而堵管后，更加劇了工況條件的惡化。

腐蝕：高加管的外壁和內(nèi)壁都會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕，給水中的溶解氧過(guò)高或PH值過(guò)低都會(huì)使高加管內(nèi)壁受到腐蝕。

超壓：高加水側(cè)壓力偏高時(shí)，給水泵出力偏高，可能使管子鼓脹而變粗、開裂，使管束泄漏。

除管子自身的各種問(wèn)題外，高加惡劣的運(yùn)行環(huán)境也會(huì)加劇管子的破壞，此外在停機(jī)檢修過(guò)程中，若沒有及時(shí)對(duì)泄露管子周圍進(jìn)行保護(hù)性的堵管及補(bǔ)焊，則會(huì)殘余應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致焊口泄漏。

三、高加切除后的運(yùn)行工況

我廠汽輪機(jī)型號(hào)：CZK330/291-16.67/0.4/538/538型抽汽凝汽式汽輪機(jī)。型式：亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸、直接空冷抽汽凝氣式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)具有七級(jí)非調(diào)整抽汽。一、二、三級(jí)抽汽分別向三臺(tái)高壓加熱器供汽，四級(jí)抽汽供除氧器和輔助蒸汽系統(tǒng)，五、六、七級(jí)抽汽供汽至三臺(tái)低壓加熱器，冷再蒸汽管道上還接出兩路分別至輔助蒸汽系統(tǒng)和汽封系統(tǒng)。汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，高壓回?zé)峒訜崞鳎ㄒ韵潞?jiǎn)稱高加）處于給水泵出口，承受的壓力高，且在較高的溫度下工作，運(yùn)行條件差，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)較多。一旦高加發(fā)生故障，或因嚴(yán)重泄漏造成殼側(cè)滿水時(shí)，有可能造成汽、水倒入汽輪機(jī)，危及機(jī)組安全，必須將其從系統(tǒng)中隔離出來(lái)。為保障此種情況下機(jī)組的正常供水，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，都設(shè)置了加熱器的水側(cè)旁路，高加切除后，給水將繞旁路而行。

高參數(shù)大容量機(jī)組的高壓加熱器安裝形式已經(jīng)從立式加熱器改為臥式加熱器，采取臥式加熱器的優(yōu)點(diǎn)是臥式傳熱效果好，換熱強(qiáng)度高，但是其缺點(diǎn)就是檢修需要大空間，因臥式加熱器具有進(jìn)汽段，加熱段，疏水冷卻段，所以具有檢修工作量大的缺點(diǎn)。我廠給水采用大旁路系統(tǒng)，是指為多臺(tái)高加設(shè)置一公共旁路，優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，隔離閥少，操作方便，投資費(fèi)用省。缺點(diǎn)是靈活性差，事故影響面大，一臺(tái)高加故障后，所有高加都必須停運(yùn)。在高加水側(cè)切除時(shí)，回?zé)岢槠?、二、三段全部停止運(yùn)行，抽汽停止使機(jī)組給水溫度下降，機(jī)組效率下降。同時(shí)給運(yùn)行調(diào)整帶來(lái)了困難，易發(fā)生超溫事件，也會(huì)使機(jī)組無(wú)法帶到額定負(fù)荷，對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生極大影響。

高加的停運(yùn)有依次停運(yùn)法和中間停運(yùn)法兩種典型方式。我廠采用給水大旁路系統(tǒng)，則所有高加只能一起切除，采用依次停運(yùn)法。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行方式，在高加切除操作時(shí)，回?zé)岢槠凑諒母邏合虻蛪褐鸺?jí)緩慢停止的原則，逐漸關(guān)閉一到三段抽汽逆止門，進(jìn)汽門，在操作過(guò)程中注意給水溫度變化，在停高加過(guò)程中給水溫度每分鐘下降不允許超過(guò)0.92℃，同時(shí)還要監(jiān)視汽包水位變化，調(diào)節(jié)級(jí)壓力的變化。在高加停止后，加強(qiáng)對(duì)機(jī)組的檢查與調(diào)整，保證機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)不越限。高加切除后，勢(shì)必造成汽輪機(jī)偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，使其經(jīng)濟(jì)性發(fā)生變化，并對(duì)其運(yùn)行安全性造成影響，成為限制機(jī)組出力的因素。

不同的高加切除方式對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響是不同的。采用依次停運(yùn)法，被保留的各加熱器焓升、端差、抽汽管道流速及壓損都基本保持不變。如果此時(shí)汽輪機(jī)主蒸汽流量不變，則從停運(yùn)后的那臺(tái)高加抽汽口開始的下游通流級(jí)蒸汽流量及各監(jiān)視段壓力都將增加，通流量的增加近似等于停運(yùn)高加的原抽汽量。一方面，由于被保留的各加熱器熱負(fù)荷并不增加，造成給水溫度降低較多，偏離最佳值較大;另一方面，由于下游通流級(jí)流量增加，使冷源損失增加。兩方面的原因造成機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降十分明顯。

高加解列后給水溫度由額定280.3℃變化至179.8℃，從而使主汽壓力下降，為使鍋爐能夠滿足機(jī)組負(fù)荷則必須相應(yīng)增加燃煤量，增加送、引風(fēng)機(jī)出力，從而造成爐膛過(guò)熱，汽溫升高，更重要的是標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加12?g/kwh，機(jī)組熱耗增加3.6%，廠用電率增加約0.5%。另外，高加停運(yùn)后還會(huì)使汽輪機(jī)末級(jí)葉片蒸汽流量增加，加劇葉片侵蝕。

四、結(jié)論

高加切除屬于汽輪機(jī)的故障運(yùn)行工況，嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。運(yùn)行人員應(yīng)高度重視高加運(yùn)行中的監(jiān)視和控制、停機(jī)階段的保護(hù)、以及機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中高加溫升率的限制，以確保高加的可靠性。高加因故障停運(yùn)后，應(yīng)限制機(jī)組出力，使其低于額定功率。

（作者單位：國(guó)電榆次熱電有限公司）