陳浩

摘要：高加泄漏后，由于水側(cè)壓力20MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽側(cè)壓力4MPa，造成高加水位升高，傳熱惡化;還會(huì)造成泄漏管周?chē)苁芨邏航o水沖擊而泄漏的管束增多，泄漏更加嚴(yán)重。本文通過(guò)對(duì)電廠運(yùn)行中高加泄露現(xiàn)象的分析、利用運(yùn)規(guī)及相關(guān)知識(shí)綜合判斷，提出了解決高加泄漏問(wèn)題的方法，對(duì)機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)，如何預(yù)防高加泄露并及時(shí)處理高加泄漏的技術(shù)工藝要求作了進(jìn)一步探討。

關(guān)鍵詞：高壓加熱器;管系泄漏;原因;端差;疏水;調(diào)整;維護(hù)

1 引言

高壓加熱器是火電廠運(yùn)行系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備構(gòu)成之一，同時(shí)也是各類(lèi)故障的高發(fā)區(qū)域。已有數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)認(rèn)為：火電廠中高壓加熱器因各種原因所出現(xiàn)的泄漏故障僅僅低于鍋爐四管故障，占到了整個(gè)火電廠設(shè)備運(yùn)行故障近1/3的比例。為了降低泄漏故障的發(fā)生率，就必須根據(jù)產(chǎn)生泄漏的原因，研究相應(yīng)的預(yù)防措施，以達(dá)到滿意的處理效果。

2 高壓加熱器泄漏后對(duì)機(jī)組的影響

高壓加熱器是利用機(jī)組中間級(jí)后的抽汽，通過(guò)加熱器傳熱管束，使給水與抽汽進(jìn)行熱交換，從而加熱給水，提高給水溫度，是火力發(fā)電廠提高經(jīng)濟(jì)性的重要手段。由于水側(cè)壓力（20MPa）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽側(cè)壓力（4MPa），當(dāng)傳熱管束即U型管發(fā)生泄漏時(shí)，水側(cè)高壓給水進(jìn)入汽側(cè)，造成高加水位升高，傳熱惡化，具體對(duì)機(jī)組的影響如下：

（1）高加泄漏后，會(huì)造成泄漏管周?chē)喙苁芨邏航o水沖擊而泄漏，泄漏更加嚴(yán)重，必須緊急解列高加進(jìn)行堵焊處理。高加堵焊后，換墊面積減少，溫度分布不均勻，會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力過(guò)大使水室隔板產(chǎn)生裂紋，給水短路等現(xiàn)象。

（2）高加泄漏后，由于水側(cè)壓力20MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽側(cè)壓力4MPa，這樣，當(dāng)高加水位急劇升高，而水位保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，水位將淹沒(méi)抽汽進(jìn)口管道，蒸汽帶水將返回到蒸汽管道，甚至進(jìn)入中壓缸，造成汽輪機(jī)水沖擊事故。

（3）高加解列后，給水溫度降低，鍋爐蒸發(fā)量相對(duì)下降，從而主蒸汽壓力下降，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，增加風(fēng)機(jī)出力，同時(shí)，因過(guò)熱器對(duì)流熱量增加，出現(xiàn)超溫，過(guò)熱減溫水量嚴(yán)重增加，發(fā)電煤耗增加，經(jīng)熱力試驗(yàn)測(cè)算，高加全切后，使標(biāo)準(zhǔn)煤耗約增加12g/kW·h，機(jī)組熱耗相應(yīng)增加4.6%，廠用電率增加約0.5%。

（4）高加停運(yùn)后，還會(huì)使汽輪機(jī)末幾級(jí)蒸汽流量增大，加劇葉片的侵蝕。

（5）高壓加熱器停運(yùn)后，若要維持機(jī)組出力不變，則汽輪機(jī)監(jiān)視段壓力升高，停用的抽汽口后的各級(jí)葉片，隔板的軸向推力增大，影響機(jī)組運(yùn)行安全性。

（6）高加泄漏，每次處理順利時(shí)需要30h，系統(tǒng)不嚴(yán)密時(shí)，則工作段冷卻時(shí)間加長(zhǎng)，直接影響高加投運(yùn)率。

3 高加停運(yùn)的原因

3.1 一般原因

按照該電廠高壓加熱器的運(yùn)行情況，通過(guò)查閱了高壓加熱器前期的運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組各臺(tái)高壓加熱器下端差情況良好，均在合理范圍內(nèi)，因此可以排除低水位造成汽液兩相對(duì)換熱管的沖刷這種情況。綜合考慮高壓加熱器停運(yùn)接近6個(gè)月，且該電廠并未采用必要的防腐措施，3月份停機(jī)前高壓加熱器運(yùn)行良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄漏情況;因此判斷高壓加熱器換熱管受到氧腐蝕是本次泄漏最大可能原因，用內(nèi)窺鏡檢查所查看的換熱管內(nèi)部情況也比較符合氧腐蝕的特征。

3.2 其他原因

（1）給水的水質(zhì)對(duì)高壓加熱器也具有重要的影響，給水的pH值和含氧量是十分重要的指標(biāo)，含氧量超標(biāo)首先影響的就是高壓加熱器，其次才是高壓加熱器和高壓加熱器。給水PH值一般對(duì)超臨界機(jī)組應(yīng)≥9.4，給水含氧量應(yīng)不超過(guò)5～7PPb，一般在高于200℃時(shí)，鐵與水反應(yīng)時(shí)候生成Fe3O4，該種物質(zhì)附著于換熱管壁上，形成一種致密的Fe3O4膜，該物質(zhì)性能比較穩(wěn)定，對(duì)換熱管具有一定的保護(hù)作用;而在低于200℃時(shí)，特別是150℃～180℃時(shí)，鐵與水反應(yīng)生成Fe（OH）2，這種物質(zhì)形態(tài)疏松，容易被給水沖走，對(duì)換熱管起不到保護(hù)作用，而使換熱管連續(xù)不斷的發(fā)生這種反應(yīng)，這也恰恰是在運(yùn)行多年以后高壓加熱器更容易發(fā)生泄漏的一個(gè)因素。本次高壓加熱器發(fā)生泄漏，可能和此種情況有一定的聯(lián)系。但需要注意的是，F(xiàn)e3O4并不是無(wú)限制的存在下去，在長(zhǎng)期存放過(guò)程中，其會(huì)逐漸與O2反應(yīng)，生成Fe2O3，進(jìn)而失去了對(duì)換熱管的保護(hù)作用。

（2）高壓加熱器的給水溫升、溫降速率對(duì)高壓加熱器換熱管也同樣具有重要的影響。高壓加熱器給水溫升速率（一般要求不大于3℃/min）過(guò)快，會(huì)使高壓加熱器換熱管，尤其蒸汽入口處的換熱管產(chǎn)生很大溫差應(yīng)力，當(dāng)多次的循環(huán)累積后，對(duì)換熱管的損傷到達(dá)一定程度時(shí)便發(fā)生泄漏。給水溫降速率（一般要求不大于2℃/min）過(guò)快，同樣會(huì)對(duì)換熱管產(chǎn)生一定的影響，特別是換熱管管端部分，換熱管壁厚比較薄，冷卻的快，而管板很厚，冷卻的慢，因此換熱管比管板收縮的也快，在管端焊縫處就會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，容易造成管端焊縫開(kāi)裂。高壓加熱器泄漏后，部分電廠為搶修，有的采取管程或殼程注水的方式進(jìn)行高壓加熱器冷卻，其給水溫度降溫速率定遠(yuǎn)大于2℃/min，對(duì)高壓加熱器換熱管及管端定然有一定的影響。

以上為高壓加熱器泄漏的一些常見(jiàn)原因，無(wú)論哪種原因，都是一個(gè)累積的過(guò)程，也許一兩次的超標(biāo)高壓加熱器不會(huì)表現(xiàn)出異常，但多次的累積后，達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)發(fā)生質(zhì)變。

4高壓加熱器泄漏預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)監(jiān)視檢查高加水位，維持高加水位正常值，將端差調(diào)至5℃～8℃之間，避免水位過(guò)低造成對(duì)管束的沖刷。

（2）運(yùn)行調(diào)節(jié)保證機(jī)組負(fù)荷變化曲線平穩(wěn)。改善高加的啟動(dòng)、停運(yùn)方式，減少熱應(yīng)力損壞;禁止機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行，防止高加加熱蒸汽參數(shù)超標(biāo);發(fā)現(xiàn)高加泄露，要及時(shí)退出運(yùn)行，防止泄漏擴(kuò)大，并確保抽汽閥、進(jìn)出水閥關(guān)閉嚴(yán)密，防止蒸汽、給水繼續(xù)接觸高加管束、殼體及管板，引起管束及脹口處產(chǎn)生熱變形。

（3）熱力系統(tǒng)的改進(jìn)。高壓加熱器水位不穩(wěn)定既影響了運(yùn)行安全性也影響了熱經(jīng)濟(jì)性，為減少疏水流動(dòng)阻力，針對(duì)疏水管路進(jìn)行了改進(jìn)，減少了不必要的轉(zhuǎn)彎和長(zhǎng)度，同時(shí)保證了疏水能滿足流至除氧器、疏水箱及地溝3個(gè)流向通道的要求，確保了疏水的通流能力。在調(diào)整抽汽管道上，原先設(shè)計(jì)只有機(jī)組抽汽口附近的抽汽止回閥，即防止機(jī)組進(jìn)水的一級(jí)保護(hù)。此次改造后在高壓加熱器進(jìn)汽口附近加裝了一道自動(dòng)逆止閥作為二級(jí)保護(hù)，有效保證了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）高壓加熱器檢修結(jié)束后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確保管束無(wú)泄漏。打開(kāi)高壓加熱器水室端蓋，關(guān)閉本體各閥門(mén)，從疏水器汽平衡法蘭處向高加汽側(cè)注水，到試驗(yàn)壓力后關(guān)閉進(jìn)水門(mén)，保持壓力20min。觀察高加水側(cè)鋼管內(nèi)是否有水溢出，對(duì)溢水管做標(biāo)記，處理完畢后再次做水壓試驗(yàn)，直至合格。

5 結(jié)論

近年來(lái)國(guó)內(nèi)電廠建設(shè)發(fā)展迅速，電力市場(chǎng)逐漸供大于求，很多機(jī)組只能處于停機(jī)備用狀態(tài)，高壓加熱器等換熱器設(shè)備的防腐貯存顯得尤為重要，希望本文的介紹能夠?qū)﹄姀S設(shè)備的運(yùn)行保護(hù)起到借鑒作用，以減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

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