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1、【摘要】高压加热器是给水系统的重要设备，其性能和运行的可靠性将直接 影响机组经济性和安全性，某电厂#3高压加热器在运行中频繁出现管束泄漏， 影响机组安全稳定运行。本文对高压加热器泄漏产生原因进行分析，同时采取预 防措施，使高加泄漏得到了有效控制。【关键词】高压加热器；泄漏；原因分析；对策1 .设备概述某电厂300MW汽轮机的高压加热器，采用三台单列卧式表面加热器。高压 加热器带有内置式蒸汽冷却段和疏水冷却段，（如图所示）。来自给水泵的高压给水首先进入高加水室，因隔板的阻挡给水进入进水侧管 孔的U形管内，流经U形管而被管外的蒸汽介质所加热，出U形管至水室的出 水侧，经出水接管流出体外，然后流向另
2、一台汽侧压力更高的上一级高加。抽汽 进入高加体内的过热蒸汽冷却段，它加热给水而本身被冷却后进入蒸汽凝结段， 由上而下向下流动和被冷凝成疏水积聚在壳体底部，疏水进入疏水冷却段被冷却 后最后流出体外，经疏水调节阀控制流向下级高加或除氧器。2 高压加热器泄漏后的影响（1）高加泄漏后，会造成泄漏管周围管束受高压给水冲击而使泄漏管束扩 大，泄漏量增加，及时解列高加进行处理，防止其他管束受到损坏。（2）高加泄漏后，由于水侧压力20MPa左右，远远高于汽侧压力，这样， 当高加水位急剧升高，而水位保护未动作时，水位将淹没抽汽口管道，蒸汽带水 将返回汽轮机内部，造成汽轮机水冲击事故。（3）高加解列后，给水温度由
3、280C降至170左右，为使锅炉蒸发量不变, 则必须相应增加燃煤量和风机出力，从而造成炉膛温度升高，汽温升高，机组热 耗增加。（4）高压加热器的停运，还会影响机组出力，若要维持机组负荷不变，则 汽轮机监视段压力升高，停用的抽汽口后的各级叶片，隔板的轴向推力增大，为 了机组安全，就必须降低或限制汽轮机的功率，从而影响发电量。（5）高加泄漏，每次处理顺利时需要72小时左右，系统不严密时，则工作 冷却时间更长长，严重者需要停机处理，直接影响高加投运率和机组利用小时完 成情况。（6）高加停运后，还会使汽轮机末级叶片蒸汽流量增大，加剧末级叶片的 侵蚀。3 .高加泄漏的现象（1）高加泄漏后，由于高温水漏到
4、管束外，疏水量的增加导致正常疏水调 节阀开度增大，同时疏水温度逐渐升高导致高加端差逐渐呈增大趋势，远远高于 正常值。（2）由于高加泄漏，水侧大量漏入汽侧，通过疏水逐级自流入除氧器，为 使汽包水位正常，则汽动给水泵转速增加，汽泵出口流量增大。（3）高加泄漏严重时本体振动，同时就地听到明显的泄漏声，事故放水门 频繁打开。（4）高加泄漏后，由于传热恶化，则造成给水温度降低。4 . #3高加泄漏原因分析（1）由于加热器的疏水是逐级自流的，疏水方向为#1高加一#2高加一#3 高加，这样#3高加的疏水量最大，在疏水调节装置故障或其他原因造成高加水 位大幅度波动的情况下，没有及时发现进行调整，造成高加异常解
5、列或者满水事 故。(2)正常运行中#3高加水、汽侧工作压差为18.5MPa左右，温差为290 左右，故压差、温差均居三台高加之首(附：高加水侧、汽侧技术规范)。5)高加投入时，是由低压到高压的顺序投运的，因此，#3高加是最先投运 的，高压给水对U型钢管造成水冲击最大，尤其是U型弯管处受到的冲刷最厉 害，频繁冲刷使管壁冲薄。(4) #3高加受到的化学腐蚀。300MW机组给水品质 规定：给水容氧V7ug/L,PH值为9.09.4,给水中溶氧偏高，首先将造成#3高 加U型钢管管壁腐蚀而变薄，钢管与管板间的胀口受腐蚀而松弛，经长期运行, 寿命逐渐缩短。(3)在机组加减负荷时，#3高加抽汽压力、抽汽温度
6、变化最快, 加热器U型管以及焊缝由于受激烈的温度交变热应力而容易损坏，尤其在机组 甩负荷或高加紧急解列时，给#3高压加热器带来的热冲击更大，这样，加热器U 型管长期受热疲劳而容易损坏泄漏。5 . #3高压加热器泄漏预防措施(1)保证高压加热器传热端差最佳值。由于#3高加的疏水量最大，压差又小，在抽汽压力、抽汽量发生变化以及 #3高加调整失灵的情况下导致疏水门关小或关闭，容易引起疏水不畅，使水位 升高，此时应加强监视检查，必要时打开危险疏水阀，降低高加水位，维持高加 水位正常值。若水位明显上升，且给水泵的出力不正常的增大，表明加热器存在 泄漏，申请尽快停用加热器，防止泄露喷出的高压水流冲坏周围的
7、管子，是泄漏 管束数目扩大。(2)保持机组负荷变化曲线平稳。在机组启动、停用或变负荷过程中，蒸汽温度、压力以及锅炉蒸发量在不断 变化，从而使高加抽汽压力、温度以及疏水在不断发生改变，使高加膨胀或收缩 变形产生热应力。因此，为防高加热应力而产生的热变形，必须做到在机组甩负 荷以及高加紧急停运时，应立即切断加热器给水，同时要快速关闭抽汽阀，并检 查抽汽逆止阀、抽汽电动门是否关严，否则手动将电动门绞紧，防止切断给水后 蒸汽继续进入壳体加热不流动的给水，引起管子热变形，而切断给水后可避免抽 汽消失后给水快速冷却管板，引起管口焊缝产生热应力变形。(3)加强高压加热器在投运、停运时管控为防止高加投入过程中
8、产生的热冲击，建议高加应随机启动投入。运行中高 加投运或者解列时，应注意控制给水温度变化率不应大于L5/min,最大不应超 过 3/mino六、结论通过以上各项措施的实施，高加泄漏得到了有效预控，高加投入率提高，但 仍有个别机组高加系统发生泄漏的异常，我们还应不断的探索、总结经验，在运 行、检修、维护各方面完善提高。高加运行中泄漏原因分析及对策摘要：对高加运行中泄漏原因进行了深入的分析，指出了在运行操作、自动 控制、设备质量和检修工艺等方面存在的问题，通过技术攻关，高加泄漏问题得 到了很好解决，取得了良好的经济效益。关键词：高加；泄漏；分析；对策国产引进型300WM机组均采用回热系统，高加的投
9、入对机组运行经济性影 响很大，而且加热器的停运还会影响机组的出力，若要维持机组出力不变，则汽 轮机监视段压力升高，停用的抽汽口后的各级叶片、隔板的轴向推力增加，为了 机组的安全，就必须降低或限制汽轮机功率，影响机组带负荷能力。1 ,高加泄漏原因分析国产引进型300MW汽轮机组，采用单列卧式表面式加热器，三台高加疏水 逐级自流，并各有一路危急疏水直通高加危急疏水扩容器。主要问题是泄漏频繁, 严重影响机组的经济运行，专门成立解决高加泄漏攻关小组，对造成故障的原因 进行了全面的分析和查找。1.1 高加投停时的温升和温降速度过快由于运行人员在投停高加过程中通常是一次全开电动抽汽门或是虽然分两 次全开，
10、但第一次开度过大，造成高加各部位的温度快速上升，此时高加抽汽管 壁的温升速率最高将达到130C/min。在机组停运时，高加退出运行时，常常汽 侧解列后，水侧未及时退出运行，此时相当于用温度较低的给水对管束强制冷却, 由于高加管束管壁较薄，而管板较厚，两个部件的温降速率不同，会引起高加管 束与管板接口处产生热冲击，对高加寿命有极大的影响。当温度变化率限制在S110/h。允许进行无限次热循环；此时的热冲击对加 热器是处在安全范围内，不会降低加热器的预计寿命。加热器冷态启动或者加热器运行工况发生变化时，温度的变化率限定在 55/h,必要时可允许变化率WUO/h,但不能再超过此值。规定这个温度变 化率
11、可使厚实的水室锻件、壳体和管束有足够的时间均匀地吸热或散热，以防止 热冲击。1.2 运行中高加水位控制过低由于高加水位变送器输出的模拟量与开关量的零位不重合，造成运行人员对 实际水位的高低仅靠开关量报警确定，对高水位的高低判断更加困难；由于没有 对高加运行水位作出明确的规定，运行人员对水位控制的随意性较大，为了保证 在变负荷及事故状态下高加水位上升的空间，防止高加误跳的情况发生，运行人 员一般都保持在较低水位运行。经调查发现高加疏水下端差长期在1225c之 间运行，证实了高加长期在低水位、或无水位工况下运行。低水位运行会引起加 热器内部汽水二相流，导致加热器传热管迅速泄漏、损坏，从检修记录上可
12、以看 出端差大的加热器泄漏的几率明显高于其他加热器。2 .处理措施和对策根据以上分析结果，可以针对性的从运行、检修等方面采取以下措施，提高 高加投入率。2.1 运行方面(1)启停时严格控制温升率由于高压加热器的疏水系统有一路危急疏水导向高加疏水扩容器，可采用随 机滑启，滑停的方式。随机滑启、滑停的好处是操作方便，温度变化率便于控制, 能缩短机组达到满负荷的时间。主机正常运行中，高加由于检修解列、投入时，应按要求严格控制温升、温 降速率。(2)运行中对高加水位进行热态较验为保证高加正常运行水位，必须要对水位进行热态较验。为确定是否漏汽， 可比较疏水出口温度舆给水进口温度。在设计工况时，疏水温度大
13、概高于给水进 口温度5.6至I ll.rc,如疏水温度高于给水进口温度lire至27.8C,则疏水 冷却段可能为汽水混流1。经验表明，高加运行中是否建立了水位，应该以疏水端差来衡量2。对此 我们组织热试组依据疏水端差对高加运行水位进行热态较验，并根据试验结果对 运行水位作出明确规定。（3）监视疏水调门的开度变化要求运行人员注意疏水调门的开度，一旦开度变大，应注意加热器是否发生 泄漏，及时联系检修人员处理，因为如不及时发现泄漏，将冲蚀周围的传热管， 并引起更大面积的损坏。2.2 检修方面（1）加强高加系统的设备维护机组大小修及运行中重视对高加系统的设备的检修维护工作，及时更换高质 量的注水阀等重
14、要阀门，保证设备处于良好的健康状况。（2）提高高加热工设备及保护的可靠性机组运行时对热工仪表、保护、DCS系统进行有效地监督和维护，确保表 计和保护装置的可靠性，杜绝高加水位保护误动现象的发生。并将水位模拟量及 保护开关量零位统一，便于运行人员掌握高加水位变化趋势，防止运行人员为追 求稳定，控制水位过低。（3）对高加疏水系统进行改进我们年1月在#4机小修中对正常疏水调门加装手动旁路门，可以在调门堵 塞后，不解列高加对调门解体检修，减少了高加停运次数。并订购了窗式阀笼结 构的疏水调门，准备在明年的小修中更换，彻底解决正常疏水调门易堵塞的问题。（4）检修工艺高加泄漏退出运行时，将高加与系统完全隔离
15、开，使其自然冷却。严禁采用 浇凉水等外部冷却的方式强行冷却，焊接时严格按照制造厂的工艺标准进行，保 证焊接质量。另外，对新漏管采用美国发明的新型“TN”堵头。此种堵头放入管口后，只 需用内六角扳手带动堵头旋转，此时堵头前的偏心齿轮被“激活”使堵头外圆固定 在管子内孔，在内六角螺栓的挤压下，压环将堵头的外圆紧紧地胀在管子内孔， 利用810圈密封线圈，有效地把管子封死，可以完全避免焊接时产生的热应力 对管板产生的不良影响。2.3 .结语深入分析查找高加泄漏原因，从运行、检修两方面采取措施，取得了良好的 效果，修后的高加投入率已达到了 99%以上，经济效益显著，对同类型机组有一 定的参考价值。参考文
16、献：1吴季兰.汽轮机设备及系统.中国电力出版社，2001.2高压加热器安装使用说明书.上海动力设备有限公司，2001.火电厂汽机高加泄漏处理分析摘 要 近年来，在城市化与工业化的快速发展过程中，火电厂承担着越来越 重要的生产任务，各个火电厂都在原有基础上扩大了其生产规模。火电厂生产系 统的构成极为复杂，汽机是其中的重要设备，汽机运行的过程中常常包含了多种 的模式，高加运行是一槿比较基础的运行模式，在此运行模式下常常会面临着泄 露威胁，影响了火电厂生产的安全性。基于此，本文分析了火电厂汽机高加泄露 问题的相关处理策略，有利于提高汽机运行的可靠性。关键词火电厂;汽机;高加泄露;处理1汽轮机系统高加
17、运行简述在火电厂整个机组的运行过程中，汽轮机是必不可少的设备，在汽轮机的运 行过程中，一般会采用回热的方式来对系统进行加热处理，而这种处理方式使得 整个机组运行的成本有所降低，使得机组能够在生产过程中维持高效的运行状 态。但是，在回热系统的运行过程中，为保持系统运行的稳定性与可靠性，需借 助可靠的运行凹凸来支撑其运行。这种情况下，运行凹凸的稳定性将会对火电厂 整个机组的运行效率产生直接的影响，如果运行凹凸的稳定性不足，整个机组将 无法安全、稳定运行。当高加机组处于正常的运行状态下时，机组的汽侧与水侧 位置将会出现较高的温度和较大的运行压力，一旦高加机组的设计、选料、制造 与安装等环节存在些微的
18、问题，都将会影响高加机组的稳定运行，诱发严重的生 产事故1。当汽机处于高加运行状态下时，极易发生泄漏事故，而一旦出现泄 漏问题，将会使得机组内的温度、压力等参数受到影响，对高加造成极为不利的 影响。因此，汽机高加泄露问题的危害非常大，火电厂在生产的过程中要及时处 理这类问题。2高加当中的泄漏原因与处理措施2.4 管板位置发生形变的原因及处理方式火电厂机组的运行过程中，高加管板水侧位置的压力相对较大，而温度则相 对较低，而汽侧位置的压力与温度则与水侧的情况恰好相反。在高加设计与制造 的过程中，如果高加位置管板的厚度相对较小，难以满足各种设备稳定运行的要 求，管板位置汽侧鼓凸的现象将难以避免，最终
19、诱发严重的变形。当机组运行的 过程中，负荷发生极端变化，且这些变化下的负荷突变现象严重，高加水侧的压 力也会在此过程中随着负荷变化而出现一定的变化，而这一系列的变化最终都将 会影响管板的使用，最终使得在管板位置出现严重的变形，诱发管束胀口泄露的 问题。针对这种高加泄露问题，有关人员在火电厂机组的运行过程中，需要实时监 测管内管外温差的具体变化，根据此监测结果来降低管板位置变形现象的发生概 率。在管板安装之前，专业人员必须要对管板的厚度加以严格监测，选用合金钢 板，在安装时，在板上堆焊一些低碳钢材料。2.5 设备制造质量不达标的原因及处理方式对火电厂的生产而言，由于其生产相对特殊，为满足机组稳定
20、运行的需求， 高加管板的最好选用合金钢板，对设备制造质量加以严格控制。高加泄露问题有 时是由于设备制造质量不达标所造成的，比如，在钢管的处理上，一般会利用爆 炸胀接技术，而胀接位置宜选择在管板上方，在具体的制造过程中，常常会出现 堆焊技术不达标等问题，严重影响了焊接处理效果，以某电厂为例，高加没有出 现汽水侧放空气门的现象，在设备的运行过程中，气体大量聚集，系统的加热效 果将难以保障，钢管的受热不均匀，同样会增大高加泄露的威胁针对设备质量制造不达标所存在的高加泄露威胁，在设备设计与制造的各个 环节，都需要考虑高加泄露威胁，针对可能存在的这种威胁，对设计与制造质量 加以严格的管理与控制，专业人员
21、需在设备制造的过程中，加强质量监督与控制, 保障技术应用的合格性。2.6 设备堵管工艺问题的原因及处理方式在火电厂的设备堵管工艺中，应用较多的工艺就是利用锥形塞来对堵管加以 焊接，在锥形塞的打进过程中，锤击气力作用力较大，而此作用力极易诱发管孔 位置的变形情况，甚至如果锤击力度过大的情况下，还会造成管孔的损坏，造成 更为严重的渗漏问题。而这种情况往往是由于堵管工作的进行过程中，相关人员 并未开展规范的管体检修工艺，使得在堵管的过程中可能会造成临近位置钢管等 的损坏。针对这种问题，在设备堵管工艺的应用过程中，专业人员需对冷却系统分时 段加以严格检测，尤其是在汽机运行的初期阶段，更要尽量缩短每次检
22、测的时间 间隔，开展更为频繁的检测，在检测过程中，还需要明确标注检测时段，保障温 度与压力等测算的准确性。如果出现了相关的问题，要立即进行相应的处理。如 果在检测的过程中发现管道存在堵塞、泄露的问题，要第一时间进行相应的处理。2.7 设备高加换热管材泄漏产生的原因及处理方式从高加泄露的原因来看，冲洗侵蚀同样是一个主要原因，而设备出现冲洗侵 蚀的原因往往是设备加热器存在汽水相留的情况，在这种条件下，设备钢管外壁 位置在反复的冲刷作用下，厚度将会逐步降低，当其越来越薄时，就容易出现穿 孔的问题3。穿孔现象使得给水压力显著提升，极易出现鼓破的情况，当过热 蒸汽冷却段及其出口位置蒸汽情况难以与过热度标
23、准保持一致时，就会出现各种 的问题。加热器输水水位较低、无水位的情况下，闪蒸现象更易发生，在这种情 况下，当高加管道出现了泄露情况下，高压给水系统中的水会经由泄露处进入汽 侧。针对这种原因所造成的高加泄露，可以通过人工对管内部压力与外部压力、 温度的调整来实现，专业人员必须要探明具体的侵蚀位置，利用内部参数调整的 方式来进行冲洗位置的些微调整，避免出现原位侵蚀现象。在停机检修的过程中, 需对已经出现侵蚀的位置进行相应的修补处理。3结束语近年来，火电厂生产过程中，高加泄露问题的出现对火电厂造成了许多的损 失，为了避免高加泄露所造成的各种问题，各个火电厂在生产的过程中，都需要 加强对高加泄露问题的分析与预防，最大程度上处理可能存在高加泄露威胁的问 题，为火电厂创造更大的经济与社会效益。参考文献1温梁怡.探究火电厂汽机高加泄漏原因及处理J.科学与财富，2019(18)： 24.2吕长虹.火电厂汽机高加泄漏原因分析及处理J.建材与装饰，2017(25)： 210-211.3郑志刚，张振鹏.300MW汽轮机高压加热器泄漏的原因及处理J.水电与 抽水蓄能,2015 (15)： 30-31.