摘要：高压加热器（以下简称高加）是火力发电厂热力系统中的重要辅机，其运行状态的好坏对机组的经济性和安全性具有极大的影响。本文介绍了如何通过观察对比高加运行的水位、疏水调节阀的开度、给水泵转速及电机电流等相关参数的变化，尽早发现高加内部管束泄露并及时停运处理，以减少因泄露对其余管子造成继发性破坏故障的发生，提高高加投运率。
关键词：高压加热器；泄露；运行参数；处理
1、运行中高加管束的泄露
高加是火力发电厂热力系统中的重要辅机，其运行状态的好坏对机组的经济性和安全性具有极大的影响。运行中的高加汽、水侧处于高温、高压状态，工作环境恶劣，容易发生各种故障，其中换热管束泄露是高加比较多发的故障。高加在运行中发生泄漏时，因泄漏点在高加内部，难于发现，很多情况下要等漏点增大，使部分运行参数发生明显变化后，运行人员才注意到汽轮机有进水的潜在隐患。高加出现泄漏后，需尽快停运处理漏点，但机组在高加停运时要限制负荷，会影响到机组出力。有时高加在处理完漏点投运后，原漏点周围的管子会出现继发性的泄露，使高加在短时间内重复停运。因此，在高加管束泄露发生后，要通过高加运行参数的变化及时将泄露判断出来，使漏点尽快得到处理，以减少循环泄漏的发生，提高高加投入率，保证机组的安全经济运行。
2、管束泄露的表征
2.1水位
高加汽侧水位是运行人员监视高加运行工况的一个常用参数。当高加管束发生泄漏时，汽侧水位会发生明显的变化，容易引起运行人员的高度关注，所以判断高加管束是否泄漏可以从汽侧水位变化开始。
高加运行中必须维持一定的汽侧水位高度，以保证给水加热过程的进行。当高加在一稳定工况下运行，疏水调节阀也工作正常。进行疏水调节时，水位也很稳定，波动范围一般不会超过20mm，即使机组负荷在5MW范围内变化，汽侧水位波动也不会超过上述值。高加运行中汽侧水位突然升高，超过20mm，进行调节后汽侧水位扔大幅波动不能稳定时，监盘人员就需要对比就地水位计与监视画面上显示的值是否一致。检查本级疏水调节阀是否关小，上一级疏水调节阀是否开大，或者给水流量是否增大使汽侧水位升高。同时对比本级高加进、出口水温、水压等参数，来共同判断汽侧水位实际变化情况。汽侧水位升高是高加管束泄漏的一个初步象征。
2.2疏水调节阀开度
高加在一稳定工况下运行时，疏水调节阀的开多度根据高加水位的高低进行小幅动作调整，开度变化较小。当发现在此负荷下某台高加疏水调节阀的开度比正常开度大，（徘除如阀芯脱落等疏水调节阀故障），且随运行时间的增长需要不断开大疏水调节阀才能维持住的水位时，说明疏水量大于当时负荷下的疏水量。这部分多出的水必定是从管束里面泄漏出来的，因此就可以判定本级或上级高加管束存在泄漏。疏水调节阀开度是判断高加是否泄漏的一个重要表征，要重点进行检查。
事实上，各个厂的疏水调节系统是不尽相同的，有的用气动调节，有的用电动调节或汽液两相流疏水调节，因此调节阀开度的检查方法也不同。如，汽液两相流疏水阀，水位调节通过开关疏水阀路门来进有，检查旁路门阀杆螺纹圈数成可判断出阀门开度。电动和气动调节阀，除检查执行机构与阀门连杆上开度指示来观察阀门开度外，在就地疏水调节装置上还可以看到显示调节阀开度百分数的表计。如果开度指示牌掉落，表计也不能正常指示，那么还可以通过查看疏水调节阀门杆在阀门盘根处的印迹来判断。调节长期动作后，阀杆不与阀门盘根密封处发牛磨擦的部分因积灰会较暗，而经常磨擦的部位印迹会很亮，观察较亮部分就能反映出阀门实际的开关位置，在全开位和全关位做好标记，用钢板尺量出高度，不同负荷下有不同的高度，对比后就知道调节阀的实际开度。
2.3给水泵转速及电机电流
机组正常平稳运行中，高加无泄漏，锅炉汽包水位投自动工况下，给水泵转速（暂以100%电动调速给水泵为例），、电机电流与负荷是对应的，相应负荷下转速波动范围在±50r/min内，电机电流波动范围在±10A内。高加管束发生泄漏，给水泵就需要增加打水量以补充泄漏水量，才能保证锅炉供水。给水泵出力增加后，转速和电流就会上升，比同负荷下正常值有明显的升高，并随泄漏的增大不断上升。当转速高出100r/min电流高出20A且两者同时升高时，就说明汽水系统有泄漏。这时，要先排除给水泵再循环门内漏、锅炉受热面和给水管路泄漏的影响，才能确定为高加泄漏。转速和电流这2个参数对泄漏反映比较敏感。而且是同时反映，可以减少因电流表或给水泵转速表显示不准引起的误判断。对于汽动给水泵，转速变化趋势是一致的，但因为是两台同时运行，对转速变化的观察要更细致。
2.4机组补水量
高加管束泄漏时，因水侧压力高于汽侧，给水从管束中漏出后进入到高加汽侧，并随着疏水逐级流入除氧器，这部分漏出的水参与了循环，而没有外漏出去，所以机组的补水量是不会增加的。当一段时期内，机组的补水量正常，而给水泵转速及电机电流明显升高，排除了给水泵再循环门内漏的影响后，就要重点检查高加管束是否泄漏。
2.5给水泵出口流量与锅炉上水流量的对比
锅炉运行中需要不间断的上水以满足蒸发量，为了监视调节锅炉汽包水位的需要，在锅炉给水操作平台上装有锅炉上水流量计（不包括减温水）。向汽包供水的给水泵，在前置泵出口也装有流量计，由于保护其不处于最小流量下运行。当给水泵流量低于最小流量时再循环门自动开启，这个流量称为给水泵流量。高加的位置就处于两个流量计的中间。因给水泵流量里包含有减温水流量，所以给水泵出口流量要大于锅炉上水流量。机组在某一负荷下正常运行时，这两个流量之间有一相对稳定的差值。
高加泄漏时，给水泵出口流量就会增大，已补充高加水侧管束漏出的水量。而锅炉蒸发量不变，上水流量是没有增加的，两个流量之间的差值会增大。因此，平时工作中监盘和抄表时，要注意检查对比这两个流量之间的差值，作为判断高加是否泄漏的重要参数。
2.6加热器端差、温差
加热器端差、温差也是监视高加工况常用参数，但不能作为判断高加泄漏的首选项目。在集控室监视画面上显示的是抽汽压力，抽汽进入加热器之经过抽汽逆止门、抽汽电动门、进汽手动门和管道，有0.05-0.1MPa不等的压降，不能直接读取壳体压力。高加壳体压力表装在就地加热器壳体上，测取用弹簧压力表，因压力较高，表的量程大，准确度不高，读取数值时有一定误差。计算高加的端差时，需到就地记录加热器壳侧压力表读数，再对照饱和温度表才能算出端差，但各个数值放在一起计算后误差会较大。测取端差的过程麻烦、不直观、不准确，除专门测取端差外，其余时间比较少用。高加进、出口温差的变化对泄漏的反应较慢，有时泄漏量较大使汽侧水位升高，淹没了加热器的部分传热面积，进、出水温差才减小，反映出泄漏现象所需时间较长。用进、出水温差和上、下端差来判断高加是否泄漏，效果不如前面几个参数。
2.7其余表征
2.7.1疏水管振动
在高加正常运行中，只产生一定的疏水量流经疏水管道，疏水流速较低、压降小，管道工作正常。高加管束泄漏后，疏水流量增大，管内疏水流速加快，疏水压损增加，部分疏水汽化，发生汽水两相流，引起疏水管的振动，此时疏水管会表现出较大的振动或抖动。
2.7.2抽气管震动、管道法兰冒汽水
如果高加泄露很大，汽侧水位上升至高加进气口并进入抽气管道中，这时高温的蒸汽与低温的给水混合后，抽气管内将会产生严重的水击，使抽气管道剧烈的摇晃，管道内发出巨大的声响，从抽汽逆止门和抽汽电动门法兰冒水蒸气，严重危及汽轮机本体的安全。若在加热器满水的情况下高加保护还未动作，则必须立即手动切除高加的运行。
2.7.3加热器的疏水温度
通常认为高加泄露是因漏出的是给水，水温较低，与疏水混合后会使疏水温度明显下降，而高加的疏水温度可以直接从画面监视到，因此能及时发现泄露。但在查询高加泄露前、后疏水温度的记录后发现，疏水温度变化其实很小。有人误认为泄露管子少，流出的给水量少，与疏水混合后只引起少许的降温，因此疏水温度变化不明显，而在泄露大的情况下疏水温度就会明显的下降。但实际情况是，即使高加有其它的较大泄露表征，停运检修时也查出有多根管子泄露，高加停运前、后疏水温度并无明显变化。
2.8高加泄露判断要点示意图
图1：高加泄露判断要点所示
注：H高加水位，泄露表象特征是水位上升；
%疏水调节阀（旁路阀）开度，泄露表象特征是开度增大；
N给水泵转速，泄露表象特征是转速增高；
A给水泵电流，泄露表象特征是电流增大；
ΔFL给水泵出口流量与与锅炉上水流量差值，泄露表象特征是差值增大；
Δt单台高加给水进、出温度差，泄露表象特征是温度减小。
2.9注意事项
运行中高加泄漏时，以上各泄漏表征不会全部同时出现，且根据泄漏量的大小和泄漏点位置的变化，所表现出来的泄漏表征也有所不同。给水流量差、转速和电流及补水量的变化情况，反映出的是整个高加组的泄漏。而水位、疏水阀的开度大小、温差和抽汽管道振动情况，则可反映出某台高加发生管束泄漏。上一级加热器泄漏，会使下一级的高加水位和疏水阀开度受到影响，对于每个电厂由于高加汽水系统布置不尽相同，判断过程中要加以区分。
3.高加管束泄露判断方法研究总结
通过以上的高加管束泄露方法研究可以看出，当高加管束泄露发生时，高加运行中各参数的变化情况，如汽侧水位、疏水调阀开度、转速、流量等重要判断参数与我们实际工作是相符的。能够准确判断出哪一级加热器管束发生了泄露以及泄漏量的大小。在今后的工作中不断积累经验，结合机组状态检修的推广，提倡节约检修成本，减少职工劳动强度，提高高加投入率，以实际的工作全面贯彻华能集团提出的“高质量发展”的目标。
参考文献：
[1]上海电气电站设备公司《高压加热器产品说明书》
[2]东方电气汽轮机公司《高压加热器产品说明书》
[3]华能济南黄台发电有限公司《汽机机运行规程》
论文作者:王建彬,李华磊,王猛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/20
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