(姚孟发电有限责任公司 河南省平顶山市湛河区 467000)
摘要：高压加热器（简称高加）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的经济性以及安全性，姚孟#5/6机两台600MW机组#3高压加热器在运行中管束频发故障，导致高加退出运行，造成机组的安全性及经济性下降。本文对高压加热器泄漏的危害、原因、以及高加泄露后的处理方法进行了整体分析。
关键词：高压加热器；泄露；处理方法
一、设备概况
姚电公司#5、6机组汽轮机是由哈尔滨汽轮机有限公司与三菱公司联合设计的CLN600-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、三缸、四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。汽轮机设有8段非调整抽汽，分别向高压加热器、除氧器、低压加热器组成的回热系统及给水泵汽轮机等供汽。
二、设备运行方式
高压加热器原则上应随机组滑启滑停，当不随机组滑启滑停时，应按“由抽汽压力从低到高”的顺序依次缓慢投入各加热器，按“由抽汽压力从高到低”的顺序依次缓慢退出各加热器。
加热器投入时应控制高加出水温度变化率≯3℃/min，停运时应≯2℃/min。
加热器投入过程中若发现水位快速上升应中止操作，检查加热器是否泄漏。
当高压加热器水位高III值报警时，高压加热器保护应动作切除高压加热器，高压加热器水侧切至旁路。
三、高压加热器泄漏后对机组的影响
1、高加泄漏后，会造成泄漏管周围管束受高压给水冲击，而导致泄漏管束增多，泄漏更加严重，必须紧急解列高加进行堵漏处理。
2、高加泄漏后，由于水侧压力30MPa，远远高于汽侧压力4Mpa。当高加汽侧水位急剧升高，而水位保护未动作时，水位将淹没抽汽进口管道，蒸汽带水将返回到蒸汽管道，甚至进入中压缸，造成汽轮机水冲击事故。
3、高加解列后，给水温度降低，由275℃降低到180℃，在保持主汽温、负荷不变的情况下，则必须相应增加燃煤量，增加风机出力，炉膛排烟温度升高，热损失增加，锅炉效率下降。更重要的是标准煤耗约增加6.65g/kwh（给水温度每下降1℃，增加标准煤耗0.07g/kwh）。
4、高加因泄漏而解列，仅仅冷却就需要30-60小时，系统不严密时，则工作冷却时间加长，直接影响高加投运率的目标。
四、高加泄漏的现象
1.高加水位高信号报警，高加端差增大，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，则给水泵转速增加，给水流量增大。
3.高加泄漏后，由于传热恶化造成给水温度降低。
五、高加泄漏原因分析
（1）热应力大
加热器在启停过程中温升率、温降率超过规定，使高加的管子和管板受到较大的热应力，管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏，引起端口泄漏。调峰时负荷变化速度太快以及主机或加热器故障而骤然停运加热器时，如果汽侧停止供汽过快，或汽侧停止供汽后，水侧仍继续进入给水，因管子管壁薄，收缩快，管板厚，收缩慢，常导致管子与管板的焊缝或胀接处损坏。这就是规定的温降率允许值只有1.7℃-2.0℃／min，比温升率允许值2℃-5℃／min要严格的原因。
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根据姚孟#5/6机#3高加一次典型的启停温升（降）分析，温升（降）过大导致换热管泄露，故热应力大为#3高加泄露原因之一。
(2)检修工艺不良
加热器一般常用锥形塞焊接堵管，打入锥形塞时用力要适度，捶击力量太大，引起管孔变形，影响邻近管子与管板连接处，会造成损坏而使之出现新的泄漏。焊接过程中，如预热、焊缝位置及尺寸不合适，会造成邻近管子与管板连接处的损坏。
由于焊接质量不过关，以致在长期运行中管子和水室经过长时间的冲刷和腐蚀，变薄，一旦负荷发生变化，焊口就会开焊，造成高加泄漏。经过对姚孟历年来#5/6机#3高加泄漏情况分析，焊口开焊的次数占总泄漏次数的60%。故检修工艺不良为#3高加泄露原因之一。
(3)冲刷侵蚀
一种原因是当蒸汽的流动速度较高且汽流中含有大直径的水滴时，管子外壁受汽、水两相流冲刷，变薄，发生穿孔或受给水压力而鼓破。加热器内部产生汽水两相流的主要原因：一是过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽达不到设计要求的过热度引起的；二是加热器的疏水水位保持过低或无水位或疏水温度远高于设计值或疏水流动阻力较大或抽汽压力突然降低等因素使疏水闪蒸，疏水进入下一级加热器时就带有蒸汽，冲刷加热器管造成损坏；三是当高加内某根管子发生损坏泄漏时，高压给水从泄漏处以极大的速度冲出会将邻近的管子或隔板冲刷破坏。
六．针对以上原因采取的措施
（1）热应力预防措施
在机组启停时，应尽可能的使高加随机滑起滑停，此时，给水温度和抽汽温度随负荷变化，变化率相对平缓，高加本体及其管道就能均匀的受热或者冷却，相应的应力就会减少。先投运低压侧，在投运高压侧，严格按照要求控制机组启停温升（降）在标准范围内，即高压加热器启动时（投运），控制温升率不大于3℃/min。并在高加见水之后，按照规程规定及时切换至排汽装置或除氧器。运行中需要高加停运时应先退高压侧，再退低压侧，并控制高加出口温升率不大于1.5℃/min。
（2）检修工艺不良预防措施
对高加管束的泄漏，堵管是一种主要的修复手段。为保证堵管质量，高加被堵管的端头部位及堵头一定要经过良好的处理，管孔与堵头的接触面良好，如有必要可对有漏钢管附近钢管进行堵管。同时要求在堵管过程中要求使用氩弧焊，并且对焊口进行着色探伤检查，及时发现并处理焊接出现的问题。
（3）冲刷侵蚀预防措施
限制壳侧蒸汽或者疏水的流速及防止疏冷段内闪蒸。蒸汽冷却段出口蒸汽要有足够的过热度；防冲板的固定要牢固，面积要足够，材质要好；保持壳侧水位正常，禁止低水位运行。在运行中及时调整高加水位，高加水位过高或者过低都不行，不利于高加稳定运行。
（4）腐蚀预防措施
安装完善的放空气系统，在高加投运初期，水侧、汽侧应排尽空气，给水蒸汽品质要合格，定期对水质进行检测；合理使用定排和连排等系统。在机组运行期间，应严格控制给水品质，重点是含氧量（≤7μg／L）和pH值（在8.8~9.5），防止腐蚀。在机组停运时进行防腐保护。
七、结束语
高加对火电厂的安全经济生产有如此重要作用，同时它又是一种故障多发的设备，因此，不得不引起人们的高度重视，尽量找对策减少高加故障，尤其是泄漏方面的故障。当然首先要把握好高加的设计、材料和制造关，生产出质量过硬的高加，但光有好的设备还不够，还必须在运行中精心操作和维护，在运行、检修、维护各方面不断的完善提高，出现问题时及早发现并正确处理，才能有利于提高火电厂的安全经济性。
参考文献：
1.郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2002.
2.康松等.汽轮机原理[M].北京：中国电力出版社，2000.
3.勾现伟,卢军,李朝峰,等.姚孟发电有限责任公司#5/6机组汽轮机运行规程[M].2015.
论文作者:张磊,张志刚,杨冬冬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：加热器论文; 疏水论文; 水位论文; 高压论文; 汽轮机论文; 机组论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2018年第17期论文;