摘要：高压加热器是发电厂的一种主要辅助设备，高压加热器一旦故障，将影响发电厂的经济性和安全性；统计表面，管系泄漏是许多故障停运所占比例较大的一类，U型管加热器内部等泄漏主要分为管子本身泄漏和端口泄漏，本文分析了加热器泄漏原因，并对泄漏原因制定了相应对策，对减少泄漏事故具有十分重要的意义。
关键词：加热器；泄漏；原因；对策
1、前言
贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司习水二郎电厂2×660MW超临界汽轮机由东方汽轮机有限公司设计制造。本汽轮机型号为：N660-24.2/566/566，汽轮机型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、八级回热汽轮机，最大出力为724MW（VWO工况），最大连续出力为695MW（T-MCR工况），额定出力660MW；汽轮机设置八个回热抽汽口，高压第六级后（一段抽汽）、第八级后（高缸排汽、二段抽汽）；中压第三级后（三段抽汽）、第六级后（中缸排汽、四段抽汽）。
1.1.1.1高压加热器（以下简称高加）是火电机组中的重要辅机，它利用汽轮机的抽汽来加热给水，提高机组的热效率，降低机组的煤耗，加热器尤其是高加系统的故障频繁出现，仅次于锅炉爆管，而居电厂故障的第二位，表面式回热加热器水侧压力大于汽侧压力，一旦管系泄漏，给水就会冲入层体，引起汽侧漏水，水将有可能沿着抽汽管道倒灌入汽轮机，造成汽轮机汽缸变形，胀差变大，机组振动、动静碰摩，大轴弯曲，甚至叶片断裂等事故，这类由于加热器泄漏而引起汽轮机进水的事故在国内外发生过多起，因此，分析加热器泄漏原因，找出对策，具有长远的意义。
1.1.1.2习水二郎电厂2×660MW超临界机组高加设备规范
2、加热器泄漏原因分析
U型管加热器内部管系泄漏主要分为管子本身泄漏和端口泄漏（管子与管板胀接、焊接处泄漏）。
2.1 管子端口泄漏原因有：
2.1.1热应力过大
高加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，使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时，如果汽侧停止供热过快，或汽侧停止供汽后，水侧仍继续进入给水，因U型管子壁薄、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，所以《检修规程》规定温降率允许值在1.5～2.0℃/min，温升率允许值2.0～5.0℃/min要严格的原因。
2.1.2 管板变形
管子与管板相连，管板变形会使管子的端口发生泄漏，高加管板水侧压力高，温度低，汽侧压力低，温度高，管板中心会向压力低，温度高的汽侧鼓。在水侧，管板发生中心凹陷，在主机负荷变化时，高加汽侧压力和温度相应变化，这些变化会使管板发生变形导致管子端口泄漏或管板发生永久性变形，如果高加的进汽门内漏，则高加停运后，会使高加水侧被加热而定容升压，会使管板变形。
2.2管子本身泄漏原因
2.2.1冲刷侵蚀
一种原因是当蒸汽的流动速度较高，汽流中含有大直径的水滴时，管子外壁受汽水的两相流冲刷，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：（1）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；（2）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就带有蒸汽，冲刷加热器的管束造成损坏，（3）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。
2.2.2管子振动
给水温度过低或机组超负荷等情况下，通过加热器管子间蒸汽流量和流速超过设计值较少时，具有一定弹性的管束在管侧流体扰动的作用下会产生振动，当振动力的频率与管束自然振动频率相吻合时，将引起管束共振，使振幅大大增加，导致管子与管板的连接处受到反复作用力，造成管束损坏，管束振动损坏原因有：（1）振动使管子或管子与管板连接处的应力超过材料的疲劳极限，使管子疲劳断裂。（2）振动的管子在支撑隔板的管孔中与隔板发生摩擦，使管壁变深最后导致破裂。（3）当振动幅度较大时，在支撑板跨距中间位置的相距管子会相互摩擦，使管子磨损或疲劳断裂。
2.2.3超压爆管
引起高加水侧压力过高的原因有：（1）配用定速给水泵的系统，如果只根据正常运行时的给水压力来确定高加水侧的设计压力，那么在启动过程中或低负荷运行时，由于锅炉给水调节门开度较小，给水流量减少，给水泵出口压力增大，可能使管束承受超过设计的给水压力而发生爆管，运行中负荷突降或紧急停炉熄火后常发生这种情况，如果给水进出口阀门关闭严密，而进汽阀有泄漏时，被封闭在加热器水侧的给水受到漏入蒸汽的加热，会使管束的水压力大幅度上升，导致爆管。（2）高加水侧压力过高，对未安装安全门时，过高的压力会使管子鼓胀而变粗开裂。
2.2.4材质、工艺不良
高加管子存在材质不良，管壁厚薄不均，组装前管子有缺陷，胀口处过胀，管子外侧有拉损伤痕等情况时，一旦遇到异常工况，管子就会大量损坏，高加U 型管子管壁过薄是结构上造成泄漏的根本原因。
3、对策
3.1运行中发生泄漏的处理
高加在运行泄漏时无论送至锅炉的给水压力，流量降低较快或较慢，漏点处都会受到一定程度的冲刷，致使泄漏不断扩大，严重时甚至危及机组安全运行。因此，在发现高加泄漏时要立即停运，减轻冲刷损坏程度，并解体检漏。
3.2高加端口泄漏处理
若高加焊接处泄漏，应刮去原有焊接金属再进行补焊，并进行适当的热处理，消除热应力在管子与管板连接处有裂纹或冲蚀的情况下，一定要去除端部焊接金属，使管板孔与管口外壁紧密接触，并采取补焊处理，使管口圆整、清洁与堵焊有良好的接触面。
3.3高加管子泄漏处理
高加管子泄漏是高加投运中最易发生的问题，也是影响高加可靠性和寿命的最重要的因素，在高加管子的堵管中，应尽量实施保护性堵管。也就是说，一旦发现一根管了泄漏，不能仅堵这一根管子而应将和这根管子邻近的管子一起堵上，其原因是当我们发现高加泄漏时，虽然在高加的解列检查时没有发觉临近的管子已经损坏，但泄漏管子喷出的高压水流，已经对这些管子造成了损伤。由于一根管子泄漏，就将邻近的管子堵上增加高加的堵管率，好像会缩短高加的使用寿命，但是如果这些管子不堵上，在高加维修投运后，这些管子不久也可能发生爆管，而且又危及周围的管子。
3.4高加的维护
高加的维护手段最重要的就是堵管，由于各种原因高加会发生泄漏，高加的泄漏主要有两种形式，管子和管板焊缝处泄漏和管子泄漏，这两种情况发生后，高加都应马上解列维修。
4、结论
引起高加的泄漏是一个复杂多方面的问题，提高高加的可靠性和使用寿命，设计和制造十分重要，但正常地运行和维护也同样重要，运行时的超负荷，低水位和维护不当，也会引起高加的损坏，影响高加的泄漏和使用寿命，应引起足够的重视。
参考文献：
[1] 郭延秋，《汽轮机分侧》[M].北京：中国电力出版社，2003.
[2] 董卫国《火电厂给水加热器的运行、维护和检修》，中国电力出版社，1997
论文作者:彭越俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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