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摘要：本文分析了300MW汽轮机高压加热器钢管泄露的现象、危害，并分析了其泄露的原因，提出了针对性的预防对策，从而避免高压加热器钢管泄露，保证系统的平稳运行。
关键词：300MW汽轮机；高压加热器；泄露；原因；预防
高压加热器是发电厂的主要辅助设备，可利用它的回热抽汽加热给水，提高机组的热效率。对于汽轮机，若发生泄漏，给水就会冲入壳体，水将有可能沿着抽汽管道，倒灌入汽轮机汽缸内，造成汽轮机汽缸变形，机组振动，动静碰摩，大轴弯曲，甚至叶片断裂等事故。本文以某电厂300MW汽轮机高压加热器泄露情况为例，分析高压加热器泄漏原因，找出相应的对策，对减少高压加热器泄漏具有十分重要的意义。
1 高压加热器钢管泄露的现象
在高压加热器投运中判断管子是否泄漏，主要看疏水水位、疏水调节阀开度。如果疏水阀开度比该负荷条件下的通常开启度大，并且负荷是稳定的，这就要加强监视。如果疏水水位持续上升，疏水调节阀开到最大仍不能维持正常水位，说明高压加热器管子已泄漏。其主要现象如下：
相同负荷下，给水温度下降，给水泵流量异常升高，高压加热器正常疏水调门开度较往常增大才能维持水位稳定，在上一级高压加热器正常疏水调门开度无变化的情况下，本级高压加热器水位异常升高。满负荷情况下，高压加热器可能导致水位出现波动。泄露较大的情况下，可能高压加热器上端差较往常大，下端差较往常小。
2 高压加热器钢管泄露对汽轮机的危害
高压加热器钢管泄露对300MW汽轮机组造成很大影响。
首先，高压加热器出现泄漏，泄漏管周围管束受高压给水冲击而导致泄漏管束增多，泄漏就会更加严重，如不能及时将高压加热器解列，那么损坏管子数量将大大增加。
其次，当高压加热器水位急剧上升时，如果水位高高保护未动作，那么汽侧水位将淹没抽汽管道进口，高压加热器内给水将通过抽汽管道进人汽缸，造成汽轮机水冲击或上下缸温差大等事故。
第三，高压加热器解列之后，锅炉给水温度剧降，汽轮机主蒸汽压力下降，为了维持机组负荷，要增加煤量，同时也要增加锅炉风机出力，致使炉膛过热，主再热汽温升高，这必然是机组煤耗增加，热耗相应增加，厂用电率也增加。
第四，高压加热器停运后，汽轮机相应抽汽关闭，汽轮机末几级蒸汽流量就会增大，导致末几级载荷增大，加快老化破损。高压加热器停运后，汽轮机相应抽汽突然关闭，汽轮机抽汽口后的各级叶片轴向推力将增大，可能导致汽轮机轴向位移大而跳机，即使未到跳机程度，也要限制机组发电负荷，保证机组安全，那么就损失发电量。
3 高压加热器钢管泄露原因分析
3.1 热应力过大
在高压加热器正常投退过程中，高压加热器的温升率、温降率超过规定值就会产生较大的热应力，使管与管板焊缝处发生破坏，引起泄露。主机或高压加热器故障突然停运时，若停止供汽过快，而水侧仍然进行，这种情况下，就会导致管与管板收缩不一致，因管子比较薄，收缩快，而管板比较厚，收缩慢，这就会导致管与管板的连接处焊缝受到破坏，从而发生泄漏。因此，在高压加热器启停过程中，要严格控制温度的变化。
3.2 管板变形
在高压加热器运行过程中，由于管板上、下部分分别承受蒸汽和疏水作用，使得管板上、下部位的温度不一样，并且在管板水侧压力高、温度低，汽侧压力低、温度高，若管板的厚度不够，则管板将会发生变形。特别是在用高压加热器时，水侧温度将会下降，而进汽阀关闭不严，仍有蒸汽进入高压加热器，此时，汽侧温度仍然很高，将会进一步加大热应力和管板变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆管板一旦变形到一定程度，将会导致管与管板连接处发生永久变形而泄露，并且会导致管板与高压加热器水室隔板连接处出现缝隙，导致高压加热器进口低温给水与高压加热器出口高温给水相互渗漏，从而降低高压加热器出口水温。
3.3 冲刷侵蚀
当蒸汽的流动速度较高且汽流中含有较大直径的水滴时，管子外壁受汽、水两相流冲刷而变薄，发生穿孔。加热器内部产生汽水两相流的主要原因是：（1）过热蒸汽冷却段内部与其出口的蒸汽达不到设计要求的过热度；（2）加热器疏水水位，因保持过低或无水位或疏水温度远高于设计值或抽汽压力突然降低等因素，使疏水闪蒸，在进入下一级加热器时带有蒸汽，冲刷加热器管壁造成损坏；（3）当高压加热器内部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，使邻近的管子或隔板冲刷破坏。受到蒸汽或疏水的直接冲击，由于防冲板材料和固定方式的不合理，造成侵蚀，在运行中破碎或脱落，失去防冲刷保护的作用。
3.4 管子振动
在高压加热器运行过程中，有时会出现管子振动故障，而不幸的是，振动问题往往难以诊断。通常，圆筒式换热器的振动是一种自然现象，是由管子的弹性与外壳内流体的扰动相互作用产生的，当振动的强度达到能使管子发生损坏，或者在管子连接处发生微振磨损或者疲劳时，它就成为问题。管子振动的原因通常是由于过大的蒸汽流速或者隔板设计不良所造成的。通常振动发生部位主要在疏水冷却段、凝结段以及过热蒸汽冷却段。
3.5 超压爆管
给水压力、流量突变是引起高压加热器水侧压力过高的因素。高压加热器内部压力突变，会出现给水泵掉闸、汽机掉闸锅炉安全门拒动、高压加热器保护动作等现象，造成高压加热器管系承压突升，又瞬间释放，使设备损坏。当机组运行中高压加热器因故停运时，若给水进出口阀门严密关闭，而进汽阀有泄漏时，被封闭在加热器管侧的给水受到漏入蒸汽的加热，就使管束的给水压力大幅度上升。若高压加热器水侧压力过高，而水侧又未安装安全门时，过高的压力会使管子鼓胀，甚至开裂。另外，在做锅炉超压试验时，若给水泵液压调节机构调整不当，给水压力突增，也会引起高压加热器超压；当抽汽压力过高，安全门又不能开启时，汽轮机通流部分结垢等情况下，会造成汽侧超压，最终导致管子爆裂。
4 做好高压加热器泄露的预防对策
首先，加强对高压加热器运行状态的分析监督，建立高压加热器运行监督分析台账。当发现高压加热器管束泄露时，应尽早停运查漏，避免相邻的管子冲刷、破坏。高压加热器管束泄漏后，对靠近泄露管子的一层管子进行预防性堵管，防止泄露管子外围钢管因冲刷减薄而留下潜在泄露隐患。
其次，加强设备劣化分析与检修工作管理，每次检修对泄漏管束区进行检侧、标定，检查有无劣化趋势并建立高压加热器堵管设备台账。停机检修过程中，化学监督人员应检查管束的腐蚀、结垢情况，为设备管理、运行提供理论依据。停机检修过程中，对高压加热器进水三通阀进行检修，便于解列高压加热器。
5 结语
综上所述，在机组的起停和运行中，只要我们能正确认识高压加热器泄漏的危害，并针对高压加热器泄漏的原因及时进行调整，采取有效的措施将之控制在正常范围内的，如有缺陷，应及时停运检修，才能保证机组安全经济的长周期运行。
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论文作者:王军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
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