趙佰千

摘 要：我廠一期為2*600MW亞臨界空冷燃煤機(jī)組，2008年投入運(yùn)行，每臺(tái)機(jī)組配置3臺(tái)高壓加熱器，介質(zhì)為高壓給水。若高壓加熱器出現(xiàn)故障，則直接影響機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高壓加熱器；故障分析；防范措施

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0060-02

1 概述

（1）我廠：#1、2機(jī)組高壓加熱器由哈爾濱哈鍋鍋爐有限公司生產(chǎn)制造，采用單系列、臥式大旁路布置，每臺(tái)機(jī)組由三臺(tái)高壓加熱器及附件組成。在高壓加熱器內(nèi)通過汽輪機(jī)抽汽對(duì)主給水進(jìn)行加熱。高壓加熱器為逐級(jí)自流疏水，在正常情況時(shí)#3高壓加熱器疏水自流至除氧器。危急情況下高壓加熱器疏水去排汽裝置。自2008年投產(chǎn)以來(lái)，#1、2機(jī)組#3高壓加熱器多次發(fā)生管束泄漏。#2機(jī)組#3高壓加熱器人孔門結(jié)合面發(fā)生一次外漏；兩臺(tái)機(jī)組#3高壓加熱器包殼泄漏，其下端差分別為14℃、19℃，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值5.6℃。400MW以下#3高壓加熱器正常疏水調(diào)門無(wú)法自動(dòng)調(diào)整水位，伴隨管道晃動(dòng)。通對(duì)管束堵漏、管束渦流探傷檢測(cè)以及兩臺(tái)機(jī)組#3高壓加熱器包殼治理，目前高壓加熱器運(yùn)行穩(wěn)定，#3高壓加熱器下端差分別下降為7℃、6℃效果明顯。高壓加熱器參數(shù)：總管束：2531根，管側(cè)流程數(shù)：2，最大堵管率：≤10%。

（2）高壓加熱器主要部件包括：殼體、水室、管板、管束、支撐板、防沖板、包殼板等。

管束：高壓加熱器使用U型管作為加熱管。

包殼板：為了將過熱段、疏水段與凝結(jié)段隔離開，設(shè)置有包殼板，且確保過熱段、疏水段的密封性和獨(dú)立性。

水室：高壓加熱器的水室由人孔座和進(jìn)出水接管鍛件與割頭厚板焊接而成，割頭為側(cè)高壓的半球形結(jié)構(gòu)。橢圓形人孔為自密封結(jié)構(gòu)，采用帶加強(qiáng)環(huán)的不銹鋼石墨纏繞墊。水室內(nèi)設(shè)有將球體分開的密閉式分程隔板，為防止高壓加熱器水室內(nèi)給水短路，在給水出口側(cè)設(shè)有膨脹裝置，給水進(jìn)口側(cè)設(shè)有防沖蝕裝置。

2 高壓加熱器常見故障分析（#3為例）

2.1 管束泄漏

（1）#3高壓加熱器位于給水泵出口端，給水壓力最高，給水溫度最低，而汽側(cè)加熱蒸汽壓力最低，3段抽汽溫度最高，管束內(nèi)外壁壓差最大、溫差最大，運(yùn)行工況最為惡劣，管束承受最高壓力和熱應(yīng)力易造成泄漏。

（2）高壓加熱器管束在生產(chǎn)過程中個(gè)別管束存在厚薄不勻或穿管過程中局部擦傷，長(zhǎng)期在惡劣情況下運(yùn)行，抗腐蝕和耐沖刷能力逐步降低，最終造成管束泄漏。

（3）#3高壓加熱器管束若發(fā)生一次泄漏，泄漏的高壓給水沖刷周邊相鄰管束受損。雖然堵漏時(shí)已采取了保護(hù)性擴(kuò)大封堵措施，但封堵具有一定局限性，可能存在周邊其它未封堵的受損管束在長(zhǎng)期運(yùn)行中，受交變應(yīng)力和疲勞等失效后導(dǎo)致再次泄漏。

（4）滿負(fù)荷情況下，兩臺(tái)機(jī)組#3高壓加熱器下端差分別為14℃、19℃，較正常值5.6℃偏高，#3高壓加熱器疏水包殼有泄漏部位，對(duì)#3高壓加熱器局部管束長(zhǎng)時(shí)間沖刷造成減薄、泄漏。

2.2 高壓加熱器包殼泄漏（#3為例）

（1）高壓加熱器在制造期間焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)低，對(duì)接接頭及筒身焊縫處存在咬邊、氣孔、焊縫，填充欠缺及裂紋缺陷，是造成高壓加熱器疏水包殼開焊泄漏主要原因。

（2）汽液的腐蝕所致，由于設(shè)備在檢修期內(nèi)需要完全排凈內(nèi)部積水，且需要按照使用說(shuō)明書進(jìn)行充氮保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)不具備嚴(yán)格的充氮保護(hù)條件，因此在檢修期內(nèi)設(shè)備內(nèi)部會(huì)有嚴(yán)重的汽液腐蝕發(fā)生，從而導(dǎo)致了設(shè)備內(nèi)部的腐蝕，而焊接接頭處更容易發(fā)生此種腐蝕。

（3）蒸汽的沖刷所致，發(fā)生泄漏的部位易處于過熱段蒸汽出口區(qū)，長(zhǎng)期的蒸汽沖刷會(huì)導(dǎo)致此處的焊接接頭產(chǎn)生缺陷。

（4）由于疏水與蒸汽的溫差過大，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，若該處焊接接頭存在缺陷，則在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中，久而久之交變應(yīng)力也導(dǎo)致焊縫逐漸萌生疲勞裂紋，導(dǎo)致焊接接頭開裂。

2.3 水室分程隔板磨損、螺栓脫落

高壓給水長(zhǎng)期運(yùn)行沖刷，分程隔板密封墊老化造成密封面不嚴(yán)密，使高壓加熱器水室內(nèi)給水短路，造成沖刷、螺栓松動(dòng)，加之高壓加熱器殼體振動(dòng)造成螺母松動(dòng)脫落。

2.4 人孔門泄漏、人孔門螺栓損壞

（1）螺栓緊固不均勻，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)螺栓咬扣現(xiàn)象，高壓加熱器運(yùn)行后沒有及時(shí)熱緊螺母，螺母松動(dòng)，隨著給水壓力升高，造成泄漏。

（2）人孔門墊片裝偏。

（3）人孔門墊片損壞。

2.5 高壓加熱器水位計(jì)顯示不清晰、不準(zhǔn)確

（1）水位計(jì)堵塞。

（2）水位計(jì)損壞。

3 針對(duì)高壓加熱器常見故障解決對(duì)策與預(yù)防措施

3.1 管束泄漏解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）將高壓加熱器解列、隔離，通過管程的放水門放掉內(nèi)部積水，用專用的拆卸工具將水室人孔門打開，拆下水室上分程蓋板，拆除防沖蝕裝置，由殼側(cè)通以0.5-0.8MPa的壓縮空氣，在管端涂以肥皂水，可用10倍放大鏡對(duì)管板表面焊接接頭進(jìn)行觀察，如果氣流從該管徑內(nèi)流出，則說(shuō)明管束本身有泄漏，如有氣流從焊接接頭處流出，則為管端焊接處泄漏。泄漏管不超過比例時(shí)進(jìn)行封堵，超過比例時(shí)更換管束，端部焊縫泄漏時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，消除泄漏，打壓確認(rèn)無(wú)泄漏；通過對(duì)泄漏管束堵管以及保護(hù)性堵管，消除管束泄漏缺陷。管束堵漏檢修：用直徑Φ16的鉆頭，對(duì)管端進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度約30mm，鉆削掉其間的防磨套管，用焊條電弧焊焊接堵塞；焊材：焊條J507，直徑Φ2.5mm；對(duì)泄漏管束堵管和周圍管束進(jìn)行2層保護(hù)性堵管。

（2）加強(qiáng)設(shè)備巡回檢查，定期分析高壓加熱器端差、水位、疏水門開度等相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

（3）利用機(jī)組檢修期間每年對(duì)#1、#2、#3加熱器管束束進(jìn)行全面渦流探傷檢查，將管壁厚度減薄超標(biāo)和異常的管束進(jìn)行封堵。

（4）運(yùn)行人員投、退加熱器時(shí)，嚴(yán)格控制加熱器出水溫度溫升（降）率不超過規(guī)定值，防止加熱器管束束產(chǎn)生應(yīng)力集中。（加熱器投停過程中應(yīng)嚴(yán)格控制低加出水溫度變化率≤3℃/min，高壓加熱器溫度變化率≤0.917℃/min，高壓加熱器出水溫度變化率≤1.83℃/min）。

（5）處理#3高壓加熱器疏水包殼泄漏點(diǎn)，恢復(fù)端差正常值，避免#3高壓加熱器局部管束被長(zhǎng)時(shí)間汽水沖刷造成減薄、泄漏。

（6）每次機(jī)組檢修停機(jī)第1天，對(duì)高壓加熱器進(jìn)行認(rèn)真查漏，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)進(jìn)行堵漏處理。

3.2 高壓加熱器包殼泄漏解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）委托哈爾濱鍋爐廠家對(duì)#3高壓加熱器短筒身上瓦片切割，吊出瓦片，檢查高壓加熱器包殼焊縫，對(duì)高壓加熱器包殼泄漏點(diǎn)缺陷采用砂輪機(jī)打磨處理，修磨成適合焊接的坡口，補(bǔ)焊合格，然后將焊縫磨平，在焊縫上加焊拉筋板，增加焊縫抗拉強(qiáng)度。拉筋板為扁鋼，材質(zhì)Q235A，尺寸：6×40mm，然后將扁鋼角焊縫進(jìn)行焊接。焊接完成后修磨探傷面，進(jìn)行100%PT/I 級(jí)檢測(cè)合格。焊接完畢后，利用電加熱方式進(jìn)行局部熱處理，并進(jìn)行焊縫表面PT檢測(cè)。對(duì)高壓加熱器殼程進(jìn)行水壓試驗(yàn)合格。

（2）建議哈爾濱鍋爐廠在高壓加熱器出廠前，設(shè)備疏水段焊接接頭期間提高施工質(zhì)量。

（3）加強(qiáng)對(duì)設(shè)備檢修期內(nèi)的充氮保護(hù)，避免發(fā)生檢修期內(nèi)的腐蝕。

3.3 水室分程隔板磨損、螺栓脫落解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）更換新的密封墊片。（2）確保水室分程隔板結(jié)合面平整、無(wú)凹陷及貫通溝槽；螺栓緊固后，將螺母與螺栓進(jìn)行點(diǎn)焊，防止松動(dòng)。（3）若分程隔板無(wú)法修復(fù)，將分程隔板加工為不銹鋼材質(zhì)（原材質(zhì)為碳鋼）進(jìn)行更換。

3.4 人孔門泄漏、人孔門螺栓損壞解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）回裝人孔門前檢查水室內(nèi)有無(wú)異物，結(jié)合面完好后再進(jìn)行回裝人孔門。（2）更換人孔門墊片，重新安裝，確保位置正確，不偏斜。（3）螺栓緊固均勻，禁止螺栓咬扣。（4）機(jī)組投入運(yùn)行后，對(duì)高壓加熱器人孔門2條螺栓進(jìn)行熱緊。

3.5 高壓加熱器水位計(jì)顯示不清晰、不準(zhǔn)確解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）水位計(jì)堵塞時(shí)，打開高壓加熱器水位計(jì)放水門，清洗、排污。（2）水位計(jì)損壞時(shí)，檢查水位計(jì)浮子，必要時(shí)更換水位計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

基于高壓加熱器在電力行業(yè)的廣泛使用，高壓加熱器的換熱效率以及使用壽命直接影響著企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)。實(shí)踐證明，上述總結(jié)出的解決預(yù)防對(duì)策，大大提升了高壓加熱器健康運(yùn)行水平，減少了設(shè)備維修工作量，真正做到了設(shè)備點(diǎn)檢定修、狀態(tài)檢修，為高壓加熱器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠保障！