王壯業(yè)

摘 要：高壓加熱器是電廠汽輪發(fā)電機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)中最重要的輔助設(shè)備之一，如果出現(xiàn)故障將直接影響機(jī)組效率，嚴(yán)重的將引起停機(jī)事件發(fā)生。本文主要針對(duì)高壓加熱器泄漏和疏水故障進(jìn)行了分析，并針對(duì)泄漏故障提出了應(yīng)對(duì)策略，對(duì)其他電廠高壓加熱器的運(yùn)行有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：高壓加熱器 故障 泄漏 疏水

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（a）-0066-02

高壓加熱器是利用汽輪機(jī)的抽氣加熱給水的裝置，電廠配備了高壓加熱器系統(tǒng)后，可有效地提高電廠的熱效率，節(jié)省燃料，并有助于機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 高壓加熱器系統(tǒng)泄漏故障分析

高壓加熱器作為汽輪發(fā)電機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)中最重要的輔助設(shè)備之一，若高壓加熱器停運(yùn)，將大大降低機(jī)組的循環(huán)熱效率，而造成高壓加熱器停運(yùn)最常見的、危害最大的當(dāng)屬高壓加熱器傳熱管泄漏事故。

1.1 高壓加熱器長期處于低水位運(yùn)行導(dǎo)致

根據(jù)對(duì)高壓加熱器運(yùn)行水位跟蹤分析，第一燃料循環(huán)期間，一號(hào)機(jī)組的高壓加熱器長期以來一直都處在低于正常水位運(yùn)行狀態(tài)，特別是6B始終處于低水位運(yùn)行。從高壓加熱器疏水端差來分析，6B的疏水端差也一直比6A高，足以證明6B的運(yùn)行水位低于6A的。高壓加熱器低水位運(yùn)行，會(huì)引起疏水冷卻段汽水兩相流，主要使U形傳熱管疏水冷卻段產(chǎn)生破損。一方面沖蝕加熱器疏水冷卻段，另一方面疏水冷卻段汽水混流，會(huì)使抽汽的熱量未被有效利用加熱給水，通過下一級(jí)加熱器直接到除氧器，會(huì)引起抽汽量增加。這個(gè)過程中，高壓加熱器運(yùn)行時(shí)，直接承受高溫蒸汽沖刷的最外層管排振動(dòng)最劇烈，管壁磨損減薄最嚴(yán)重，發(fā)生爆管概率也最高。

1.2 高壓加熱器投、停操作不當(dāng)引起的管束泄漏導(dǎo)致

汽輪機(jī)在啟停機(jī)過程中不可避免地造成高壓加熱器啟停操作過快，即溫度變化率過大，使管口與管板的焊接處受到過大的熱應(yīng)力。特別是加熱器停運(yùn)時(shí)，一般總是先停抽汽，而給水仍通過加熱器，此時(shí)管壁溫度高于給水溫度，較冷的給水流經(jīng)管子，使管子首先冷卻收縮，容易在管子和管板的結(jié)合面上造成破壞。

1.3 高壓加熱器管束的腐蝕導(dǎo)致

腐蝕的原因主要包括汽側(cè)的空氣沒有及時(shí)排除，空氣中的氧氣會(huì)引起管束外壁的氧腐蝕，溫差過大引起的應(yīng)力腐蝕以及給水的沖刷腐蝕。

1.4 其他管束泄漏導(dǎo)致

高壓加熱器內(nèi)部的管束緊密而有序地排列在一起，由于水側(cè)壓力高于最大汽側(cè)壓力，當(dāng)管子損壞斷裂時(shí)高溫高壓水柱連續(xù)沖刷周圍管子，形成大面積泄漏。另外，高壓加熱器內(nèi)部的管束處于自由狀態(tài)，當(dāng)管子斷裂時(shí)，在高速水流的作用下，管子斷口自由擺動(dòng)，不斷碰擊周圍管子，對(duì)周圍管子形成一定破壞。

2 高壓加熱器系統(tǒng)疏水故障分析

2.1 高壓加熱器系統(tǒng)液位對(duì)機(jī)組的影響

在正常運(yùn)行中，當(dāng)正常疏水系統(tǒng)故障或傳熱管破損，導(dǎo)致疏水量超過正常疏水閥設(shè)計(jì)流通能力時(shí)，高壓加熱器殼側(cè)水位將升高。當(dāng)水位達(dá)到二高水位時(shí)，延時(shí)3s，高壓加熱器的氣動(dòng)緊急疏水閥開啟，將超量的疏水排往高壓疏水?dāng)U容器。如果高壓加熱器水位上升至三高水位，相關(guān)高壓加熱器的電動(dòng)抽汽隔離閥關(guān)閉，電動(dòng)給水旁路閥開啟，進(jìn)出口電動(dòng)給水隔離閥關(guān)閉，整列高壓加熱器解列退出運(yùn)行，同時(shí)二回路電功率下降。當(dāng)高壓加熱器殼側(cè)水位設(shè)置不當(dāng)或疏水流量過大會(huì)造成殼側(cè)水位過低，疏水冷卻段水封破壞后暴露在高速兩相流之下，對(duì)入口附近的管束、隔板等造成沖蝕，并發(fā)生管束振動(dòng)損壞。

2.2 高壓加熱器疏水故障的表現(xiàn)類型

2.2.1 緊急疏水動(dòng)作時(shí)間嚴(yán)重超差

高壓加熱器緊急疏水閥的動(dòng)作時(shí)間，是控制高壓加熱器水位的重要因素。從二高到三高水位之間，如緊急疏水閥不及時(shí)動(dòng)作，系統(tǒng)將觸發(fā)保護(hù)使高加解列。

2.2.2 水錘

高壓加熱器緊急疏水的流向是從高壓加熱器殼側(cè)流到高壓疏水?dāng)U容器，由于高壓加熱器的殼側(cè)和高壓疏水?dāng)U容器之間的壓差比較大，且疏水管線的布置方式存在問題使得緊急疏水閥后的管道存在積水。當(dāng)緊急疏水閥開啟時(shí)，高溫高壓的疏水在出口的低壓管道瞬間汽化，體積急劇膨脹，推動(dòng)管道內(nèi)的積水高速運(yùn)動(dòng)沖擊管線和高壓疏水?dāng)U容器，造成水錘。

2.2.3 管道振動(dòng)

由緊急疏水閥在大壓差下頻繁開啟造成的振動(dòng)和水錘，導(dǎo)致了緊急疏水管線的振動(dòng)，導(dǎo)致的后果是管道變形、焊縫開裂、管道支吊架損壞、管線上氣動(dòng)閥門中性點(diǎn)移動(dòng)、定位器反饋故障等。

2.2.4 緊急疏水閥內(nèi)漏導(dǎo)致系統(tǒng)熱效率降低和閥門損壞

由于緊急疏水閥在設(shè)計(jì)上存在不足，閥門在正常調(diào)整范圍內(nèi)無法滿足現(xiàn)場(chǎng)開啟時(shí)間的要求。為了保證高壓加熱器的正常運(yùn)行，不得不降低緊急疏水閥的密封性能以加快閥門的開啟時(shí)間，但是帶來的負(fù)面影響是閥門泄漏，內(nèi)漏造成熱效率的損失和閥門的損壞。

3 防止高壓加熱器系統(tǒng)泄漏的應(yīng)對(duì)策略

3.1 加強(qiáng)對(duì)高壓加熱器系統(tǒng)的運(yùn)行管理

高壓加熱器運(yùn)行期間，應(yīng)避免高壓加熱器的低水位運(yùn)行，保證自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能，提高自動(dòng)投入率，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督，一旦疏水自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置不能自動(dòng)維持水位時(shí)，應(yīng)手動(dòng)調(diào)節(jié)維持。防止疏水調(diào)節(jié)閥開度過大，而在疏水冷卻段內(nèi)引起閃蒸和汽水兩相流，避免疏水管道發(fā)生劇烈振動(dòng)，從而延長高加使用壽命。對(duì)于給水品質(zhì)也要嚴(yán)格控制，包括含氧量、pH值等。

3.2 優(yōu)化對(duì)高壓加熱器系統(tǒng)的啟停操作

由于機(jī)組采用滑參數(shù)啟動(dòng)，故高壓加熱器可以隨同機(jī)組同時(shí)啟停。加熱器隨機(jī)啟動(dòng)時(shí)，負(fù)荷逐漸增加，抽汽溫度、壓力、流量及水溫都是逐漸上升的，金屬的溫升可控制在較小范圍內(nèi)，減少管系與管板的溫差，可避免管系脹口松弛和管系膨脹不均而引起的泄漏。但在高壓加熱器停運(yùn)時(shí)，一般總是先停抽汽，而給水仍通過加熱器，此時(shí)管壁溫度高于給水溫度，較冷的給水流經(jīng)管束，使管束首先冷卻收縮，容易在管束和管板的結(jié)合面上造成破壞，因此應(yīng)嚴(yán)格將溫降率控制在56℃/h。

4 結(jié)語

高壓加熱器是機(jī)組最重要的輔助設(shè)備之一，一旦故障停運(yùn)，將對(duì)機(jī)組效率造成極大影響，甚至威脅汽輪機(jī)安全，所以保持高壓加熱器的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。

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