陳浩

摘要：高加泄漏后，由于水側(cè)壓力20MPa，遠遠高于汽側(cè)壓力4MPa，造成高加水位升高，傳熱惡化;還會造成泄漏管周圍管束受高壓給水沖擊而泄漏的管束增多，泄漏更加嚴(yán)重。本文通過對電廠運行中高加泄露現(xiàn)象的分析、利用運規(guī)及相關(guān)知識綜合判斷，提出了解決高加泄漏問題的方法，對機組在正常運行時，如何預(yù)防高加泄露并及時處理高加泄漏的技術(shù)工藝要求作了進一步探討。

關(guān)鍵詞：高壓加熱器;管系泄漏;原因;端差;疏水;調(diào)整;維護

1 引言

高壓加熱器是火電廠運行系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備構(gòu)成之一，同時也是各類故障的高發(fā)區(qū)域。已有數(shù)據(jù)中統(tǒng)計認(rèn)為：火電廠中高壓加熱器因各種原因所出現(xiàn)的泄漏故障僅僅低于鍋爐四管故障，占到了整個火電廠設(shè)備運行故障近1/3的比例。為了降低泄漏故障的發(fā)生率，就必須根據(jù)產(chǎn)生泄漏的原因，研究相應(yīng)的預(yù)防措施，以達到滿意的處理效果。

2 高壓加熱器泄漏后對機組的影響

高壓加熱器是利用機組中間級后的抽汽，通過加熱器傳熱管束，使給水與抽汽進行熱交換，從而加熱給水，提高給水溫度，是火力發(fā)電廠提高經(jīng)濟性的重要手段。由于水側(cè)壓力（20MPa）遠遠高于汽側(cè)壓力（4MPa），當(dāng)傳熱管束即U型管發(fā)生泄漏時，水側(cè)高壓給水進入汽側(cè)，造成高加水位升高，傳熱惡化，具體對機組的影響如下：

（1）高加泄漏后，會造成泄漏管周圍更多管束受高壓給水沖擊而泄漏，泄漏更加嚴(yán)重，必須緊急解列高加進行堵焊處理。高加堵焊后，換墊面積減少，溫度分布不均勻，會導(dǎo)致局部應(yīng)力過大使水室隔板產(chǎn)生裂紋，給水短路等現(xiàn)象。

（2）高加泄漏后，由于水側(cè)壓力20MPa，遠遠高于汽側(cè)壓力4MPa，這樣，當(dāng)高加水位急劇升高，而水位保護未動作時，水位將淹沒抽汽進口管道，蒸汽帶水將返回到蒸汽管道，甚至進入中壓缸，造成汽輪機水沖擊事故。

（3）高加解列后，給水溫度降低，鍋爐蒸發(fā)量相對下降，從而主蒸汽壓力下降，為使鍋爐能夠滿足機組負(fù)荷，則必須相應(yīng)增加燃煤量，增加風(fēng)機出力，同時，因過熱器對流熱量增加，出現(xiàn)超溫，過熱減溫水量嚴(yán)重增加，發(fā)電煤耗增加，經(jīng)熱力試驗測算，高加全切后，使標(biāo)準(zhǔn)煤耗約增加12g/kW·h，機組熱耗相應(yīng)增加4.6%，廠用電率增加約0.5%。

（4）高加停運后，還會使汽輪機末幾級蒸汽流量增大，加劇葉片的侵蝕。

（5）高壓加熱器停運后，若要維持機組出力不變，則汽輪機監(jiān)視段壓力升高，停用的抽汽口后的各級葉片，隔板的軸向推力增大，影響機組運行安全性。

（6）高加泄漏，每次處理順利時需要30h，系統(tǒng)不嚴(yán)密時，則工作段冷卻時間加長，直接影響高加投運率。

3 高加停運的原因

3.1 一般原因

按照該電廠高壓加熱器的運行情況，通過查閱了高壓加熱器前期的運行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)機組各臺高壓加熱器下端差情況良好，均在合理范圍內(nèi)，因此可以排除低水位造成汽液兩相對換熱管的沖刷這種情況。綜合考慮高壓加熱器停運接近6個月，且該電廠并未采用必要的防腐措施，3月份停機前高壓加熱器運行良好，沒有發(fā)現(xiàn)泄漏情況;因此判斷高壓加熱器換熱管受到氧腐蝕是本次泄漏最大可能原因，用內(nèi)窺鏡檢查所查看的換熱管內(nèi)部情況也比較符合氧腐蝕的特征。

3.2 其他原因

（1）給水的水質(zhì)對高壓加熱器也具有重要的影響，給水的pH值和含氧量是十分重要的指標(biāo)，含氧量超標(biāo)首先影響的就是高壓加熱器，其次才是高壓加熱器和高壓加熱器。給水PH值一般對超臨界機組應(yīng)≥9.4，給水含氧量應(yīng)不超過5～7PPb，一般在高于200℃時，鐵與水反應(yīng)時候生成Fe3O4，該種物質(zhì)附著于換熱管壁上，形成一種致密的Fe3O4膜，該物質(zhì)性能比較穩(wěn)定，對換熱管具有一定的保護作用;而在低于200℃時，特別是150℃～180℃時，鐵與水反應(yīng)生成Fe（OH）2，這種物質(zhì)形態(tài)疏松，容易被給水沖走，對換熱管起不到保護作用，而使換熱管連續(xù)不斷的發(fā)生這種反應(yīng)，這也恰恰是在運行多年以后高壓加熱器更容易發(fā)生泄漏的一個因素。本次高壓加熱器發(fā)生泄漏，可能和此種情況有一定的聯(lián)系。但需要注意的是，F(xiàn)e3O4并不是無限制的存在下去，在長期存放過程中，其會逐漸與O2反應(yīng)，生成Fe2O3，進而失去了對換熱管的保護作用。

（2）高壓加熱器的給水溫升、溫降速率對高壓加熱器換熱管也同樣具有重要的影響。高壓加熱器給水溫升速率（一般要求不大于3℃/min）過快，會使高壓加熱器換熱管，尤其蒸汽入口處的換熱管產(chǎn)生很大溫差應(yīng)力，當(dāng)多次的循環(huán)累積后，對換熱管的損傷到達一定程度時便發(fā)生泄漏。給水溫降速率（一般要求不大于2℃/min）過快，同樣會對換熱管產(chǎn)生一定的影響，特別是換熱管管端部分，換熱管壁厚比較薄，冷卻的快，而管板很厚，冷卻的慢，因此換熱管比管板收縮的也快，在管端焊縫處就會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，容易造成管端焊縫開裂。高壓加熱器泄漏后，部分電廠為搶修，有的采取管程或殼程注水的方式進行高壓加熱器冷卻，其給水溫度降溫速率定遠大于2℃/min，對高壓加熱器換熱管及管端定然有一定的影響。

以上為高壓加熱器泄漏的一些常見原因，無論哪種原因，都是一個累積的過程，也許一兩次的超標(biāo)高壓加熱器不會表現(xiàn)出異常，但多次的累積后，達到一定程度時就會發(fā)生質(zhì)變。

4高壓加熱器泄漏預(yù)防措施

（1）加強監(jiān)視檢查高加水位，維持高加水位正常值，將端差調(diào)至5℃～8℃之間，避免水位過低造成對管束的沖刷。

（2）運行調(diào)節(jié)保證機組負(fù)荷變化曲線平穩(wěn)。改善高加的啟動、停運方式，減少熱應(yīng)力損壞;禁止機組超負(fù)荷運行，防止高加加熱蒸汽參數(shù)超標(biāo);發(fā)現(xiàn)高加泄露，要及時退出運行，防止泄漏擴大，并確保抽汽閥、進出水閥關(guān)閉嚴(yán)密，防止蒸汽、給水繼續(xù)接觸高加管束、殼體及管板，引起管束及脹口處產(chǎn)生熱變形。

（3）熱力系統(tǒng)的改進。高壓加熱器水位不穩(wěn)定既影響了運行安全性也影響了熱經(jīng)濟性，為減少疏水流動阻力，針對疏水管路進行了改進，減少了不必要的轉(zhuǎn)彎和長度，同時保證了疏水能滿足流至除氧器、疏水箱及地溝3個流向通道的要求，確保了疏水的通流能力。在調(diào)整抽汽管道上，原先設(shè)計只有機組抽汽口附近的抽汽止回閥，即防止機組進水的一級保護。此次改造后在高壓加熱器進汽口附近加裝了一道自動逆止閥作為二級保護，有效保證了機組安全穩(wěn)定運行。

（4）高壓加熱器檢修結(jié)束后進行水壓試驗，確保管束無泄漏。打開高壓加熱器水室端蓋，關(guān)閉本體各閥門，從疏水器汽平衡法蘭處向高加汽側(cè)注水，到試驗壓力后關(guān)閉進水門，保持壓力20min。觀察高加水側(cè)鋼管內(nèi)是否有水溢出，對溢水管做標(biāo)記，處理完畢后再次做水壓試驗，直至合格。

5 結(jié)論

近年來國內(nèi)電廠建設(shè)發(fā)展迅速，電力市場逐漸供大于求，很多機組只能處于停機備用狀態(tài)，高壓加熱器等換熱器設(shè)備的防腐貯存顯得尤為重要，希望本文的介紹能夠?qū)﹄姀S設(shè)備的運行保護起到借鑒作用，以減少不必要的經(jīng)濟損失。

參考文獻

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