王坤

（內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 興安盟 029400）

高壓加熱器是汽輪機(jī)重要輔助設(shè)備之一，主要作用是吸收汽輪機(jī)中已做過功的蒸汽熱量，來加熱給水，以提高機(jī)組的熱效率。如果高加故障停運(yùn)，給水只能通過旁路管道進(jìn)入鍋爐，給水溫度大大降低，導(dǎo)致燃料量增加，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低。給水溫度每降低10℃，熱耗率增加約0.4%，機(jī)組運(yùn)行期間高加停運(yùn)，將使機(jī)組出力降低約8%～10%，煤耗增加3%～5%。

某公司自投產(chǎn)至2018 年以來，高加共發(fā)生6 次泄漏，且均為3 號高加。本文通過對高加泄漏原因的分析，總結(jié)出了行之有效的預(yù)防措施，通過措施的有效執(zhí)行，從而減少了高加的泄漏次數(shù)。

1 設(shè)備概述

某公司的高壓加熱器，采用三臺青島海洋熱電化工設(shè)備有限公司制造的臥式、單列、U 形管-管板表面式加熱器。高壓加熱器采用大旁路系統(tǒng)，疏水采用逐級自流到本機(jī)除氧器，三臺高加分別布置在汽機(jī)廠房12.6m、6.3m 運(yùn)轉(zhuǎn)層。每臺高壓加熱器均設(shè)有危急疏水排到排汽裝置的事故疏水?dāng)U容器。高壓加熱器主要由水室、殼體、U 型管束、防沖板、隔板、液位計(jì)、汽側(cè)安全門、水側(cè)安全門、進(jìn)出口連接管道等組成，為了充分利用加熱蒸汽的過熱度并降低高加疏水溫度，提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，高壓加熱器的傳熱面通常設(shè)置為三部分：過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段、疏水冷卻段，這種高壓加熱器也被稱為三段組合式加熱器。

2 高加泄漏后的危害：

（1）高加泄漏后，泄漏管周圍的管束由于受高壓給水沖刷，導(dǎo)致泄漏管束逐漸增多，泄漏加重，外部表現(xiàn)為同等工況下高加正常疏水調(diào)門開度增大，大量泄漏時高加液位升高，高加液位高報警；特別嚴(yán)重時，會觸發(fā)高加液位高保護(hù)動作，高加解列。

（2）高加泄漏量大時將會導(dǎo)致高加水位急劇升高，此時，如果高加水位保護(hù)未動作，高水位將會淹沒高加汽側(cè)抽汽進(jìn)口管道，蒸汽帶水將倒流進(jìn)蒸汽管道，甚至進(jìn)入汽輪機(jī)高、中壓缸內(nèi)部，從而發(fā)生汽輪機(jī)水沖擊事故。

（3）高加泄漏將導(dǎo)致同等工況下高加出口給水溫度降低，若要機(jī)組負(fù)荷不變，則必須相應(yīng)增加燃煤量，造成送、引風(fēng)機(jī)出力增加，煙氣量增加，導(dǎo)致機(jī)組煤耗增加、廠用電升高、排煙溫度升高、汽溫升高，鍋爐熱損失增加，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降。

（4）高加的停運(yùn)，還會造成汽輪機(jī)末幾級蒸汽流量增大，從而加劇了葉片侵蝕，危及機(jī)組安全運(yùn)行。

（5）運(yùn)行中，如果高加突然解列，原本用以加熱給水的抽汽將會進(jìn)入汽輪機(jī)下一級葉片繼續(xù)做功，機(jī)組負(fù)荷會瞬間增加，汽輪機(jī)監(jiān)視段壓力升高，各監(jiān)視段壓差升高，導(dǎo)致汽輪機(jī)的軸向推力增加。

（6）高加因泄漏被迫解列，機(jī)組將被迫降低負(fù)荷，影響機(jī)組發(fā)電量。

（7）每次高加泄漏，處理順利時需30 小時左右，如果系統(tǒng)不嚴(yán)密，則會加長冷卻時間，耽誤檢修工期，直接影響高加投運(yùn)率。

3 高壓加熱器泄漏的現(xiàn)象

（1）DCS 畫面中高加水位高或極高報警。

（2）高加泄漏量大時就地水位指示滿水。

（3）高加正常疏水閥全開及事故疏水閥頻繁動作。

（4）高加滿水嚴(yán)重時，抽汽溫度下降，抽汽管道振動大，法蘭結(jié)合面冒汽。

（5）高壓加熱器嚴(yán)重滿水時，汽輪機(jī)有進(jìn)水跡象，參數(shù)及聲音異常。

（6）若水側(cè)泄漏，則給水泵流量與總給水量不匹配。

4 高加泄漏原因

（1）運(yùn)行中高加水位調(diào)整不及時，導(dǎo)致高加端差不在正常范圍內(nèi)。

（2）給水品質(zhì)長期超標(biāo)，管束受到化學(xué)腐蝕而變薄，造成管束與管板間脹口松弛，最終導(dǎo)致泄漏。

（3）加、減負(fù)荷速度快對高加產(chǎn)生熱沖擊。

（4）高壓加熱器在投、停運(yùn)過程操作不當(dāng)。管板與管束吸熱不均產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，使管束產(chǎn)生熱變形。

（5）高壓加熱器停運(yùn)查漏、堵焊過程中，檢修質(zhì)量不過關(guān)。

（6）高壓加熱器停運(yùn)期間，保養(yǎng)措施執(zhí)行不利。

5 造成3 號高壓加熱器多次泄漏的原因分析

由于高加的疏水采用逐級自流的方式，疏水方向?yàn)? 號―2 號―3 號，所以3 號高加的疏水量最大，三臺高加中3號高加水位最難控制，最容易出現(xiàn)水位大幅度波動現(xiàn)象（如圖1）。

圖1 3 號高加泄漏部位

額定工況下（330MW 機(jī)組）3 號高加水、汽側(cè)工作壓力差達(dá)19.92MPa，水、汽側(cè)進(jìn)口溫度差達(dá)233.9℃，無論是壓差還是溫差，均居三臺高加之首。高加投入時，3 號高加是最先投運(yùn)的，給水對管束造成的沖擊最大，尤其是彎管處受到的沖刷最為嚴(yán)重，頻繁沖刷管壁必然變薄，并最終導(dǎo)致泄漏。

6 3 號高加泄漏的預(yù)防措施

（1）保證高加傳熱端差不越限：①由于3 號高加的疏水量最大，疏水壓差小，在機(jī)組負(fù)荷發(fā)生變化或3 號高加正常疏水調(diào)門自動調(diào)節(jié)失靈的情況下，將會導(dǎo)致正常疏水調(diào)門關(guān)小或全關(guān)，導(dǎo)致疏水不暢，從而造成高加水位升高，這時，需加強(qiáng)監(jiān)視力度，并及時聯(lián)系熱工檢修人員進(jìn)行處理，必要時，打開3 號高加事故疏水氣動門，降低高加水位，保持高加水位在正常值范圍內(nèi)。②如果疏水水位過低導(dǎo)致高加端差增大，此時，應(yīng)及時聯(lián)系熱工檢修人員配合進(jìn)行現(xiàn)場水位的調(diào)整，將加熱器端差控制在5.6 ～11℃。③如果高壓加熱器中有不凝結(jié)氣體集聚，將會嚴(yán)重影響受熱面?zhèn)鳠嵝Ч瞬钜矔S之上升。這時，一定要及時開啟高加的啟動排氣門進(jìn)行排氣，排盡高加內(nèi)部的不凝結(jié)氣體。

（2）控制機(jī)組負(fù)荷變化盡量平穩(wěn)，防止負(fù)荷大幅波動。機(jī)組在啟動、停用及加減負(fù)荷過程中，伴隨著蒸汽溫度、壓力以及蒸發(fā)量的變化，高加的抽汽壓力、抽汽溫度以及抽汽量也在發(fā)生變化。這種運(yùn)行工況的變化在高壓加熱器內(nèi)部將產(chǎn)生膨脹或收縮變形，產(chǎn)生熱應(yīng)力。為防高加因機(jī)組工況變化而損壞，必須做到以下幾點(diǎn)：①機(jī)組啟動過程中，鍋爐要保持燃燒穩(wěn)定，保證爐內(nèi)受熱均勻；火焰中心位置適當(dāng)，保持平衡通風(fēng)，風(fēng)、煤比例在合理范圍內(nèi)。②機(jī)組變工況運(yùn)行時，負(fù)荷變化率≤3MW/min；汽壓變化率每分鐘≤0.05MPa/min；溫度變化率≤56℃/H，每分鐘保持在0.5 ～1℃。③事故情況下機(jī)組甩負(fù)荷或高加緊急停運(yùn)時，應(yīng)及時關(guān)閉高加汽側(cè)抽汽電動門及逆止門，并將高加水側(cè)由主路切至旁路運(yùn)行，同時，檢查各抽汽電動門、抽汽逆止閥是否關(guān)嚴(yán)，否則，應(yīng)手動加關(guān)。防止蒸汽經(jīng)過未關(guān)嚴(yán)的抽汽門繼續(xù)進(jìn)入高加殼體內(nèi)部加熱不流動的給水，導(dǎo)致高加管子熱變形。

（3）高加投、停注意事項(xiàng)：①為防止高加投、停過程中產(chǎn)生熱沖擊，高加應(yīng)隨機(jī)組滑啟、滑停。②在高加事故停運(yùn)時，應(yīng)控制給水溫度變化率≤1.1℃/min，最大不超過1.8℃/min。

③高加正常停運(yùn)時，應(yīng)先停運(yùn)1 號高加，最后停運(yùn)3 號高加。高加正常投運(yùn)時，先投入3 號高加，最后投入1 號高加。高加投入過程中，一定要控制給水溫度的變化率≤55℃/H，最大值不超過110℃/H。

7 結(jié)語

通過對高加內(nèi)部結(jié)構(gòu)的介紹、泄漏對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響以及泄漏原因簡單介紹，對高加泄漏判斷現(xiàn)象進(jìn)行分析概況，并結(jié)合某公司歷次高加泄漏情況，總結(jié)出預(yù)防高加泄漏的具體措施，對減少高加的泄漏次數(shù)、提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性具有積極意義。