600 MW機(jī)組高壓加熱器泄漏原因分析及防范措施

管繼榮

(廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 惠來 510630)

0 引言

廣東粵電靖海發(fā)電有限公司2臺600 MW機(jī)組于2007年相繼投產(chǎn)，采用東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600－24.2/566/566型汽輪機(jī)，3臺高壓加熱器均為臥式U形管板式結(jié)構(gòu)，水側(cè)設(shè)大旁路，汽側(cè)疏水逐級自流。此次高壓加熱器泄漏為投產(chǎn)后首次泄漏，本文對泄漏原因進(jìn)行分析并給出相應(yīng)的防范措施。

1 高壓加熱器泄漏及處理過程

1.1 事件前有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行方式與工況

2011－07－23 T 21:45:00，#1機(jī)組自動發(fā)電控制(AGC)方式帶510 MW負(fù)荷運(yùn)行，鍋爐主給水流量為1 440 t/h(#1機(jī)組A汽動給水泵給水流量為830 t/h，B汽動給水泵給水流量為844 t/h)，凝結(jié)水流量為1 195 t/h。3臺高壓加熱器正常方式運(yùn)行:#1高壓加熱器水位為－17 mm，正常疏水調(diào)節(jié)閥投自動，開度55%;#2高壓加熱器水位為－16 mm，正常疏水調(diào)節(jié)閥投自動，開度85%;#3高壓加熱器水位為－200 mm，正常疏水調(diào)節(jié)閥手動，開度100%;3臺高壓加熱器危急疏水調(diào)節(jié)閥全部投自動關(guān)閉。

1.2 #2高壓加熱器泄漏及處理過程

2011－07－23 T 21:50:00，#1機(jī)組AGC往550 MW升負(fù)荷;21:55:00，有功功率為550 MW，給水流量為1585 t/h(2臺汽動給水泵出力分別為987和997 t/h)，#2高壓加熱器水位開始升高，正常疏水調(diào)節(jié)閥自動全開。21:55:50，#2高壓加熱器水位突然升高，操作員立刻將其危急疏水調(diào)節(jié)閥退出自動、手動全開100%(1 min后才全開);操作員又切#1高壓加熱器危急疏水調(diào)節(jié)閥手動全開(3 min后才開)。21:57:00，#2高壓加熱器水位快速升到200 mm(其高II、高III值開關(guān)量未報(bào)警動作)，后因危急疏水調(diào)節(jié)閥全開而回落;21:58:00，#2高壓加熱器水位回落至15 mm、隨后又升高至50 mm，手動全開正常疏水調(diào)節(jié)閥。

22:02:00，#1機(jī)組AGC往500 MW降負(fù)荷;22:08:00，逐步調(diào)整各疏水調(diào)節(jié)閥:#1高壓加熱器正常與危急疏水調(diào)節(jié)閥投自動可維持正常水位;#2高壓加熱器正常疏水調(diào)節(jié)閥全開、危急疏水調(diào)節(jié)閥開至40%(后調(diào)整至60%)方可維持水位;#3高壓加熱器正常疏水調(diào)節(jié)閥全開、危急疏水調(diào)節(jié)閥開至15%方可維持水位。多次核對各臺高壓加熱器水位及相關(guān)疏水調(diào)節(jié)閥開度，遠(yuǎn)方與就地?cái)?shù)據(jù)一致且正常。

22:40:00，機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在510 MW，各參數(shù)趨向穩(wěn)定，鍋爐給水流量為1490 t/h，#1機(jī)組A，B汽動給水泵流量分別為946和959 t/h。

2011－07－24 T 01:00:00，高壓加熱器水汽側(cè)退出運(yùn)行，高壓加熱器解列，隔離進(jìn)行查漏。

7月27日，檢修人員發(fā)現(xiàn)#2高壓加熱器有9根換熱管存在泄漏。

2 泄漏參數(shù)、數(shù)據(jù)對比分析

#1機(jī)組2011－07－23 T 22:40:00與21:45:00同等負(fù)荷(510 MW)工況下參數(shù)見表1。對比各參數(shù)發(fā)現(xiàn):

(1)鍋爐主給水流量只增加50 t/h，但2臺汽動給水泵給水流量之和增加了230 t/h，相差180 t/h，有待明確流量去向。

(2)2臺汽動給水泵轉(zhuǎn)速各增加了150 r/min，說明汽動給水泵出力確實(shí)增加了，流量準(zhǔn)確。

(3)#2高壓加熱器正常疏水調(diào)節(jié)閥全開、危急疏水調(diào)節(jié)閥開度為60%方能維持水位，#3高壓加熱器危急疏水調(diào)節(jié)閥開度也要開15%。

(4)凝結(jié)水流量增加183 t/h，與2臺汽動給水泵增加的流量較相符，為#2，#3高壓加熱器疏水經(jīng)危急疏水調(diào)節(jié)閥至疏水?dāng)U容器進(jìn)入凝器熱井所致。

經(jīng)上述分析及相關(guān)檢修人員確認(rèn)后，判斷為#2高壓加熱器泄漏。2011－07－24 T 00:30:00，#2高壓加熱器汽側(cè)先開始解列，01:00:00，3臺高壓加熱器汽側(cè)完全解列后，#2高壓加熱器正常疏水調(diào)節(jié)閥全關(guān)、危急疏水調(diào)節(jié)閥開度70%時(shí)其水位升高，#1，#3高壓加熱器汽側(cè)壓力到0后，#2高壓加熱器汽側(cè)壓力仍有0.87 MPa。01:37:00，給水切高壓加熱器大旁路運(yùn)行，整組高壓加熱器完全解列降壓冷卻。

表1 #1機(jī)組22:40:00與21:45:00同等負(fù)荷(510 MW)工況下參數(shù)(2011－07－23)

3 高壓加熱器泄漏處理過程分析

(1)#1機(jī)組#2高壓加熱器水位突然升高，操作員立即進(jìn)行了調(diào)整，防止高壓加熱器滿水;高壓加熱器給水系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)異常后，進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)對比和異常分析，最終確認(rèn)#2高壓加熱器泄漏。

(2)在分析處理過程中，首先要防止汽輪機(jī)進(jìn)水，再者要做好高壓加熱器跳閘的事故預(yù)想。如果運(yùn)行中高壓加熱器水位大幅上升并核對無誤，在確認(rèn)為泄漏后，應(yīng)立即解列高壓加熱器。

(3)#2高壓加熱器水位升高(200 mm)后，其高II、高III值液位開關(guān)量未報(bào)警動作，檢查發(fā)現(xiàn)#2高壓加熱器高III液位開關(guān)燒毀。對于此情況，在核對確認(rèn)水位升高后，應(yīng)按規(guī)程解列高壓加熱器汽側(cè)、水側(cè)，防止汽輪機(jī)進(jìn)水。

(4)防止加熱器超負(fù)荷運(yùn)行，在高壓加熱器、低壓加熱器停用后必須控制汽輪機(jī)各監(jiān)視段，不允許超負(fù)荷運(yùn)行，監(jiān)視主/再熱蒸汽溫度，防止?fàn)t管、主/再熱蒸汽超溫，否則適當(dāng)減負(fù)荷，同時(shí)按表2要求限負(fù)荷。

表2 加熱器停用及限負(fù)荷情況

4 防止高壓加熱器泄漏的措施

(1)運(yùn)行中加強(qiáng)高壓加熱器、低壓加熱器水位的監(jiān)視和調(diào)整，按規(guī)程和廠家要求維持其在正常工作水位(0 mm左右)運(yùn)行，監(jiān)視并控制高壓加熱器下端差在正常范圍內(nèi)(5.6～11.1℃)，避免在高壓加熱器疏水冷卻段引起汽、水混流沖蝕管子而導(dǎo)致管子損壞。

(2)運(yùn)行人員按規(guī)程和操作票要求執(zhí)行高壓加熱器、低壓加熱器投、退步驟，每次投運(yùn)時(shí)必須進(jìn)行注水排空氣和投運(yùn)連續(xù)排氣，嚴(yán)格控制投退時(shí)溫升/降率小于110℃/h。如果高壓加熱器投運(yùn)前暖管時(shí)間不夠，在投運(yùn)過程中溫升率控制不)當(dāng)，高溫、高壓的蒸汽進(jìn)入高壓加熱器后，因管板與管束吸熱速度不同步、吸熱不均勻而產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，從而使U形管產(chǎn)生熱變形。

(3)每次高壓加熱器、低壓加熱器水側(cè)投運(yùn)時(shí)，必須進(jìn)行高壓加熱器泄漏判斷。水側(cè)壓力升至全壓時(shí)關(guān)閉注水門，觀察10 min，各高壓加熱器水位無明顯上升，高壓加熱器水側(cè)壓力無明顯下降，高壓加熱器無泄漏，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。在運(yùn)行過程中，如果判斷高壓加熱器存在泄漏現(xiàn)象，必須立即解列高壓加熱器水側(cè)并投旁路，嚴(yán)禁高壓加熱器在泄漏狀態(tài)下運(yùn)行而造成故障擴(kuò)大。

(4)對高壓加熱器正常、危急疏水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行改造修理，保證閥門疏水通流量，確保能夠正常、及時(shí)調(diào)節(jié)且在運(yùn)行中能投入自動調(diào)節(jié)，保證正常疏水閥門調(diào)整的靈敏和危急疏水閥門在高壓加熱器水位高時(shí)能夠在3 s內(nèi)開啟，保證高壓加熱器水位安全，避免汽輪機(jī)進(jìn)水。

(5)對高壓加熱器給水系統(tǒng)進(jìn)行清理、清洗，清除高壓加熱器系統(tǒng)內(nèi)積存的污垢或異物，保證高壓加熱器工作性能，避免在運(yùn)行過程中損壞加熱器管子或堵塞疏水門。在機(jī)組大、小修期間對高壓加熱器的放水、疏水系統(tǒng)進(jìn)行清理，對高壓加熱器的水室進(jìn)行清理，避免換熱管道內(nèi)積垢，嚴(yán)禁使用高壓清洗的方法對換熱管道進(jìn)行清理。

(6)大、小修時(shí)對高壓加熱器、低壓加熱器U形管進(jìn)行探傷檢查，對換熱管道進(jìn)行內(nèi)窺檢查并檢查處理水室分隔板的嚴(yán)密性，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。

(7)檢查水位、溫度，為運(yùn)行人員提供正確的水位調(diào)整依據(jù)，保證高壓加熱器經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。每月定期對高壓加熱器、低壓加熱器就地水位計(jì)排污1次。

(8)保證除氧器出口給水品質(zhì)，控制給水溶氧的質(zhì)量濃度不超過10 μg/L，給水 pH值為9.2～9.6，減小高壓加熱器管板的腐蝕速率。

5 結(jié)束語

廣東粵電靖海發(fā)電有限公司高壓加熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，控制精細(xì)。實(shí)踐證明，機(jī)組啟動時(shí)間短，啟動過程安全、經(jīng)濟(jì)、可靠。電廠運(yùn)行人員應(yīng)該熟悉高壓加熱器的性能特點(diǎn)，了解設(shè)計(jì)意圖，確保機(jī)組順利啟動和延長機(jī)組的使用壽命。

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