1000MW超超臨界火電機(jī)組再熱熱段疏水罐泄漏原因分析及改造

張守文，李 磊，雷 鵬，郭進(jìn)文（華能玉環(huán)電廠，浙江 玉環(huán) 317604）

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1000MW超超臨界火電機(jī)組再熱熱段疏水罐泄漏原因分析及改造

張守文，李 磊，雷 鵬，郭進(jìn)文
（華能玉環(huán)電廠，浙江 玉環(huán) 317604）

摘 要：某電廠作為國內(nèi)首臺(tái)超超臨界百萬機(jī)組，投產(chǎn)運(yùn)行至今已10年，在機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行過程中曾出現(xiàn)了很多的技術(shù)難題，為了解決這些難題，該電廠多方調(diào)研并充分發(fā)揮員工積極性和創(chuàng)造性，將影響機(jī)組安全運(yùn)行的難題陸續(xù)的得以徹底解決。本文就再熱熱段疏水罐罐體開裂和疏水管道斷裂問題進(jìn)行深入的分析，并提出了相關(guān)的改造方案，經(jīng)改造后機(jī)組運(yùn)行6年，未發(fā)生過疏水罐開裂和疏水管道斷裂問題。

關(guān)鍵詞：1000MW；超超臨界；再熱熱段疏水罐；泄漏；原因分析；改造

1　背景概述

1000MW超超臨界火電機(jī)組熱段疏水罐泄漏嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運(yùn)行。超超臨界火力發(fā)電機(jī)組高溫再熱蒸汽管道采材質(zhì)為：A335 P91規(guī)格為Ф699×50的無縫鋼管。疏水罐布置在再熱汽門前最低點(diǎn)的水平管道母管上，疏水罐規(guī)格和材料是：Ф219.1×15.09 ，A335 P91。疏水罐底部至有壓放水管道規(guī)格和材料：Ф31.8×4，A335 P91。至高壓疏水?dāng)U容器疏水管道采用A335P91的Ф60.3×5.33無縫鋼管。

2010年至2012年期間，該電廠多臺(tái)機(jī)組曾陸續(xù)出現(xiàn)了熱段疏水罐運(yùn)行開裂和罐體底部疏水焊口斷裂的不安全事件，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。為徹底消除設(shè)備隱患，結(jié)合檢修對(duì)熱段管道疏水邏輯及疏水罐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了技改，以確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2　再熱熱段疏水罐開裂原因分析

熱段疏水罐開裂主要原因是熱段疏水邏輯問題和疏水罐本身結(jié)構(gòu)問題。

原設(shè)計(jì)疏水邏輯為液位控制，機(jī)組負(fù)荷率低于18%且凝汽器真空度低于-60KPa疏水閥開啟；疏水罐液位高且液位高高熱段疏水至高壓疏水?dāng)U容器疏水閥開啟。

機(jī)組啟動(dòng)或正常運(yùn)行過程中觸發(fā)疏水閥開啟邏輯，疏水閥開啟將疏水罐內(nèi)凝結(jié)水排至凝汽器。當(dāng)疏水罐液位達(dá)到最低液位時(shí)疏水閥關(guān)閉，疏水罐內(nèi)凝結(jié)水只能排到與疏水管底持平位置，此時(shí)凝結(jié)水面以上的筒體被再熱蒸汽不斷的加熱，而凝結(jié)水水面以下的筒體被持續(xù)的冷卻，失去熱源的疏水管道會(huì)逐漸冷卻至室溫，當(dāng)管道內(nèi)的蒸汽將至飽和蒸汽以下，凝結(jié)水就會(huì)回流，造成了在凝結(jié)水水面上、下筒體金屬之間和筒體的內(nèi)、外壁金屬之間會(huì)形成一定的溫差，形成熱應(yīng)力，在應(yīng)力的反復(fù)變化下，導(dǎo)致該環(huán)狀區(qū)域內(nèi)金屬產(chǎn)生熱疲勞，隨著金屬的疲勞強(qiáng)度不斷的下降，疲勞嚴(yán)重的部位會(huì)產(chǎn)生裂紋。

這種疲勞裂紋一定是水平于水面呈環(huán)向分布的，熱應(yīng)力是垂直于水平面即垂直于裂紋。

3　再熱熱段疏水技改內(nèi)容

3.1再熱熱段疏水邏輯的更改情況

再熱熱段疏水邏輯由液位控制更改為過熱度、液位、負(fù)荷共同控制的復(fù)合式控制方式，可在啟停階段達(dá)到節(jié)能減排的效益，并能減少正常運(yùn)行期間疏水罐溫差，提高運(yùn)行安全性。其邏輯為：過熱度（飽和蒸汽）大于60℃關(guān)閉，小于50℃開啟，測點(diǎn)取自熱段主汽門前后三個(gè)測點(diǎn)，邏輯為三取中，A和B兩側(cè)熱段管道獨(dú)立；液位控制：保留液位控制，液位高與液位高高熱段疏水至高壓疏水?dāng)U容器疏水閥開啟（兩側(cè)獨(dú)立）；負(fù)荷率控制：當(dāng)負(fù)荷率小于13%且凝汽器真空度低于-60KPa疏水閥開啟，當(dāng)負(fù)荷率大于15%且凝汽器真空度大于-60KPa，關(guān)閉兩側(cè)熱段疏水至高壓疏水?dāng)U容器疏水閥開啟。

3.2熱段疏水罐設(shè)備結(jié)構(gòu)更改情況

熱段疏水罐疏水點(diǎn)從原來的側(cè)面疏水至高壓疏水?dāng)U容器管道更改為底部疏水至高壓疏水?dāng)U容器，管道仍可利用原疏水管路和支吊架。

3.3現(xiàn)場改造注意事項(xiàng)

為節(jié)約技改費(fèi)用，將現(xiàn)場的疏水罐底部封頭更換即可?，F(xiàn)場疏水罐和封頭間P91材料的焊接預(yù)留足夠熱處理空間。疏水罐底部放水管道應(yīng)水平或高于原疏水管道。

4　結(jié)論

隨著國內(nèi)1000MW機(jī)組運(yùn)行年限的增多，熱力系統(tǒng)承壓部件失效的事件會(huì)越來越多，如果能及時(shí)有效的對(duì)失效部位進(jìn)行細(xì)致、認(rèn)真的分析，并進(jìn)行技改，可有效的防治類似事件的發(fā)生。電力系統(tǒng)防磨防爆工作任重而道遠(yuǎn)。目前我廠已將主汽、熱段、冷段疏水罐和高溫、高壓系統(tǒng)的疏水彎頭、接管座進(jìn)行了重點(diǎn)監(jiān)督和定期測厚。此技改實(shí)施可有效的避免類似1000MW超超臨界機(jī)組熱段疏水罐開裂和疏水管道斷裂事件的發(fā)生，具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］李來春等.華能玉環(huán)電廠輔機(jī)運(yùn)行規(guī)程［J］.華能玉環(huán)電廠，2009（12）.

［2］F302130S-J1203高溫再熱蒸汽管道安裝圖［J］.華東電力設(shè)計(jì)院.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.171

作者簡介：張守文（1982-），男，工程師，主要從事火力發(fā)電廠汽輪機(jī)設(shè)備技術(shù)管理工作。