談火電廠高壓加熱器泄漏原因及對策

張程 李潔 李大為

【摘 要】高壓加熱器是火電廠主要的輔助設(shè)備之一，高壓加熱器系統(tǒng)是火電廠重要的熱力系統(tǒng)，因此，高壓加熱器的工作水平直接影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文對火電廠高壓加熱器泄漏現(xiàn)象及危害進(jìn)行了簡單分析，并結(jié)合火電廠高壓加熱器泄漏原因，探討了相關(guān)的處理對策，以期確?；痣姀S高壓加熱器在生產(chǎn)過程中安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】火電廠；高壓加熱器；泄漏原因；對策

簡介平圩電廠二期高壓加熱器的工作原理是從汽輪機(jī)抽出的高壓過熱蒸汽首先進(jìn)入加熱器的“過熱蒸汽加熱段”，沿“S”型路徑流動，對“U”型管內(nèi)的給水進(jìn)行對流換熱，冷卻后的蒸汽進(jìn)入“飽和蒸汽冷凝段”繼續(xù)與給水進(jìn)行冷凝換熱，最后進(jìn)入“疏水冷卻段”換熱后逐漸成為疏水，其溫度大為降低，熱量大部分用來加熱給水。給水在“U”型管中被加熱后經(jīng)出水室混合進(jìn)入上級加熱器或省煤器，正常疏水通過逐級自流方式流至下一級加熱器，事故疏水則直接流至凝器疏水?dāng)U容器，對應(yīng)的正常和事故疏水調(diào)節(jié)裝置能自動維持加熱器水位正常。

高壓加熱器型式與結(jié)構(gòu)：臥式、表面凝結(jié)、U型換熱器，此類加熱器一般由三部分組成：過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段、疏水冷卻段。

一、火電廠高壓加熱器泄漏現(xiàn)象及危害

（一）泄露現(xiàn)象

火電廠高壓加熱器發(fā)生泄露的主要現(xiàn)象是：第一，高壓加熱器水位波動異常并發(fā)出“水位高”聲光信號報警，正常疏水和事故疏水調(diào)節(jié)閥開度異常增加，嚴(yán)重時兩者同時出現(xiàn)全開；第二，泄露嚴(yán)重時汽泵轉(zhuǎn)速上升明顯，給水流量增大，給水溫度降低，同時加熱器汽側(cè)內(nèi)部壓力升高；第三，除氧器補(bǔ)水量增加，加熱器端差增大；第四，高壓加熱器內(nèi)部有水沖刷的泄漏聲；第五，高加疏水管道泄漏后，由于給水疏水混合，造成疏水溫度降低。

（二）泄露危害

高壓加熱器泄漏后會給機(jī)組帶來嚴(yán)重危害：第一，高壓加熱器泄漏之后，周圍管束會由于高壓給水所具有的巨大沖擊力，而相繼出現(xiàn)泄露問題，進(jìn)而擴(kuò)大泄漏范圍；第二，高壓加熱器泄漏之后，從汽側(cè)壓力的角度出發(fā)來看待這一問題可以發(fā)現(xiàn)，隨著水側(cè)壓力的減小，一旦水位出現(xiàn)快速升高的現(xiàn)象，極易導(dǎo)致抽汽管道被淹沒，進(jìn)而導(dǎo)致蒸汽帶水將返回到蒸汽管道甚至進(jìn)入汽缸從而影響機(jī)組運(yùn)造成汽輪機(jī)水沖擊事故，威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行；第三，由于平圩電廠三臺高加共用一個進(jìn)口/旁路三通閥和一個出口閥，所以在三臺高壓加熱器解列之后，除氧器中的給水直接通過省煤器供給鍋爐，給水同時失去三臺高加溫度大幅度降低近百度，為使鍋爐能滿足機(jī)組負(fù)荷，則必須相應(yīng)增加燃煤量、熱耗、廠用電率，從而影響機(jī)組效率，不利于節(jié)能效益實(shí)現(xiàn)；第四，高壓加熱器泄漏及停運(yùn)之后，不僅會加劇葉片侵蝕，同時會對機(jī)組出力帶來不利影響，為了保證機(jī)組出力的穩(wěn)定性，會使得汽輪機(jī)監(jiān)視段壓力提升，為保證機(jī)組運(yùn)行的安全性，需要對汽輪機(jī)的功率進(jìn)行降低，同時可以降低發(fā)電機(jī)的出力。

二、火電廠高壓加熱器泄漏原因

（一）投運(yùn)操作不規(guī)范

在對高壓加熱器進(jìn)行投運(yùn)前，需要工作人員將關(guān)注的重點(diǎn)放在暖管的時間上，控制溫度變化率≯3℃/min。如果暖管時間與實(shí)際要求不符，極易導(dǎo)致高壓加熱器吸熱不均的現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致U型管變形，嚴(yán)重時出現(xiàn)泄漏。此外，在高壓加熱器停運(yùn)過程中，上側(cè)疏水側(cè)溫降之后形成的溫差較大，機(jī)組停運(yùn)或產(chǎn)生熱變形沒有及時切換到旁路使得冷水側(cè)冷卻過快，溫度劇烈變化易導(dǎo)致加熱器泄漏問題產(chǎn)生。

（二）加熱器疏水水位波動

由于高壓加熱器疏水水位在機(jī)組加減負(fù)荷時波動較大，使得管束受到不應(yīng)有的沖刷、震動，管板過熱，從而加速了管子的損壞程度，如果高加水位過低，會使疏水冷卻段進(jìn)口（吸水口）露出水面，造成蒸汽進(jìn)入該管段，這將破壞疏水流經(jīng)該段的虹吸作用，造成加熱器疏水端差變化，由于泄漏蒸汽的熱量損失，使加熱器效率降低，而高溫蒸汽的直接進(jìn)入，更造成管束沖刷及溫度急劇變化，在疏水冷卻段進(jìn)口處和疏水冷卻段內(nèi)造成沖蝕性危害，使管子損壞。

（三）管束泄漏對周圍管子的破壞

高壓加熱器內(nèi)部的管束都是按一定的順序緊密的排列在一起的，如果管子發(fā)生泄漏，處理不及時，管子就會出現(xiàn)損壞斷裂，當(dāng)高溫高壓的水流連續(xù)不斷的沖刷周邊管子時，就容易造成大面積的管子泄漏，而且，當(dāng)加熱器內(nèi)部的哦管束處于自由狀態(tài)，管子出現(xiàn)損壞斷裂時，由于高速水流不斷的沖擊，管子的斷口就會自由的擺動，不斷碰撞周邊的管子，就這樣在反復(fù)的的碰撞情況下也會出現(xiàn)一定的損壞，從而造成加熱器泄漏。

三、火電廠高壓加熱器泄漏處理對策

（一）保證機(jī)組負(fù)荷平穩(wěn)

無論是蒸汽壓力還是鍋爐蒸發(fā)量，都會隨著機(jī)組負(fù)荷的變化而變化，導(dǎo)致高壓加熱器的溫度和壓力隨之變化，出現(xiàn)膨脹、變形的問題，導(dǎo)致泄漏問題出現(xiàn)，要解決這一問題，需從以下幾個方面著手：第一，在對鍋爐進(jìn)行燃燒時，應(yīng)當(dāng)保證其受熱的均勻，并且對風(fēng)煤比例加以協(xié)調(diào)；第二，保證機(jī)組負(fù)荷平穩(wěn)，避免出現(xiàn)汽壓、汽溫大起大落的情況而出現(xiàn)溫度應(yīng)力；第三，在高壓加熱器停運(yùn)時，應(yīng)當(dāng)在第一時間切斷加熱器給水，同時關(guān)閉抽汽電動閥，然后再進(jìn)行抽汽電動門和逆止閥的檢查工作，這樣做的目的在于避免蒸汽進(jìn)入停運(yùn)加熱器，進(jìn)而對其

U型鋼管產(chǎn)生不利影響，而切斷加熱器給水的目的在于，避免由于給水溫度的急速下降導(dǎo)致焊縫變形情況的出現(xiàn)。上述措施的實(shí)施，均能夠在一定程度上對泄露現(xiàn)象的出現(xiàn)進(jìn)行有效規(guī)避。

（二）維持傳熱端溫差的最佳值

對于檢修或停運(yùn)后新投入的高壓加熱器，要密切監(jiān)視高壓加熱器水位，防止檢修后高壓加熱器疏水系統(tǒng)未導(dǎo)通或因加熱器疏水系統(tǒng)門開度不夠而引起的疏水不暢。同時，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視及時進(jìn)行調(diào)整，必要時可以通過事故疏水調(diào)節(jié)閥閥，降低高壓加熱器水位，維持高壓加熱器水位正常值。若疏水水位過低引起端溫差增大，應(yīng)及時進(jìn)行現(xiàn)場的水位調(diào)整，將加熱器端溫差調(diào)至4～7℃。若加熱器中集聚了不凝結(jié)氣體，將嚴(yán)重影響傳熱，端溫差也會上升。因此，需合理調(diào)整高壓加熱器抽空氣管上空氣門的開度。若水位明顯上升且汽動給水泵轉(zhuǎn)速明顯升高，說明加熱器存在泄漏，應(yīng)盡快停止加熱器運(yùn)行，防止泄漏噴出的高壓水柱沖壞周圍的管子，避免泄漏管束數(shù)量增加。

（三）加強(qiáng)管子泄露的檢修

檢測高壓加熱器管子泄漏的方法包括以下幾點(diǎn)：第一，殼側(cè)放盡疏水，利用給水對高加作通水試驗(yàn)，根據(jù)高加水側(cè)的壓力變化情況與放水閥的排水情況，可判斷高加有無泄漏，并估計泄漏程度，一般漏水量大的是管子本身泄漏，漏水量少的是管端處的焊接接頭泄漏；第二，在確認(rèn)高加有泄漏后，通過管程的放水口放盡內(nèi)部積水，用專用的拆卸工具將水室入孔蓋拿出，拆下水室上分程蓋板，并拆除防沖蝕裝置，在高壓加熱器汽側(cè)注凝結(jié)水，觀察哪一根管子排水，即可判斷管子泄漏。凡管子本身發(fā)生泄漏時，對泄漏管子和周圈管子應(yīng)進(jìn)行保護(hù)性堵管，把專用堵頭放到泄漏的管子里進(jìn)行焊接，泄漏管子全部焊接結(jié)束，再次進(jìn)行灌水找漏，確認(rèn)是否還存在泄漏，灌水找漏時，需要用壓縮空氣吹干管束表面，以便正確判斷是否還存在泄漏。

四、結(jié)束語

總而言之，高壓加熱器在火電廠的生產(chǎn)運(yùn)行過程中具有重要作用，但是其發(fā)生泄漏的原因較為復(fù)雜，在高壓加熱器運(yùn)行及維護(hù)的過程中，火電廠要結(jié)合泄漏原因和高壓加熱器運(yùn)行特點(diǎn)，合理采取有效措施，有效預(yù)防泄漏問題出現(xiàn)，并做好泄漏處理工作，避免泄漏范圍擴(kuò)大，保證高壓加熱器安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬士東，袁洪濤.600MW超臨界汽輪機(jī)高壓加熱器泄漏原因分析[J].華電技術(shù)，2010，32（09）：65-67+86.

[2]孟奇.淺談高壓加熱器泄漏分析及處理措施[J].設(shè)備管理與維修，2012（S1）：71-72.