高压加热器泄漏原因分析及预防措施正式版

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高压加热器泄漏原因分析及预防措施

正式版

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一、设备概述

我厂国产优化改进型300MW汽轮机的高压加热器，采用三台引进福斯特--惠勒公司技术制造的单列卧式表面加热器。高压加热器带有内置式蒸汽冷却段和疏水冷却段，如图一。蒸汽冷却段利用汽轮机抽气的过热段来提高给水温度，使给水温度接近或略高于该加热器压力下的饱和温度。凝结段是利用蒸汽凝结的潜热加热给谁。疏水冷却段是把离开凝结段的疏水热量传给进入加热器的给水，从而使疏水温度降到饱和温度下。

二、高压加热器泄漏后对机组的影响

高压加热器是利用机组中间级后的抽汽，通过加热器传热管束，使给水与抽汽进行热交换，从而加热给水，提高给水温度，是火力发电厂提高经济性的重要手段。由于水侧压力（20MPa）远远高于汽侧压力（4MPa），当传热管束即U型管发生泄漏时，水侧高压给水进入汽侧，造成高加水位升高，传热恶化，具体对机组的影响如下：

1.高加泄漏后，会造成泄漏管周围管束受高压给水冲击而泄漏管束增多，泄漏更加严重，必须紧急解列高加进行处理，这样堵焊的管子就更少一些。

2.高加泄漏后，由于水侧压力20

MPa ，远远高于汽侧压力 4MPa，这样，当高加水位急剧升高，而水位保护未动作时，水位将淹没抽汽进口管道，蒸汽带水将返回到蒸汽管道，甚至进入中压缸，造成汽轮机水冲击事故。

3.高加解列后，给水温度降低，由280℃降低为170℃，从而主蒸汽压力下降，为使锅炉能够满足机组负荷，则必须相应增加燃煤量，增加风机出力，从而造成炉膛过热，气温升高，更重要的是标准煤耗约增加12g/kwh，机组热耗相应增加

4.6％，厂用电率增加约0.5％。

4.高加停运后，还会使汽轮机末几级蒸汽流量增大，加剧叶片的侵蚀。

5.高压加热器的停运，还会影响机组

出力，若要维持机组出力不变，则汽轮机监视段压力升高，停用的抽汽口后的各级叶片，隔板的轴向推力增大，为了机组安全，就必须降低或限制汽轮机的功率，从而影响发电量。

6.高加泄漏，每次处理顺利时需要30小时，系统不严密时，则工作冷却时间加长，直接影响高加投运率的目标。

三高加泄漏的现象

1.高加水位高信号报警，泄漏检测仪亦报警，另外还有高加端差增大，远远高于正常值。

2.由于高加泄漏，水侧大量漏入汽侧，通过疏水逐级自流入除氧气，为使汽包水位正常，则给水泵转速增加，给水流

量增大。

3.高加泄漏后，由于传热恶化，则造成给水温度降低。

四高加泄漏原因分析

1.运行中高加端差调整不及时。

300MW机组运行规程规定，高压加热器下端差正常为5.6--8℃。（端差是指高压加热器疏水出口温度与给水进口温度的差值。）

由于运行人员责任心不强，在疏水调节装置故障或其他原因造成高加水位大幅度波动的情况下，没有及时发现，未能及时处理，致使高加端差波动较大。

2.高加受到的化学腐蚀。

300MW机组给水品质规定：给水容氧＜

7μg/L,PH值为9.0--9.4.

给水容氧超标，将造成高加U型钢管管壁腐蚀而变薄，钢管与管板间的胀口受腐蚀而松弛，经长期运行，寿命逐渐缩短。

3.负荷变化速度快给高压加热器带来的热冲击。

在机组加减负荷时，负荷变化速度过快，相应抽汽压力、抽汽温度迅速变化，在给水温度还未来得及变化，加热器U型管以及关口焊缝由于受激烈的温度交变热应力而容易损坏，尤其在机组紧急甩负荷或高加紧急解列时，给高压加热器带来的热冲击更大，这样，加热器U型管长期受热疲劳而容易损坏泄漏。 4.高压加热

器在投入或停运过程操作不当。

主要有：

（1）高压加热器投运前暖管时间不够，再投运过程中温升率控制不当，这样高温高压的蒸汽进入高压加热器后，对厚实的管板与较薄的管束之间吸热速度不同步，吸热不均匀而产生巨大的热应力，而使得U型管产生热变形。

（2）在高加停运时，上侧疏水侧温降滞后，从而形成较大的温差，产生热变形。

5.高加每次停运查漏堵焊时，检修质量不过关。

主要有：（1）查漏，将泄漏的U型管必须全部找出来，否则堵焊仍然无效；

（2）堵焊，即焊接接工艺要精。

6.高加停运后保养措施不利。

在高加每次停运后，没有按要求采取蒸汽侧充氮和水侧充氨来进行保养。

7.高加每次停运后，未进行探伤检测。

在高加管板与U型钢管之间的胀口开裂或漏缝的情况下，没有进行探伤检测，给高加下次运行带来隐患。

8.在高加U型钢管堵焊时，堵头与木材材质不同，同样给高加运行带来隐患。

五、#3高加最易泄漏原因及分析

1.由于加热器的疏水是逐级自流的，疏水方向为#1--#2--#3，这样#3高加的疏水量最大，#3高加水位难以控制，很容易

形成水位大幅度波动现象。

2.三台高加水侧、汽侧技术规范：

#3高加水侧、汽侧工作压力差为20.9 MPa，#3高加水侧、汽侧进口温度差为292.6℃，压差、温差均居三台高加之首。

3.高加投入时，是由低压到高压的顺序投运的，因此，#3高加是最先投运的，高压给水对U型钢管造成的高压水冲击最大，尤其是U型弯管处受到的冲刷最厉害，频繁冲刷使管壁冲薄。

六、#3高压加热器泄漏预防措施

1.保证高压加热器传热端差最佳值。

（1）由于#3高加的疏水量最大，压差又小，在抽汽压力、抽汽量发生变化以及#3高加基调失灵的情况下导致疏水门关小

或关闭，容易引起疏水不畅，使水位升高，此时应加强监视检查，联系热工人员调整，必要时打开危险疏水阀，降低高加水位，维持高加水位正常值。

（2）若疏水水位过低引起端差增大，应及时联系生计科及热工人员共同进行现场的水位调整，将端差调至5.6--8℃之间。

（3）若加热器中集聚了不凝结气体，将严重影响传热，端差也会上升，因此，须合理调整高加抽空气管上阀门的开度（4）若水位明显上升，且给水泵的出力不正常的增大，表明加热器存在泄漏，申请尽快停用加热器，防止泄露喷出的高压水柱冲坏周围的管子，是泄漏管束数目

扩大。

2.保持机组负荷变化曲线平稳。

在机组启动、停用或变负荷过程中，蒸汽温度、蒸汽压力以及锅炉蒸发量在不断变化，从而高加抽汽压力、温度以及抽汽在不断发生变化，高压加热器内由于温度变化而产生膨胀或收缩变形，产生热应力，因此，为防高加热应力而产生的热变形，必须做到以下几点：

（1）锅炉要保持燃烧稳定，使炉内受热均匀，火焰中心适当，平衡通风，保持风煤比例协调。

（2）机组负荷变化率每分钟不大于

3MW，汽压变化率每分钟不大于0.05MPa，温度变化率每小时不大于56℃，保持在每

分钟0.5--1℃之间。

（3）在机组甩负荷以及高加紧急停运时，应立即切断加热器给水，同时要快速关闭抽汽阀，并检查抽汽逆执阀、抽汽电动门是否关严，否则手动将电动门绞紧，防止切断给水后蒸汽继续进入壳体加热不流动的给水，引起管子热变形，而切断给水后可避免抽汽消失后给水快速冷却管板，引起管口焊缝产生热应力变形。

3.高压加热器在投运、停运时注意事项：

（1）为防止高加投入过程中产生的热冲击，高加应随机启动投入。

（2）在高加故障停运时，应注意控制给水温度变化率不应大于1.1℃/min ,最大

不应超过1.8℃/min。

（3）高加停运时，先停运#1高加，最后停运#3高加。

（4）高加投运时，先投入#3高加，最后投入#1高加。

（5）高加投入过程中，严格控制给水温度变化率不应大于1.1℃/min，最大不应超过1.8℃/min。

4.加强管理，强化培训，创建学习型组织，争创知识性职工，提高运行值班人员的责任心及技术素质，从而在班组间创立一个认真负责，精心操作的良好氛围。

——此位置可填写公司或团队名字——