火力發(fā)電廠高\(yùn)\低壓加熱器泄露原因分析及解決辦法

摘要：高、低壓加熱器是發(fā)電廠的一種主要輔助設(shè)備。其一旦故障，將影響發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性和安全性。其中，U型管加熱器內(nèi)部管系泄漏主要分為管子本身泄漏和端口泄漏。本文分析了加熱器泄漏原因，且針對(duì)不同泄漏原因分別找出了相應(yīng)解決辦法，對(duì)減少泄漏事故具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：加熱器 泄漏 原因 解決辦法

1 加熱器泄漏原因分析

U型管加熱器內(nèi)部管系泄漏主要分為管子本身泄漏和端口泄漏(管子與管板脹接、焊接處泄漏)：

1.1 管子本身泄漏原因

1.1.1 沖刷侵蝕 一種原因是當(dāng)蒸汽的流動(dòng)速度較高且汽流中含有大直徑的水滴時(shí)，管子外壁受汽、水兩相流沖刷，變薄，發(fā)生穿孔或受給水壓力而鼓破。加熱器內(nèi)部產(chǎn)生汽水兩相流的主要原因：一是過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的過熱度引起的；二是加熱器的疏水水位保持過低或無水位或疏水溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值或疏水流動(dòng)阻力較大或抽汽壓力突然降低等因素使疏水閃蒸，疏水進(jìn)入下一級(jí)加熱器時(shí)就帶有蒸汽，沖刷加熱器管造成損壞；三是當(dāng)高加內(nèi)某根管子發(fā)生損壞泄漏時(shí)，高壓給水從泄漏處以極大的速度沖出會(huì)將鄰近的管子或隔板沖刷破壞。

另一種原因是受到蒸汽或疏水的直接沖擊。因防沖板材料和固定方式不合理，在運(yùn)行中破碎或脫落，失去防沖刷保護(hù)作用；防沖板面積不夠大，水滴隨高速氣流運(yùn)動(dòng)，撞擊防沖板以外的管束；殼體與管束間的距離太小，使入口處的汽流速度很高。

1.1.2 管子振動(dòng) 給水溫度過低或機(jī)組超負(fù)荷等情況下，通過加熱器管子間蒸汽流量和流速超過設(shè)計(jì)值較多時(shí)，具有一定彈性的管束在殼側(cè)流體擾動(dòng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)激振力的頻率與管束自然振動(dòng)頻率或其倍數(shù)相吻合時(shí)，將引起管束共振，使振幅大大的增加，導(dǎo)致管子與管板的連接處受到反復(fù)作用力造成管束損壞，管束振動(dòng)損壞的機(jī)理一般有：①由于振動(dòng)而使管子或管子與管板連接處的應(yīng)力超過材料的疲勞持久極限，使管子疲勞斷裂；②振動(dòng)的管子在支撐隔板的管孔中與隔板金屬發(fā)生摩擦，使管壁變薄，最后導(dǎo)致破裂；③當(dāng)振動(dòng)幅度較大時(shí)，在跨度的中間位置相鄰的管子會(huì)相互摩擦，使管子磨損或疲勞斷裂。

1.1.3 腐蝕 影響碳鋼管束腐蝕的主要因素有：含氧量和給水pH值：當(dāng)給水中的溶解氧過高或pH值過低，會(huì)使高加管子的內(nèi)壁受到腐蝕，故給水溶解氧的濃度不得超過7pg／L，pH值維持在9.3~9.6之間。如果殼側(cè)有氧氣存在(例如高加在運(yùn)行中放空氣管未投運(yùn)或工作不正常使空氣排放不完全)，將會(huì)引起管束外壁的氧腐蝕。

1.1.4 超壓爆管 引起高加水側(cè)壓力過高的因素：在機(jī)組運(yùn)行中高加因故停用時(shí)，如果給水進(jìn)出口閥門關(guān)閉嚴(yán)密，而進(jìn)汽閥有泄漏時(shí)，被封閉在加熱器管側(cè)的給水受到漏人蒸汽的加熱，會(huì)使管束的給水壓力大幅度上升。

高加水側(cè)壓力過高，水側(cè)又未安裝安全門時(shí)，過高的壓力會(huì)使管子鼓脹而變粗開裂。

1.1.5 材質(zhì)、工藝不良 管子材質(zhì)不良，管壁厚薄不均，組裝前管子有缺陷，脹口處過脹，管子外側(cè)有拉損傷痕等，在加熱器遇到異常工況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管子大量損壞。換熱U型管子管壁過薄，是結(jié)構(gòu)上造成泄漏的根本原因。

1.2 管子端口泄漏原因

1.2.1 熱應(yīng)力過大 加熱器在啟停過程中溫升率、溫降率超過規(guī)定，使高加的管子和管板受到較大的熱應(yīng)力，使管子和管板相聯(lián)接的焊縫或脹接處發(fā)生損壞，引起端口泄漏。

1.2.2 管板變形 管子與管板相連，管板變形會(huì)使管子的端口發(fā)生泄漏。高加管板水側(cè)壓力高、溫度低，汽側(cè)則壓力低、溫度高，尤其有內(nèi)置式疏水冷卻段者，溫差更大。如果管板的厚度不夠，則管板會(huì)有一定的變形。管板中心會(huì)向壓力低、溫度高的汽側(cè)鼓凸。在水側(cè)，管板發(fā)生中心凹陷。在主機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，高加汽側(cè)壓力和溫度相應(yīng)變化。如果高加的進(jìn)汽門內(nèi)漏，則在主機(jī)運(yùn)行中停運(yùn)高加后，會(huì)使高加水側(cè)被加熱而定容升壓，如水側(cè)無安全閥或安全閥失靈，壓力可能升得很高，也會(huì)使管板變形。

1.2.3 堵管工藝不當(dāng) 一般常用錐形塞焊接堵管。打入錐形塞時(shí)用力要適度；捶擊力量太大，引起管孔變形，影響鄰近管子與管板連接處，會(huì)造成損壞而使之出現(xiàn)新的泄漏。焊接過程中，如預(yù)熱、焊縫位置及尺寸不合適，會(huì)造成鄰近管子與管板連接處的損壞。采用其他堵管方法，如脹管堵管、爆炸堵管等，如工藝不當(dāng)，也會(huì)引起鄰近管口的泄漏。因此應(yīng)遵循嚴(yán)格的堵管工藝。

2 泄漏發(fā)生以后的處理措施

泄漏發(fā)生時(shí)造成給水壓力降低，送至鍋爐的給水量減少。因此在發(fā)現(xiàn)加熱器管系泄漏時(shí)要立即停運(yùn)加熱器，減少管子的損壞數(shù)量，減輕損壞程度。

機(jī)組停運(yùn)時(shí)，應(yīng)檢查高加是否泄漏，并想辦法消除。對(duì)于端口泄漏，應(yīng)刮去原有焊縫金屬再進(jìn)行補(bǔ)焊，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚裏釕?yīng)力：對(duì)于管子本身泄漏，應(yīng)先查清管束泄漏的形式及位置，并選用合適的堵管工藝，堵塞管子的兩個(gè)端口。無論采用何種堵管工藝，為保證堵管的質(zhì)量，被堵管的端頭部位一定要經(jīng)過良好處理，使管板、管孔圓整、清潔，與堵頭有良好的接觸面。在管子與管板連接處有裂紋或沖蝕的情況下，一定要去除端部原管子材料及焊縫金屬，使堵頭與管板緊密接觸。