#3高加泄漏原因及對機組的影響分析

摘要：發電機組在運行過程中，受高壓加熱器泄漏的影響和制約，為了確保發電機組正常運行，需要采取措施防止高壓加熱器發生泄漏。為此，本文通過闡述高壓加熱器泄漏后對機組的影響，分析加熱器泄漏原因，同時提出相應的政策建議，進而在一定程度上確保發電機組正常運行。

關鍵詞：高加泄漏機組運行加熱器

1高壓加熱器泄漏后對機組的影響分析

某300MW機組#3高加泄漏前后給水系統相關參數如下：

2008年6月14日發現該機組#3高加泄漏，隨后對#3高加進行了消缺處理。發電廠在運行過程中，加熱器作為其中的一種輔助設備，一旦發生故障，一方面影響發電廠的經濟性，另一方面對主機以及其他設備的安全運行構成直接的威脅，甚至在一定程度上對設備造成嚴重的損害。在電廠出現的各種故障中，加熱器尤其是高加系統發生的故障僅次于鍋爐爆管。根據統計資料顯示，在給水加熱器出現的各種故障中，所占比重最大的是管系泄漏。與汽側壓力相比，表面式回熱加熱器水側壓力往往比較大，一旦管系發生泄漏，在一定程度上導致給水沖入殼體，使得給水充滿汽側。在這種情況下，水將沿著抽汽管道倒灌入汽輪機，進一步導致汽輪機汽缸發生變形，甚至導致葉片發生斷裂等事故，直接威脅到發電機組的正常運行。

對于高壓加熱器來說，通常情況下，是借助機組中間級后的抽汽，通過加熱器傳熱管束，進而在一定程度上完成給水與抽汽之間的熱交換，進一步對給水進行加熱，同時提高給水水溫，在日常運行中，這是提高發電廠經濟性的重要舉措。與汽側壓力（2～6MPa）相比，由于水側壓力（25MPa）比較高，當傳熱管束發生泄漏時，給水在水側高壓的影響下進入汽側，進一步升高高加水位，惡化傳熱過程。對于機組來說，發生高加泄漏后，高壓泄露產生的影響主要表現為：

①高壓給水沖擊泄漏管周圍管束，進而增加泄漏管束，進一步惡化泄漏，在這種情況下，必須緊急解列高加進行處理，進而減少堵焊的管子。

②與汽側壓力2～4MPa相比，由于水側壓力25 MPa比較高，當高加水位急劇升高，而相對應的水位保護未動作時，在這種情況下，抽汽進口管道將會被水位淹沒，直接導致蒸汽帶水返回蒸汽管道，甚至進入中壓缸，進而在一定程度上發生汽輪機水沖擊事故。

③降低給水溫度，通常情況下，給水溫度由280℃下降到170℃，同時降低了主蒸汽壓力。為了確保鍋爐能夠正常滿足機組的負荷，通常情況下，需要增加相應的燃煤量，進一步增加風機出力，使得爐膛在一定程度上出現過熱、氣溫升高的現象，其中標準煤使用量將增加12g/kwh，相應的機組熱耗增加4.6%，廠用電率增加約0.5%。

④汽輪機末幾級蒸汽流量因高加泄漏而增大，葉片侵蝕進一步加劇。

⑤高壓加熱器的停運，使得機組的出力受到影響，如果確保機組出力保持不變，那么汽輪機監視段的壓力就會相應的升高，同時增大隔板的軸向推力。通過降低或限制汽輪機的功率，進一步確保機組運行的安全性。

⑥20080615第一班因#4機#3高加有余壓、余溫117℃，#3高加檢修工作未開工。本班因高加原因少發電20萬KWH。

⑦20080615第二班#4機#3高加檢修工作于10：22開工，工期至18：00`。因#4機#3高加檢修，本班少發電35萬KWH。

⑧20080615第三班因#4機#3高加消缺少發電量16萬KWH。

⑨20080616第一班#4機高加注滿水，高加進水三通門打不開，聯系熱控，7：05`處理好，7：55`高加投運。本班少發電量25萬KWH。

⑩整個#4機#3高加處理過程合計少發電量96萬KWH。

1 1在處理高加泄漏的過程中，如果順利，每次需要30小時，如果系統不嚴密，在這種情況下需要延長工作冷卻時間，使得高加投運率直接受到影響。從#4機#3高加消缺工作票接收、措施辦理、許可、消缺工作進行、工作總結、高加投運。（2008-6-14-14：14～2008-6-16-07：55）合計約41小時。

2加熱器泄漏原因分析

2.1管子端口泄漏的原因

①在啟停加熱器的過程中，由于熱應力過大，并且溫升率、溫降率超過相關的規定，進而在一定程度上使得較大的熱應力作用到高加的管子和管板上，進一步損壞管子和管板相聯接的焊縫或脹接處，進而導致端口發生泄漏。

②在管子與管板相連的過程中，由于管板發生變形，進而在一定程度上使得管子的端口發生泄漏。

③制造質量不合格，對于高加管板來說，其材質主要是合金鋼，而高加管子的材質卻是低碳鋼，在對兩者進行焊接時，通常情況下，需要將低碳鋼堆焊在管板上。在焊接過程中，由于難以保證堆焊技術，進而容易出現焊接缺陷。

2.2管子本身發生泄漏的原因

①在加熱器的內部，產生相應的汽水兩相流現象，其原因主要表現為：一是與設計要求相比，過熱蒸汽冷卻段內部及其出口的蒸汽沒有達到相應的過熱度；二是對于加熱器來說，其疏水水位過低、無水位，以及與設計值相比，疏水溫度過高等因素使疏水閃蒸，進入下一級加熱器時，疏水帶有蒸汽，對加熱器管進行沖刷，進而造成損壞；三是高壓給水在高加內某根管子發生損壞泄漏時，以極大的速度從泄漏處沖出，進而在一定程度上會沖刷破壞鄰近的管子或隔板。

②通常情況下，當管子振動給水溫度過低或機組超負荷，并且加熱器管子間蒸汽流量和流速超過設計值較多時，在殼側流體擾動力的作用下，使得具有一定彈性的管束產生振動，與管束自然振動頻率或其倍數相比，當激振力的頻率吻合時，將會使得管束產生共振，同時大大增大振幅，在反復作用力的影響下，進一步損壞管與管板的連接處。在損壞機理方面，管束振動主要包括：a管子或管子與管板連接處的應力，由于振動進一步超出材料的疲勞持久極限，進而在一定程度上造成管子疲勞斷裂；b在支撐隔板的管孔中，振動的管子與隔板金屬發生摩擦，進而削弱了管壁的厚度，導致破裂；c在跨度的中間位置上，相鄰的管子由于振動幅度較大，進而相互摩擦，進而在一定程度上造成管子發生磨損或疲勞斷裂。

③在碳鋼加熱器中，管子給水入口端發生侵蝕，通常情況下，管子給水入口端的侵蝕是一種侵蝕和腐蝕相互作用的結果，其腐蝕機理主要表現為：高紊流度的給水破壞并帶走管壁金屬表面形成的氧化膜，進而在一定程度上不斷損失金屬材料。

④超壓爆管，通常情況下，造成高加水側壓力過高的原因主要包括：一是對于配備定速驅動給水泵的系統來說，在正常運行的情況下，如果根據給水壓力對加熱器水側的設計壓力進行確定，那么在啟動或低負荷運行時，給水流量由于鍋爐給水調節門開度較小而減小，進而在一定程度上增加了給水泵的出口壓力，與設計的給水壓力值相比，當管束承受壓力多大時就會發生爆管。二是機組運行過程中，由于故障而停止使用高加，在這種情況下，如果嚴密關閉給水進出口閥門，而進汽閥存在泄漏時，在加熱器管側的給水，因封閉受到漏入蒸汽的加熱，進而在一定程度上增加了管束的給水壓力。

⑤材質、工藝不良，在選擇原材料的過程中，由于管子材質存在問題，降低了管壁的均勻程度。在組裝前，由于管子存在缺陷，脹口處過脹等，當加熱器發生異常時，進而在一定程度上損壞管子。

參考文獻：

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