上汽300?MW亞臨界機組#3高加泄漏原因分析

黨小冬

摘 要：在文中針對上汽300 MW亞臨界汽輪機組#3高壓加熱器在停機過程中經常出現的換熱管破裂現象進行了綜合分析，并對事故的發生經過進行了詳細闡述，在此基礎上就出現事故的原因進行了綜合分析，以此為基礎就如何改善這種情況提出了幾點建議。通過實際的改進，這種情況得到了有效的改善，為正常生產奠定了基礎。

關鍵詞：高壓加熱器 泄漏 逆流 正常疏水 危急疏水

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（b）-0041-02

上汽300 MW亞臨界汽輪機組#3高壓加熱器在機組停機過程中，極易發生換熱管破裂。針對#3高加泄漏原因分析探討積極采取應對措施，及時消除#3高加內漏隱患，保證機組安全運行。該文主要針對上汽300 MW機組停機過程中#3高加頻繁泄漏現象進行分析并采取應對措施。

該汽輪機為N300-16.7/538/538型汽輪機是上海汽輪機廠引進美國西屋公司技術制造的，為亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸、抽汽凝汽式汽輪機。該機組共設8級回熱抽汽，分別供3臺高加，1臺除氧器，4臺低加。

1 事故經過

2016年3月25日，19：00分接值長令停#5機，停機為滑參數停機。21：20機組負荷207 MW，機組開始減負荷，22：50機組負荷降至0 MW。打閘停機。

在機組負荷降至110 MW時，發現#3高加水位升高，水位升至+150 mm，連鎖開啟危急疏水閥疏水，待水位降至-38 mm，危急疏水閥關閉，后水位急劇升高，此后出現液位反復波動，初步判斷為#3高加內部換熱管道破裂。停機后待機組冷卻后，進行#3高加內部管道檢查，發現一處管道管口破裂，焊接修復后裝復。見圖1。

2 事故原因分析

這是由于#3高加正常疏水出口在除氧器，正常運行中是受三段抽汽壓力壓迫疏水走向較高的除氧器。但在停機過程中，三段抽汽壓力逐漸降低至0.6 MPa時，也就是在22：05分，這個壓力不能支撐正常疏水走向除氧器，此時危急疏水又沒有開啟，導致正常疏水管道內的冷凝水逆流回高加內，加上此時壓力及溫度降低過程中，在高加內的過熱蒸汽冷卻段不斷地有冷凝水產生，二者疊加后導致水位急劇上升，在水位第一次超過+150 mm時，連鎖開啟危急疏水閥，水位急劇下降，危急疏水閥關閉，但是輸水管道內的逆流水及過熱蒸汽冷卻段的冷凝水還在不斷增加，導致水位繼續上升，連鎖開啟危急疏水閥。

其次，在運行操作上，在停機時，由于受負荷降低影響，三段抽汽壓力、溫度都在下降，導致正常疏水在壓力下降到0.6 MPa時，由于壓力不足導致疏水逆流，此時，應關閉正常疏水，而啟動危機疏水閥進行水位調節，控制水位在±38 mm內，盡量不出現水位較大波動；但是運行人員認為是疏水閥開度小，疏水量不足，加大疏水閥開度進行疏水，從此時的高加水位曲線上看，此項操作并沒有降低高加水位，水位還在持續上升，直到水位達到連啟危機疏水閥后，水位才開始降低。

最后，在22：09～22：12的3 min內，#3高加入口蒸汽溫度從441 ℃降至335 ℃，降幅106 ℃。這是由于高加水位的第一次降低將入口管道的熱蒸汽拉至高加的過熱蒸汽冷卻段進行冷卻，但在高加水位第二次升高時，又將此高加的過熱蒸汽冷卻段的冷卻蒸汽反壓回入口蒸汽管道，導致管道內蒸汽溫度急劇降低。

3 改進措施

首先，加強機組停機過程中的高加水位控制，盡量使水位穩定在報警值范圍內。在機組停機時，當出現#3高加水位升高且超過報警值時，結合機組負荷、三抽壓力及水位上升速度等，確認是因三抽壓力降低導致#3高加正常疏水逆流時，應及時關閉正常疏水閥，通過調整危急疏水閥來控制水位。

其次，在停機切除高加時，高加水位盡量在正常范圍內，且水位穩定持續一段時間后進行，先切斷汽側氣源，觀察高加水位、溫度及壓力穩定后，在進行水側切換。盡量避免水位出現較大波動，這是由于伴隨著水位的劇烈波動，往往會出現溫度、壓力等參數隨水位變化而產生劇烈變化，對設備性能不利，較嚴重的就會出現高加內部換熱管道破裂。

最后，停機狀態下每臺機組高加的正常疏水逆流壓差都有不同，這是由于每天機組的設備布局及管道走向均有所不同，同時各廠停機參數也不完全相同，所以在理論計算后要結合實際運行情況進行總結，設置合理的操作條件，有效規避停機時#3高加正常疏水逆流產生?？梢酝ㄟ^觀察多次停機水位變化來確定，或進行專項試驗來確定。建議在逆流產生之前關閉正常疏水閥，通過危急疏水閥來調節高加水位。

4 結語

#5機組#3高加在2015年發生內漏3次，2016年一季度發生1次，且均發生在機組停機過程中。

之前分析認為#3高加在所有加熱器中，汽側與水側壓差最大，因此在運行中屬于最薄弱點，在汽輪機停機過程中，由于蒸汽參數及給水參數變化較為劇烈，導致#3高加非常容易產生管道破裂，是由于系統設計原因造成。但在之后連續不斷地出現多次高加內漏后，進一步地分析認為，在3臺高加中，#3高加的運行工況由于系統設計的原因，#3高加正常疏水是接到除氧器，比#1、2高加的正常疏水壓差大出很多，這就使得#3高加在降負荷時，由于蒸汽參數的變化，使#3高加的正常疏水無法正常進行而產生逆流，在不進行人為干預的情況下，就會出現#3高加水位多次劇烈波動，內部的換熱管道由于反復多次的工況變化，而產生疲勞降低材料機械性能，在加上較大的汽水壓差而產生換熱管道破裂。

在實際運行當中，根據機組設備布置情況及運行工況，要認真分析各高加水位變化，特別是工況較為復雜的#3高加，在機組啟停時，要根據系統特點，理論計算加實際測算，設置合理的運行調整方案，有效控制水位變化，穩定運行參數。

參考文獻

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