高壓加熱器安全經濟運行探討

高偉

摘要：高壓加熱器是火電廠運行系統中非常重要的設備構成之一，同時也是各類故障的高發區域。已有數據中統計認為：火電廠中高壓加熱器因各種原因所出現的故障僅僅低于鍋爐四管故障，占到了整個火電廠設備運行故障近1/3的比例。基于此，本文主要對高壓加熱器安全經濟運行進行分析探討。

關鍵詞：高壓加熱器;安全經濟運行

1、高壓加熱器系統流程及參數

華能南京熱電有限公司現有兩臺汽輪機為抽汽背壓式，型號：CB50-10/565/2.6/1.6，型式為單缸、單軸、抽汽、反動、其設計點為額定抽汽工況：主汽進汽壓力10 MPa，溫度565℃，流量480t/h;中壓抽汽壓力2.6 MPa，流量85 t/h;排汽壓力1.6 MPa，于2017年12月完成兩臺汽輪機“72+24h”試運行后正式投入商業運行。

華能南京熱電每臺機組配兩臺100%容量的單列、立式高壓加熱器。當任一臺高加水側故障時，兩臺高加同時從系統中退出，給水通過三通閥快速切換至旁路供鍋爐。高加疏水正常運行時#1高加→#2高加→除氧器。啟、停機組和事故狀況下，高加疏水經危急疏水輸至定排擴容器。投入商業化運行后，2臺機組的高加運行中多次出現高加正常疏水調節閥堵塞情況，在此對并通過調節閥堵塞情況的分析，降低風險，并提出了高加經濟運行的方法。

2、高加正常疏水調節閥堵塞情況處理

#1機自2017年04月16日并網以來已運行近一年時間，從7月開始#1機高加正常疏水調門開度緩慢由52%上升至85%，嚴重影響高加正常運行。

根據汽泵出口流量和鍋爐進口流量比對，以及#2高加正常疏水門開度變化參數綜合考慮，認定為#1高加正常疏水調門問題。根據趨勢圖可以看出，為維持設定的水位，#1高加調門開度持續增大，嚴重影響了高加及機組的安全運行。11月13日，運行調整將#1機#1高加單獨隔離，檢修處理#1高加正常疏水調門問題。經檢修解體后發現，該門通流部分孔洞結垢嚴重，調門套筒網孔均被部分或全部堵塞，通流面積明顯降低。

從套筒網孔中清理出大量的粉末狀黑色固體，雖未送樣化驗，但根據其他電廠調門堵塞物質分析來看，該物質可能為磁性氧化鐵Fe?O?粉末。處理過后的疏水調門開度恢復至35%，但是經過一段時間的運行，#1高加正常疏水調門的開度又在緩慢的上升，再度面臨隔離檢修的過程，大大降低了機組運行的穩定性和經濟性。

3、原因分析

高加管束泄露的原因概括起來主要有以下幾方面：

調門結構及籠式套筒材料的調查調閥及閥籠套材質為有磁性的420不銹鋼，具有較好的耐蝕性、韌性和防銹性能。籠罩內有兩圈網孔，呈一定角度均勻布置，行間距大約4.5mm，共40孔，孔徑約5mm。因為材質具有磁性，孔徑較小，均勻布置的圓型降噪孔形成磁場產生磁力，極易吸附系統內的磁性Fe?O?粉末，吸附磁性Fe3O4粉末是一個逐漸發展的過程，最終會造成孔洞完全堵塞，這也是我們看到#1高加疏水調門開度緩慢增大的原因。

（2）根據化學運行檢測和化驗數據來看，去年7月初至今，機組運行時水及蒸汽中鐵離子的含量（電導率）基本控制在合格范圍內，個別樣由于機組啟動和取樣系統誤差造成超標，可以得出系統內汽水中鐵離子含量不是導致高加疏水調門頻繁堵塞的主要原因。

（3）鍋爐受熱面氧化皮由于高加進汽壓力波動，或者疏水調節閥調節不靈敏導致水位波動較大，管材將沖蝕嚴重，氧化皮脫落，最終造成疏水調節閥堵塞。

4、改善高加工作環境方法探討

4.1加強汽水品質管理

降低機組汽水系統中鐵離子的含量，加強化學混床運行的監測，尤其是凝水回收系統的監測，嚴格控制除鹽水中鐵離子的含量，提高汽水品質。

4.2?加大高加停用后的保養工作

加強高加運行時水位調整，嚴格控制高加進汽參數。用時，針對高加危急疏水門內漏問題，展開研究，做好系統隔離，并配合檢修處理。后期對備用機組高加進行保養工作，防止管板腐蝕。

4.3調整高加運行方式

4.3.1高加啟、停時，應嚴格按廠家說明書要求控制溫升、溫降速度，將水位控制在正常范圍內。機組在啟、停及低負荷時，高加的單側受壓和沖刷比較嚴重;機組啟動時，特別是熱態啟動時，主汽壓力都偏高，如汽側沒有壓力，水側投入會造成單側受壓。

4.3.2高加水側在沖轉前投入，控制給水壓力，開啟高加排空氣，緩慢開啟注水門對高加進行充分的排空，防止高加內積存空氣導致管束局部過熱損壞，暖管后投入水側運行。汽側隨機投入時，必須嚴格控制抽氣的升溫速度。在高加暖管過程中，疏水采用逐級自流，以盡量減少高加的汽、水側壓差。機組并網后，當高加的汽側壓力高于除氧器壓力時，應及時將疏水導入除氧器。主汽參數必須按照升溫、升壓曲線進行，不得大幅度地變化。嚴格控制升負荷速率可以有效控制抽氣參數，防止高加管束急劇受熱產生過大的熱應力，造成損壞。

4.3.3盡量避免在額定參數停機。停機過程中嚴格控制給水壓力，停機前解列高加汽、水側運行，避免高加單側受壓和冷、熱沖擊。

4.4維持高加水位正常

在機組正常運行中，高加水位低會造成管束沖刷嚴重，在啟、停過程中水位顯示往往不準確，有的電廠采取退水位保護或全開3臺高加的危急疏水維持運行，這種操作方式會造成高加汽側在極低水位運行，導致高加管束受到強烈沖刷。高加水位顯示不準時就地檢查水位，而且不得同時開啟3個高加的危急疏水。

4.5機組啟動時防止氧化皮脫落

加強鍋爐啟動與運行中的控制，嚴格按照鍋爐啟動要求，控制合格的升溫升壓速率。運行中合理調整燃燒工況，加強對鍋爐主汽溫及各受熱面的控制及調整，盡量減少主汽溫及鍋爐受熱面壁溫的大幅度波動。同時，及時了解入爐煤煤種特性，防止因煤質大幅度波動，造成汽溫、汽壓發生大幅度變化，使氧化皮脫落。

5、高加安全經濟運行方法

5.1衡量加熱器效率的主要指標

上端差：抽氣壓力下的飽和溫度與加熱器出水溫度差值。下端差：加熱器疏水溫度與其進水溫度差值。機組運行中加熱器上、下端差達到設計值，才能保證加熱器的經濟高效運行。

5.2水位調整試驗

5.2.1試驗內容

為確定高加最佳運行水位，本廠對高加進行了以下試驗：通過加熱器水位調整試驗，確定加熱器端差相對較小時所對應的水位和機組運行中的最佳水位，以提高加熱器傳熱效率，進而提高機組熱效率。

5.2.2試驗方法

2007-11-18，在50MW負荷時，解除加熱器水位保護，按一定幅度調整加熱器水位，待加熱器運行參數穩定后記錄其運行數據并計算加熱器端差。

5.2.3試驗結論

通過試驗得出：正常運行中加熱器水位直接影響加熱器的效率，尤其是下端差的影響非常明顯，但不同的機組其影響不同，應進行實際測量，并結合安全因素綜合考慮，來確定加熱器（包括高、低壓加熱器）的最佳水位，提高加熱器傳熱效率和機組熱效率。加熱器低水位運行不僅影響效率，而且會加劇管束的沖刷，造成管束的泄漏。在運行中改善加熱器運行環境，特別是降低高加進汽溫度，減小汽、水壓差是防止管束泄露、延長使用壽命的有效辦法。

6、結束語

針對高加正常疏水調節閥平凡堵塞現象，華能南京熱電采取了多種措施對高加運行的經濟性和安全性進行了分析，找到了解決的方法，投運4年來高加的性能和故障率一直屬于同類機組中的優秀水平。

參考文獻：[1]王江峰.淺論發電廠電氣系統運行中故障原因及應對措施[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2015，（12）.

[2]杜運輝.2×300MW火電廠電氣安裝及調試過程中存在的問題分析與處理[J].廣東建材，2009，（07）.