#3 高加泄漏原因及对机组的影响分析
作者：陈大云
来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》 2014年第12期
陈大云（大唐淮南洛河发电厂）
摘要：发电机组在运行过程中，受高压加热器泄漏的影响和制约，为了确保发电机组正常运行，需要采取措施防止高压加热器发生泄漏。为此，本文通过阐述高压加热器泄漏后对机组的影响，分析加热器泄漏原因，同时提出相应的政策建议，进而在一定程度上确保发电机组正常运行。
关键词：高加泄漏 机组运行 加热器
1 高压加热器泄漏后对机组的影响分析
某300MW 机组#3 高加泄漏前后给水系统相关参数如下：
2008 年6 月14 日发现该机组#3 高加泄漏，随后对#3 高加进行了消缺处理。发电厂在运行过程中，加热器作为其中的一种辅助设备，一旦发生故障，一方面影响发电厂的经济性，另一方面对主机以及其他设备的安全运行构成直接的威胁，甚至在一定程度上对设备造成严重的损害。在电厂出现的各种故障中，加热器尤其是高加系统发生的故障仅次于锅炉爆管。根据统计资料显示，在给水加热器出现的各种故障中，所占比重最大的是管系泄漏。与汽侧压力相比，表面式回热加热器水侧压力往往比较大，一旦管系发生泄漏，在一定程度上导致给水冲入壳体，使得给水充满汽侧。在这种情况下，水将沿着抽汽管道倒灌入汽轮机，进一步导致汽轮机汽缸发生变形，甚至导致叶片发生断裂等事故，直接威胁到发电机组的正常运行。
对于高压加热器来说，通常情况下，是借助机组中间级后的抽汽，通过加热器传热管束，进而在一定程度上完成给水与抽汽之间的热交换，进一步对给水进行加热，同时提高给水水温，在日常运行中，这是提高发电厂经济性的重要举措。与汽侧压力（2～6MPa）相比，由于水侧压力（25MPa）比较高，当传热管束发生泄漏时，给水在水侧高压的影响下进入汽侧，进一步升高高加水位，恶化传热过程。对于机组来说，发生高加泄漏后，高压泄露产生的影响主要表现为：
①高压给水冲击泄漏管周围管束，进而增加泄漏管束，进一步恶化泄漏，在这种情况下，必须紧急解列高加进行处理，进而减少堵焊的管子。
②与汽侧压力2～4MPa 相比，由于水侧压力25MPa 比较高，当高加水位急剧升高，而相对应的水位保护未动作时，在这种情况下，抽汽进口管道将会被水位淹没，直接导致蒸汽带水返回蒸汽管道，甚至进入中压缸，进而在一定程度上发生汽轮机水冲击事故。
③降低给水温度，通常情况下，给水温度由280℃下降到170℃，同时降低了主蒸汽压力。为了确保锅炉能够正常满足机组的负荷，通常情况下，需要增加相应的燃煤量，进一步增加风机出力，使得炉膛在一定程度上出现过热、气温升高的现象，其中标准煤使用量将增加12g/kwh，相应的机组热耗增加4.6％，厂用电率增加约0.5％。
④汽轮机末几级蒸汽流量因高加泄漏而增大，叶片侵蚀进一步加剧。
⑤高压加热器的停运，使得机组的出力受到影响，如果确保机组出力保持不变，那么汽轮机监视段的压力就会相应的升高，同时增大隔板的轴向推力。通过降低或限制汽轮机的功率，进一步确保机组运行的安全性。
⑥20080615 第一班因#4 机#3 高加有余压、余温117℃，#3 高加检修工作未开工。本班因高加原因少发电20 万KWH。
⑦20080615 第二班#4 机#3 高加检修工作于10:22开工，工期至18：00`。因#4 机#3 高加检修，本班少发电35 万KWH。
⑧20080615 第三班因#4 机#3 高加消缺少发电量16 万KWH。
⑨20080616 第一班#4 机高加注满水，高加进水三通门打不开，联系热控，7:05` 处理好，7:55` 高加投运。本班少发电量25 万KWH。
⑩整个#4 机#3 高加处理过程合计少发电量96 万KWH。
11在处理高加泄漏的过程中，如果顺利，每次需要30小时，如果系统不严密，在这种情况下需要延长工作冷却时间，使得高加投运率直接受到影响。从#4 机#3 高加消缺工作票接收、措施办理、许可、消缺工作进行、工作总结、高加投运。（2008-6-14-14：14~2008-6-16-07：55）合计约41 小时。
2 加热器泄漏原因分析
2.1 管子端口泄漏的原因
①在启停加热器的过程中，由于热应力过大，并且温升率、温降率超过相关的规定，进而在一定程度上使得较大的热应力作用到高加的管子和管板上，进一步损坏管子和管板相联接的焊缝或胀接处，进而导致端口发生泄漏。
②在管子与管板相连的过程中，由于管板发生变形，进而在一定程度上使得管子的端口发生泄漏。
③制造质量不合格，对于高加管板来说，其材质主要是合金钢，而高加管子的材质却是低碳钢，在对两者进行焊接时，通常情况下，需要将低碳钢堆焊在管板上。在焊接过程中，由于难以保证堆焊技术，进而容易出现焊接缺陷。
2.2 管子本身发生泄漏的原因
①在加热器的内部，产生相应的汽水两相流现象，其原因主要表现为：一是与设计要求相比，过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽没有达到相应的过热度；二是对于加热器来说，其疏水水位过低、无水位，以及与设计值相比，疏水温度过高等因素使疏水闪蒸，进入下一级加热
器时，疏水带有蒸汽，对加热器管进行冲刷，进而造成损坏；三是高压给水在高加内某根管子发生损坏泄漏时，以极大的速度从泄漏处冲出，进而在一定程度上会冲刷破坏邻近的管子或隔板。
②通常情况下，当管子振动给水温度过低或机组超负荷，并且加热器管子间蒸汽流量和流速超过设计值较多时，在壳侧流体扰动力的作用下，使得具有一定弹性的管束产生振动，与管束自然振动频率或其倍数相比，当激振力的频率吻合时，将会使得管束产生共振，同时大大增大振幅，在反复作用力的影响下，进一步损坏管与管板的连接处。在损坏机理方面，管束振动主要包括：a 管子或管子与管板连接处的应力，由于振动进一步超出材料的疲劳持久极限，进而在一定程度上造成管子疲劳断裂；b 在支撑隔板的管孔中，振动的管子与隔板金属发生摩擦，进而削弱了管壁的厚度，导致破裂；c 在跨度的中间位置上，相邻的管子由于振动幅度较大，进而相互摩擦，进而在一定程度上造成管子发生磨损或疲劳断裂。
③在碳钢加热器中，管子给水入口端发生侵蚀，通常情况下，管子给水入口端的侵蚀是一种侵蚀和腐蚀相互作用的结果，其腐蚀机理主要表现为：高紊流度的给水破坏并带走管壁金属表面形成的氧化膜，进而在一定程度上不断损失金属材料。
④超压爆管，通常情况下，造成高加水侧压力过高的原因主要包括：一是对于配备定速驱动给水泵的系统来说，在正常运行的情况下，如果根据给水压力对加热器水侧的设计压力进行确定，那么在启动或低负荷运行时，给水流量由于锅炉给水调节门开度较小而减小，进而在一定程度上增加了给水泵的出口压力，与设计的给水压力值相比，当管束承受压力多大时就会发生爆管。二是机组运行过程中，由于故障而停止使用高加，在这种情况下，如果严密关闭给水进出口阀门，而进汽阀存在泄漏时，在加热器管侧的给水，因封闭受到漏入蒸汽的加热，进而在一定程度上增加了管束的给水压力。
⑤材质、工艺不良，在选择原材料的过程中，由于管子材质存在问题，降低了管壁的均匀程度。在组装前，由于管子存在缺陷，胀口处过胀等，当加热器发生异常时，进而在一定程度上损坏管子。
参考文献
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[2]刘志真，韩同国.回热加热器泄漏原因分析及对策[J].山东电力技术，2006(05).
[3]王静.加热器泄漏原因分析与预防措施[J].黑龙江科技信息，2010(07).
[4]周月伟.加热器泄漏原因分析及对策[J].科学之友(B 版)，2008(06).
#3 高加泄漏原因及对机组的影响分析
