高加泄漏的判断及处理

高加泄漏的判断及处理

摘要：高压加热器系统是火力发电机组的主要热力系统之一，其性能和运行的可靠性将直接影响机组的经济性和安全性。长期以来，由于设计、制造、安装和运行等方面的原因，加热器泄漏的情况屡有发生，这不仅影响机组的负荷，而且因给水温度下降，使整个机组的热效率降低。文章通过对高加结构，泄漏对机组的影响，泄漏原因分析等方面的阐述，并结合张家口发电厂设备现场布置情况，总结出高加泄漏的判断及处理方法。

关键词：高压加热器；泄漏；判断；处理

0 引言

高压加热器是汽轮机最重要的辅助设备之一，主要作用是吸取汽轮机中已做过功的蒸汽热量，来加热锅炉给水，以提高机组的热效率。如果发生故障停运，给水只能通过旁路管道进入锅炉，就会大大降低进入锅炉的给水温度，从而增加燃料的消耗量，降低机组运行经济性。研究数据表明，锅炉给水温度每降低10℃，热耗率增加约0.4%，高压加热器若不能投入运行，将使机组出力降低8%～10%，煤耗率增大3%～5%，热效率降低4%～4.5%。自投产以来，出现了数次高加泄漏故障，影响了机组的安全及经济运行。通过对高加泄漏原因的分析，结合长期工作实践，在高加检修及运行方面进行了规范作业，从而有效地提高了其投入率。

1 高加的结构

我厂8台机组均配置3台高加及1台外置式蒸汽冷却器，均为卧式滚筒结构，串联布置，疏水采用逐级自流方式，水位采用自动调节方式，正常运行时，高加疏水倒至除氧器。高加通常都由过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段及疏水冷却段3部

分组成。典型卧式U型管高压加热器结构如图1 所示。

图1 典型卧式U型管高压加热器结构

1-防冲板；2-隔板；3-过热蒸汽冷却段隔板；4-管束保护环；5-防冲板；6-过热蒸汽冷却段遮热板；7-管板；8-给水出口；9-独立的分流隔板；10-压力密封人孔；11-给水进口；12-疏水出口；13-疏水冷却段隔板；14-疏水冷却段进口(吸入口)；15-疏水冷却段端板；16-拉杆和定距管；17-U型管；18-疏水进口；19-蒸汽进口；

2 高加泄漏对机组的影响

高压加热器是利用机组中间级后的抽汽，通过加热器传热管束，使给水与抽汽进行热交换，从而加热给水，提高给水温度，是火力发电厂提高经济性的重要手段。由于水侧压力远远高于汽侧压力，当传热管束即U型管发生泄漏时，水侧高压给水进入汽侧，造成高加水位升高，传热恶化，具体对机组的影响如下：(1) 高加泄漏后，会造成泄漏管周围管束受高压给水冲击而泄漏管束增多，泄漏更加严重，必须紧急解列高加进行处理，这样堵焊的管子就更少一些。

(2) 高加泄漏后，由于水侧压力远远高于汽侧压力，当高加水位急剧升高，而水位保护未动作时，水位将淹没抽汽进口管道，蒸汽带水将返回到蒸汽管道，甚至进入汽轮机缸体，造成汽轮机水冲击事故。

(3) 高加解列后，给水温度降低，从而主蒸汽压力下降，为使锅炉能够满足机组负荷，则必须相应增加燃煤量，增加风机出力，从而造成炉膛过热，汽温升高。

(4) 高压加热器的停运，还会影响机组出力，若要维持机组出力不变，则汽轮机监视段压力升高，停用的抽汽口后的各级叶片，隔板的轴向推力增大，为了机组

安全，就必须降低或限制汽轮机的功率，从而影响发电量。

(5) 高加泄漏直接影响高加投运率。

3 高加泄漏原因分析

3.1 高压加热器在投运或停运过程中操作不当

(1) 高压加热器投运前暖管时间不够，再投运过程中温升率控制不当，这样高温高压的蒸汽进入高压加热器后，对厚实的管板与较薄的管束之间吸热速度不同步，吸热不均匀而产生巨大的热应力，而使U型管产生热变形。

(2) 在高加停运时，高加内上部管束温降滞后，从而形成较大的温差，产生热变形。

3.2 热应力过大

加热器在启停过程中、调峰时负荷变化速度太快、主机或加热器故障而骤然停运加热器时，都会使金属温升率、温降率超过规定，使高加的管子和管板受到较大的热应力，管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏，引起端口泄漏。又因管子管壁簿、收缩快，管板厚、收缩慢，常导致管子与管板的焊缝或胀接处损坏。

3.3 冲刷侵蚀

当高加内某根管子发生损坏泄漏时，高压给水从泄漏处以极大的速度冲出会将邻近的管子或隔板冲刷破坏；另外，因防冲板材料和固定方式不合理，在运行中破碎或脱落，受到蒸汽或疏水的直接冲击时，失去防冲刷保护作用。

3.4 水侧超压

引起高加水侧压力过高的因素有给水压力、流量突变，如给水泵掉闸、汽机掉闸、锅炉安全门拒动、高加保护动作等情况，高加管系承压突升，又瞬间释放，使设备损坏；在机组运行中高加因故停用时，如果给水进出口阀门关闭严密，而进汽阀有泄漏时，被封闭在加热器管侧的给水受到漏入蒸汽的加热，会使管束的

给水压力大幅度上升，在高加水侧压力过高，水侧未安装安全阀或安全阀未动作时，过高的压力会使管子鼓胀而变粗开裂。

3.5 材质、检修工艺不良

管子材质不良、管壁簿厚不均、组装前管子有缺陷、胀口处过胀、管子外侧有拉损伤痕等，在加热器遇到异常工况时，会导致管子大量损坏；在检修时，一般常用锥形塞焊接堵管，捶击力量太大，引起管孔变形；在焊接过程中，如预热、焊缝位置及尺寸不合适，都会造成邻近管子与管板连接处的损坏，使之出现新的泄漏。

4 高加泄漏判断现象

(1) 在相同负荷工况下，由于高加泄漏，水侧大量漏入汽侧，通过疏水逐级自流至除氧器，为使汽包水位正常，则给水泵转速增加，给水流量发生明显增大。

(2) 高加水位异常波动，水位高信号报警，端差增大，远远高于正常值，水位调整门无论在自动或手动状态下均使泄漏加热器水位波动不止。

(3) 在相同水位运行情况下，高加疏水调整门开度以及疏水流量明显增大，如果泄漏严重可导致事故疏水门频繁打开，就地可听到明显泄漏声。

(4)高加泄漏后，由于传热恶化，则造成给水温度降低。

(5) 泄露严重时可能导致高加解列。

根据以上现象可判断是高加泄漏，如需要进一步证实，容许在负荷220MW 以下解列高加，进行注水检查，如果加热器水侧出口压力明显低于给水压力、加热器水位上升较快即可确定加热器发生泄漏，停止注水，通知检修处理。

5 高加泄漏的处理