高加系统学习

学习材料
授课安排（2008.09.24）
一：给水系统图
二：高加说明与维护（带图纸）
三：高加解列步骤
2008.09.20
学习材料
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高加说明与维护
1. 概述
火力发电厂中，汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段之一，回热加热系统的运行可靠性和运行性能的高低，直接影响整套机组的运行经济性。

随着火力发电厂机组向大容量高参数发展，高压加热器（以下简称高加）承受的给水压力和温度相应提高；在运行中还将受到机组负荷突变、给水泵故障、旁路切换等引起的压力和温度的骤变，这些都会导致高加管束漏泄。

为此，除了在高加的设计、制造和安装时必须保证质量外，还要在运行维护，检修等方面采取必要的措施，才能确保高加的长期安全运行。

给水回热加热提高了锅炉给水温度，使工质在炉内的吸热量减少，从而节省了燃料消耗量，提高了电厂的热经济性。

汽轮发电机组的加热器管束漏泄，会导致加热器水位升高，直接影响机组的安全运行。

尤其是高加，因给水压力高、漏泄量大、保护不及时动作，就会使汽轮机汽缸内进水，造成水冲击事故。

并且高加停用前后给水温度变化高达100℃左右，对锅炉燃烧造成冲击，调节不好会引起主蒸汽温度、主蒸汽压力变化超过规定值。

1＃机组2＃高加自试运行以来，已多次发生管系泄漏事故。

现针对高加的结构特点和泄漏情况及处理工艺、运行条件等几方面对漏泄原因进行分析，以助于学习。

2. 高压加热器的结构特点
高加采用立式U型管（采用进口材质）全焊结构、高压表面式加热器，其壳侧为蒸汽，管侧为给水，抽汽在壳侧凝结成疏水。

蒸汽在高压加热器内部对给水的加热分为过热蒸汽段、凝结放热段及疏水冷却段。

加热段和过热蒸汽冷却段设计在能适当控制疏水量的前提下，使加热器内积水的表面积暴露最小，以便减少在汽轮机甩负荷时疏水扩容后倒流入汽机，满足加热器的运行要求，使得加热器处于最佳工作状态。

外壳由圆柱体+标准椭圆封头组成承压壳，其上设有满足各种功能需要的管座，还设有切割、保护环、滚轮座等。

水侧水室由管板、筒体（球形封头）、U形管组成高压腔，由分程隔板将主给水分为两流程，且设有超压保护装置，为方便维修、检查，水室上设有的四合环自密封的人孔。

加热器的管板与管口采用爆炸焊工艺，这种焊接工艺的可靠性比较高。

管系为加热器的受热面所在，管子、管板采用胀焊连接结构，蒸汽冷段采用包壳+折流板组成，凝结区主要有隔板及固定装置组成，为保证换热效果，还设有不凝气体抽吸装置，疏冷段由隔板、包壳、密封等部分组成。

高加采用电动旁路保护系统：当高加发生故障或管子破裂时，能迅速切断高加给水，同时开启旁路向锅炉上水。

高加水侧设有安全阀，以防水侧超压，保护高加。

汽侧也有安全阀，当给水管破裂时保护壳侧。

高加设有排气系统，该排气系统排除蒸汽停滞区内的不凝结气体，使加热器不被腐蚀。

3. 管束漏泄的原因分析
3.1操作不当
由于机组在启停的过程中，高加温升、温降的速度直接影响管束与管板焊缝受到的热应力。

人为的操作不当，不能很好的控制抽汽投入、切除时间，就有可能导致抽汽温度、压力、流量的变化与温升、温降率没有得到有效控制，导致焊缝的结构损伤，引起漏泄。

3.2 高加在低水位或无水位运行
水位过低或无水位运行，对高加的经济安全运行造成很大危害。

当无水位运行时，上一级的蒸汽通过疏水管道直接进入下一级高加的汽侧，从而使部分高参数的蒸汽取成了下一级较低参数的蒸汽，降低了回热效果，破坏了各加热器间的正常参数关系，破坏了使疏水流经该段的虹吸作用，形成蒸汽和水两相流动，容积流量增加，流速增加，形成高速流动的汽水混合物。

高速流动的汽水混合物在疏水冷却段进口处和内部对管束进行冲刷，引起管束冲蚀性破坏。

另外，这两相流体还会严重冲刷疏水管道及其附件，并产生振动，尤其对疏水管弯头及疏水调节阀损害较大。

因此，应禁止长期无水位运行。

根据高加运行情况分析，造成高加低水位或无水位运行的直接原因是高加事故疏
水调节阀经常开启，而事故疏水调节阀常开的原因又是因为高加水位测点低于正常水位，使之误发信号所致。

所以热工自动调节应满足各种运行工况，保证调节性能，提高自动投入率，而运行人员应加强监督，一旦疏水自动调节装置不能自动维持水位时，应手动调节维持。

3.3 U型管束在汽水流动扰动下振动
具有一定弹性的U型管束在汽水流动产生的扰动力作用下会产生振动。

当激振力的频率与管束的自振频率相吻合时，将引起管束共振。

尤其在高加低水位或无水位运行时，疏水冷却段形成的高速流动的汽水混合物将产生较大的激振力，引起管束振动，造成高加管束–管板焊口开焊漏泄。

3.4 高加内部积有不凝结气体
高加在停放时，如不采取充蒸汽或充氮保护，空气就会进入高加，运行中进入高加的抽气也会带入或分离出一些不凝结气体，时间长了这些气体会聚集在汽侧某一部位，会大大降低蒸汽在管壁凝结的放热强度，而不凝结气体中的氧气等还会造成管束腐蚀。

高加汽侧装有放空气管。

有些电厂认为空气门节流孔易冲刷，并由于蒸汽逐级泄漏影响经济性而取消空气门，这是不可取的。

高加排汽管道设计不合理，空气通过该管道进入高加内部或不能及时的将不凝结气体和氧元素带入高加，致使高加管束及管束－管板接口腐蚀。

3.5 抽汽逆止门及电动抽气阀故障
由于电动抽气阀严密性和抽汽逆止门执行机构方面的问题，电厂普遍反映抽气阀关不严。

高加故障时，如主机不停，高加无法隔离检修，会影响投入率。

另外，高加因故障停用时，如果给水进出口阀门关闭不严密或注入除盐水查漏时，而抽汽阀门有泄漏时，被封闭在加热器管侧的给水受到漏入蒸汽的加热，会使管束内的水压大幅度上升，对管束管板的损害性极大，严重的甚至引起超压爆管。

4 高加管束漏泄的预防
4.1 控制温升、温降率
由于机组采用滑参数启停，故高加可以随同机组同时启停。

高加随机启动时，负荷逐渐增加，抽汽温度、压力、流量及加热器水温是逐渐上升的，金属的温升可控制在较小范围内，减少管系与管板的温差，可避免管系胀口松弛和管系膨胀不均而引起的漏泄。

把温降限制值小于温升值，是由于停用时，总是先停抽汽，而给水仍通过加热器，此时管壁温度高于给水温度，较冷的给水流经管子，使管子首先冷却收缩，容易在管子和管板的结合面上造成破坏。

采用随机启停的方式，其中重要的是温升、温降率的控制，因为温升、温降的速度直接影响焊缝受到的热应力。

当然高加启停中水位不易控制，一旦管系泄漏操作比较紧张。

运行人员要，掌握好抽汽及给水的投入及关停时间段。

4.2控制水质
应严格控制给水品质，包括含氧量、pH值等防止腐蚀。

应保证放空气系统的正常工作和采取有效的防腐措施，通常可根据停用时间长短及具备的条件，采用充水、充气和充氨的方法。

4.3排放空气畅通
高加排放空气管道阀门不严，采取更换阀门，将管道末端接止无压管道处，保证排放空气及时，畅通。

4.5 堵管修复
对U形管高加管束的泄漏，堵管是一种主要的修复手段。

对于已发现的管束泄漏，应及早停用检修，防止继发性冲蚀。

在出现管系泄漏时，应查明究竟是管子本身漏还是焊缝漏，不应草率将管子堵塞，甚至将附近几根管子都堵塞。

在堵管前应查清管束泄漏的型式及位置，并据此选用合适的堵管方式及工艺。

5. 检修步骤
5.1 办理工作票，解列高加。

5.2 清理周围卫生，搭设脚手架。

5.3 清理人孔门上保温及杂物，将各难拆螺栓渗上煤油或松动剂,除锈。

5.4 松开门盖与本体的压紧螺母，并将其取下。

5.5 取出四分环止动圆框，用行车将自密封部件拖住，必要时用1吨手拉葫芦。

5.6 铜棒向下撬自密封部件，直到不影响四分环的取出，取下四分环，用行车或手动葫芦缓缓的将自密封部件提出。

5.7人孔门密封面清理干净，检查无坑点，沟痕。

5.8 查漏并检修
5.8.1进入本体内部，检查内部备件无砂眼、裂纹及严重冲刷等缺陷，发现后应及时处理，更换水室出口挡板石棉垫。

5.8.2检查螺栓有无咬扣、打滑现象，更换受损螺栓；将螺栓清理干净，擦铅粉。

5.8.3采用灌水打压法检查钢管有无泄漏，管板与管束有无开裂。

5.8.3.1利用给水对高加作通水试验，根据高加水侧的压力变化情况与事故水阀的排泄情况，可判断高加有无泄漏，并估计泄漏程度。

（此步骤在高加解列前检查）
5.8.3.2在已验证高加有泄漏情况下，抽除水室内积水至管端以下250mm。

管端涂以肥皂水，在高加汽侧通以0.8－1.0MPa压缩空气，有条件时可以升高压力到2.0MPa。

5.8.3.3做管板表面检查，可用10倍放大镜细微观察焊缝，如果有管子本身泄漏，则气流便从该管内径射出，如果管端焊缝泄漏则会有微量气流冲破该处肥皂水膜而溢出。

亦可不涂肥皂水，而在管板上保留50mm左右水层，有气泡来确定管子或管端焊缝的泄漏位置。

5.8.3.4检漏期间，应将确切的泄漏位置标上记号，对于管子本身泄漏而无法补焊的，修整使管孔或管板孔圆整、清洁，与堵头有良好的接触面，再用堵漏塞子堵住并焊好。

堵头长50mm，直径10/12，并且在大头长开10mm直径1个左右的小孔，以减小焊接应力。

5.8.3.5 对于管端焊缝因裂纹，气孔等缺陷泄漏，而管子本身无损坏的，一般必须用专用刀具，刮除泄漏焊缝，并开出V型或U型坡口，再用A304等焊条补焊。

焊补时切忌带水、汽操作，也不能贪图方便，不铲去小漏量焊缝原有焊渣而直接补焊。

高加管系泄漏检修完毕再次投运时应利用管系注水时，进行高加检漏，当确证高加无泄漏时，方可打开入、出口给水阀，使高加通水。

高加解列步骤
一：手动解列汽水侧
（1）依次缓慢关闭＃1、#2高加进汽电动门,控制给水温度变化率不应大于1.7℃/min,并注意汽包水位及给水温度的变化。

（2）当高加进汽电动门全关后，关闭一、二段抽汽逆止阀，开启一、二段抽汽管道疏水门。

（3）关闭高加疏水至除氧器电动门，各高加危急疏水阀动作正常以维持水位正常。

（4）关闭#1、＃2高加至除氧器空气门。

（5）若隔离水侧则待汽侧全部停用且泄压后方可关闭进、出口电动门，水侧旁路开启，注意给水压力、流量、温度的变化。

（6）开启水侧放空气阀，防止进汽阀不严泄漏，给水升温而超压。

（7）若检修有工作,根据具体工作认真做好系统隔离措施。

二：解列水侧（顺停）
高加汽侧顺控停：
（1）关抽汽电动隔离门；
（2）关抽汽逆止门；
（3）开抽汽逆止阀前后疏水门
高加水侧顺控停：
（1）关闭高加进口电动门。

（2）关闭高加出口电动门。