330MW 汽轮机组倒立式高加泄漏分析张凯

330MW 汽轮机组倒立式高加泄漏分析张凯

摘要：高压加热器是火力发电厂机组的重要辅机,介绍了330MW机组高压加热

器泄漏的故障原因分析和预防措施，为避免高压加热器泄漏和泄漏后如何检修提

供经验。

关键词：高压加热器,泄漏,分析

1概述

某发电有限责任公司为2*330MW机组，汽轮机为北京北重汽轮电机有限责任公

司生产的亚临界、一次中间再热、单轴、三缸、双排汽、凝汽式汽轮机，型号为

N330-17.75/540/540，每台机组配置2台倒立式U形管高压加热器和1台蒸汽冷

却器，高加疏水逐级自流，水位采用自动调节方式，高加出口给水温度设计为253℃。高压加热器的工作原理是是采用汽轮机抽汽加热给水的表面式热交换器，通过这种回热方式减少汽轮机的冷源损失，提高了给水温度，从而提高了机组循

环的热经济性。

2高加泄漏的危害

高加的泄漏导致高加退出运行，不仅影响机组的安全性，也影响机组的发电能力，整个机组的热效率降低，影响了发电厂机组的经济性。

因为高压加热器水侧压力远远大于汽侧压力，当发生高加的U型管发生泄漏时，

高加的水侧高压给水就会快速的进入汽侧，在较短的时间内造成高加水位升高，

导致传热发生恶化。当高加水位升高时，可能进入汽轮机高中压缸，造成汽轮机

发生水冲击事故。此外高加停运后，还会造成汽轮机末几级蒸汽流量增大，加剧

叶片的侵蚀。故障后每次处理顺利时需要3-4天时间，如果给水系统不严密，可

能造成机组非计划停运。另外高加泄漏后，会造成泄漏管周围管束受高压给水冲

击而泄漏管束增多，高加的泄漏更加严重，必须迅速解列高加进行处理，故障不

至于进一步扩大。高加解列后，锅炉给水温度降低，给水温度降低约80-100℃，

引起机组的主蒸汽压力下降。蒸汽参数下降，影响机组的出力能力，为使锅炉能

够满足机组负荷，则必须相应增加煤量，增加三大风机出力，从而造成炉膛气温

升高，机组的发电煤耗增加约10g/kWh。

3高加的泄漏及处理

该发电公司高压加热器为青岛磐石容器制造有限公司生产的立式表面加热器；U

型换热管材质为SA556Gr.C2，规格为Φ16×2.12；水侧设计压力为25.4MPa，水侧

设计温度为270℃；汽侧设计压力为4.75 MPa，汽侧设计温度为350℃，高加壳

体是用钢板焊接而成，壳体安装了拉耳和壳体滚轮。水室组件由半球型封头和管

板组成，管板钻有孔以便插入U形管端，并以专门的骨架固定，内设隔板、支撑板、防冲板和包壳板。

电厂命名高加为6号高加、7号高加和6号蒸汽冷却器，某日运行人员发现1号

机6号高加水位异常升高，正常疏水无法控制水位，开启危急疏水后水位可控。

检查疏水调节门均正常，初步判断为高加泄漏。为进一步确认是6号高加还是7

号高加管束泄漏，手动解列1号机6、7号高加汽侧，关闭7号高加至6号高加

正常疏水调门后，7号高加汽侧水位迅速升高，给水三通阀动作，切至给水旁路，立即开启7号高加危机疏水门，7号高加水位下降，再次关闭7号高加危机疏水

门后，7号高加水位迅速上升，判断为7号高加泄漏。因高加给水三通阀内漏，

运行中无法隔离处理申请1号机故障停机处理。

高加检修工作票发出后，开始拆卸6、7号高加水室人孔门，检查隔板及入口侧

滤网完好无异常，在人孔门处安装轴流风机通风冷却。工作人员拆卸了水室内盖

板及入口滤网，下午根据管板图纸在管板上做标记，通压缩空气对7号高加管束

进行查漏，查出泄漏管束9根，本次7号高加除对泄漏的9根管束进行封堵外，

对泄漏管束周围16根管束进行了保护性堵管，同时对全部管束进行涡流探伤，

发现5根管束减薄，对减薄的管束也进行了封堵，7号高加共堵管30根，7号高

加共有管束1086根，现堵管率为2.76%；对6号高加管束进行涡流探伤，发现2

根管束减薄，进行了封堵。

4原因分析

电厂人员查阅近一年的1号机水汽查定记录表，省煤器入口给水、高加疏水、凝

结水等各项指标均在合格范围内，排除汽水品质原因对管束的影响。对投运以来

高加检修记录进行查阅，每次都对高加进行检查和管束涡流探伤，没有发现高加

管束减薄的问题。

经讨论分析认为，高加泄漏原因主要是今年以来机组调峰影响造成。在机组加减

负荷时，负荷变化速度过快，相应抽汽压力、抽汽温度迅速变化，在给水温度还

未来得及变化，加热器U型管以及关口焊缝由于受激烈的温度交变热应力而容易

损坏。1号机机组频繁启停调峰，高压加热器在投入停运特别频繁，高加投、停

时需要开启危机疏水门进行暖管，大量汽水混合物直接进入高加，使高加本体及

管道冲刷、振动，投入高加运行时用抽汽电动门难以控制控制温升速率。高加温

差变化大，易造成管束金属疲劳。机组启停时负荷变化速度快给高压加热器带来

的热冲击，尤其在高加紧急解列时，给高压加热器带来的热冲击更大，高加U型

管长期受热疲劳而容易损坏泄漏。

5防范措施

（1）电厂与设备制造厂联系，根据高加累计运行时间和使用情况，确定时间间隔，制定检测方案，及时发现管束缺陷和隐患。

（2）高加停运检检修时，坚定进行探伤检测的决心，彻底消除高加减薄泄漏的

隐患。

（3）加强给水三通阀及各抽气、疏水系统阀门检修维护，确保阀门关闭严密、

动作可靠，防止高加管束泄漏时造成汽轮机进水，对6、7号高加危急疏水管道、阀门焊口进行全面检查、探伤。

（4）在机组启停机时，采用高加随机滑启滑停，在运行过程中启动时，充分暖管，严格控制给水温升率，并在6号高加汽侧压力大于除氧器压力0.2MPa以上

后及时切换疏水至除氧器。

（5）在投、退高加时，应缓慢点动开启进汽电动门，禁止全开全关操作，避免

大量蒸汽直接进入汽侧；注意给水系统稳定运行，避免给水泵压力大幅波动、引

起水锤现象而振动。

（6）高加在运行中，保证省煤器入口给水、高加疏水、凝结水等各项指标均在

合格范围内

6结束语

电厂高加泄漏原因是多方面的，高加泄漏后危害也较大，在实际工作中，要严

格检修工艺及安装工艺进行探伤检测，也要保证高加投运和疏水端差控制严格按

照规程进行。