高加泄漏对机组安全运行的影响及应采取的对策

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摘 要：通过对黄陵矿业煤矸石发电公司汽机高压加热器的结构和运行特点的比较，总结运行操作中造成高压加热器泄漏的主要问题，并对如何减少高压加热器泄漏，提高高压加热器投入率，谈谈自己的运行经验，共同提高运行水平。

关键词：高加；运行；解列；投入率

引言

我厂机组给水系统设计为3台高加，其疏水为逐级自流至除氧器，给水为一级大旁路，而每台加热器设计有高水位保护，在水位高三值时，高加汽水侧同时自动解列。一、二、三段抽汽逆止门及电动门关闭，给水走大旁路。

1机组运行方式

机组在正常运行时，负荷300 MW情况下：给水温度为272.6℃，除氧器水温为176℃，有两台电动给水泵运行，其转速在5418 rpm，主汽及给水流量在960 t/h左右，主汽压力在16.7MPa时，汽包压力在17.5MPa，给水压力在18.9MPa左右。

2 高加泄漏原因分析

2.1 高压加热器在投运或停运过程中操作不当

2.1.1 高压加热器投运前暖管时间不够，在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。

2.1.2 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 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。

3 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：

3.1 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。

3.2 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。

3.3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，从而造成受热面过热，汽温升高。

3.4 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。

3.5 高加泄漏直接影响高加投运率。

4 高加解列对锅炉汽包水位的影响

4.1高加解列给水温度快速下降对汽包水位的影响

高加解列时，一、二、三段抽汽气动逆止门和抽汽电动门会很快关闭，给水温度因此会很快从272 ℃下降至176℃，下降幅度达101℃，因此使锅炉燃烧调节难于跟上，造成汽包压力下降很快。由于假水位的原因汽包水位上升。在汽包压力快速下降过程中，启动给水泵转速不能很快适应汽包水位的变化而迅速下降，其中还考虑假水位的问题，出口压力和汽包压力差值增大，造成给水流量增大，使汽包压力继续下降，水位上升。

4.2 高加解列在负荷不变的情况下主汽流量的变化对汽包水位的影响

当高加解列时，一、二、三段抽汽关闭，在汽轮机负荷不变的情况下，进气流量减少，使得主汽流量低于给水流量地使汽包水位上升，这是解列初期，到中后期由于调节门的开大，使主汽压力继续下降，同时汽包压力下降，此时燃烧增加，由于水位延迟等原因，汽包内假水位难以很快消除。

5 应采取的防范措施

5.1高加解列时，一定要按照先解列汽侧，后解列水侧的原则进行。特别要注意给水温度的变化，若给水温度下降过快，应立即停止关闭该台高加的进汽电动门，延长高加解列时间。

5.2在解列高加水侧时，一定要先关高加进水三通阀，且就地确认该阀门全关后，再关闭高加出水电动门，严防锅炉断水事故的发生。在高加水侧解列之前，要检查高加注水阀在关闭位置。

5.3高加解列过程中，锅炉侧密切注意主、再热汽温度的变化，汽温变化过大时可停止解列高加操作。因高加解列后，锅炉主、再热汽温度容易出现超温现象，汽温难以控制，所以，高加解列后，可根据汽温调节情况带负荷。

5.4高加退出运行后，高加抽汽量减少，再热蒸汽流量明显增加，低压缸排汽量增加，此时在排汽装置中的排汽热损失增大了，对整个机组的循环热效率影响较大。

6 结束语

由以上分析可见，高加的安全运行对整个机组的高效经济安全运行起着关键的作用。高加的突然解列，使锅炉汽包内的水位瞬时升高并且由于调节系统的迟后使汽包水位持续上升，如果不及时切换成手动调节，就会造成锅炉保护动作锅炉熄火。从而使整个机组停运，造成一定的经济损失。

由于高加停运，使进入锅炉的给水温度降低，水在锅炉中的吸热量增加，相对于炉膛内热负荷的蒸发量就减少，蒸汽在锅炉过热器中被加热度提高，引起过热蒸汽温度过高，过热器可能被烧环，威胁锅炉安全。同时由于高加停运，没有抽汽进入高加，这部分蒸汽就继续在汽轮机内流通，造成汽轮机缸体与转子间的膨胀差增大，威胁汽轮机安全。因此，在整个机组的运行过程中应加强对高加水位的监控，及时发现和消除隐患。并注重对各个调节系统的检修，使调节门及调节系统准确及时地动作。

参考文献：

[1]沈振飞 郑美容《汽轮机辅助设备》，水利水电出版社，1987

[2]马劳社 《电厂热力系统节能分析原理》，水利水电出版社，1992

[3]陈显坪 《电厂金属材料》，中国电力出版社，1998