高壓加熱器洩漏原因分析及預防措施

2022-05-30 23:33:05 字數 3452 閱讀 1408

一、裝置概述

我廠國產優化改進型300mw汽輪機的高壓加熱器,採用三颱引進福斯特——惠勒公司技術製造的單列臥式表面加熱器。高壓加熱器帶有內建式蒸汽冷卻段和疏水冷卻段,如圖一。蒸汽冷卻段利用汽輪機抽氣的過熱段來提高給水溫度,使給水溫度接近或略高於該加熱器壓力下的飽和溫度。

凝結段是利用蒸汽凝結的潛熱加熱給誰。疏水冷卻段是把離開凝結段的疏水熱量傳給進入加熱器的給水,從而使疏水溫度降到飽和溫度下。

二、高壓加熱器洩漏後對機組的影響

高壓加熱器是利用機組中間級後的抽汽,通過加熱器傳熱管束,使給水與抽汽進行熱交換,從而加熱給水,提高給水溫度,是火力發電廠提高經濟性的重要手段。由於水側壓力(20mpa)遠遠高於汽側壓力(4mpa),當傳熱管束即u型管發生洩漏時,水側高壓給水進入汽側,造成高加水位公升高,傳熱惡化,具體對機組的影響如下:

1.高加洩漏後,會造成洩漏管周圍管束受高壓給水衝擊而洩漏管束增多,洩漏更加嚴重,必須緊急解列高加進行處理,這樣堵焊的管子就更少一些。

2.高加洩漏後,由於水側壓力20mpa,遠遠高於汽側壓力4mpa,這樣,當高加水位急劇公升高,而水位保護未動作時,水位將淹沒抽汽進口管道,蒸汽帶水將返回到蒸汽管道,甚至進入中壓缸,造成汽輪機水衝擊事故。

3.高加解列後,給水溫度降低,由280℃降低為170℃,從而主蒸汽壓力下降,為使鍋爐能夠滿足機組負荷,則必須相應增加燃煤量,增加風機出力,從而造成爐膛過熱,氣溫公升高,更重要的是標準煤耗約增加12g/kwh,機組熱耗相應增加4.6%,廠用電率增加約0.

5%。4.高加停運後,還會使汽輪機末幾級蒸汽流量增大,加劇葉片的侵蝕。

5.高壓加熱器的停運,還會影響機組出力,若要維持機組出力不變,則汽輪機監視段壓力公升高,停用的抽汽口後的各級葉片,隔板的軸向推力增大,為了機組安全,就必須降低或限制汽輪機的功率,從而影響發電量。

6.高加洩漏,每次處理順利時需要30小時,系統不嚴密時,則工作冷卻時間加長,直接影響高加投運率的目標。

三高加洩漏的現象

1.高加水位高訊號報警,洩漏檢測儀亦報警,另外還有高加端差增大,遠遠高於正常值。

2.由於高加洩漏,水側大量漏入汽側,通過疏水逐級自流入除氧氣,為使汽包水位正常,則給水幫浦轉速增加,給水流量增大。

3.高加洩漏後,由於傳熱惡化,則造成給水溫度降低。

四高加洩漏原因分析

1.執行中高加端差調整不及時。

300mw機組執行規程規定,高壓加熱器下端差正常為5.6——8℃。(端差是指高壓加熱器疏水出口溫度與給水進口溫度的差值。)

由於執行人員責任心不強,在疏水調節裝置故障或其他原因造成高加水位大幅度波動的情況下,沒有及時發現,未能及時處理,致使高加端差波動較大。

2.高加受到的化學腐蝕。

300mw機組給水品質規定:給水容氧<7μg/l,ph值為9.0——9.4.

給水容氧超標,將造成高加u型鋼管管壁腐蝕而變薄,鋼管與管板間的脹口受腐蝕而鬆弛,經長期執行,壽命逐漸縮短。

3.負荷變化速度快給高壓加熱器帶來的熱衝擊。

在機組加減負荷時,負荷變化速度過快,相應抽汽壓力、抽汽溫度迅速變化,在給水溫度還未來得及變化,加熱器u型管以及關口焊縫由於受激烈的溫度交變熱應力而容易損壞,尤其在機組緊急甩負荷或高加緊急解列時,給高壓加熱器帶來的熱衝擊更大,這樣,加熱器u型管長期受熱疲勞而容易損壞洩漏。

4.高壓加熱器在投入或停運過程操作不當。

主要有:

(1)高壓加熱器投運前暖管時間不夠,再投運過程中溫公升率控制不當,這樣高溫高壓的蒸汽進入高壓加熱器後,對厚實的管板與較薄的管束之間吸熱速度不同步,吸熱不均勻而產生巨大的熱應力,而使得u型管產生熱變形。

(2)在高加停運時,上側疏水側溫降滯後,從而形成較大的溫差,產生熱變形。

5.高加每次停運查漏堵焊時,檢修質量不過關。

主要有:(1)查漏,將洩漏的u型管必須全部找出來,否則堵焊仍然無效;(2)堵焊,即焊接接工藝要精。

6.高加停運後保養措施不利。

在高加每次停運後,沒有按要求採取蒸汽側充氮和水側充氨來進行保養。

7.高加每次停運後,未進行探傷檢測。

在高加管板與u型鋼管之間的脹口開裂或漏縫的情況下,沒有進行探傷檢測,給高加下次執行帶來隱患。

8.在高加u型鋼管堵焊時,堵頭與木材材質不同,同樣給高加執行帶來隱患。

五、#3高加最易洩漏原因及分析

1.由於加熱器的疏水是逐級自流的,疏水方向為#1——#2——#3,這樣#3高加的疏水量最大,#3高加水位難以控制,很容易形成水位大幅度波動現象。

2.三颱高加水側、汽側技術規範:

#3高加水側、汽側工作壓力差為20.9mpa,#3高加水側、汽側進口溫度差為292.6℃,壓差、溫差均居三颱高加之首。

3.高加投入時,是由低壓到高壓的順序投運的,因此,#3高加是最先投運的,高壓給水對u型鋼管造成的高壓水衝擊最大,尤其是u型彎管處受到的沖刷最厲害,頻繁沖刷使管壁衝薄。

六、#3高壓加熱器洩漏預防措施

1.保證高壓加熱器傳熱端差最佳值。

(1)由於#3高加的疏水量最大,壓差又小,在抽汽壓力、抽汽量發生變化以及#3高加基調失靈的情況下導致疏水門關小或關閉,容易引起疏水不暢,使水位公升高,此時應加強監視檢查,聯絡熱工人員調整,必要時開啟危險疏水閥,降低高加水位,維持高加水位正常值。

(2)若疏水水位過低引起端差增大,應及時聯絡生計科及熱工人員共同進行現場的水位調整,將端差調至5.6——8℃之間。

(3)若加熱器中集聚了不凝結氣體,將嚴重影響傳熱,端差也會上公升,因此,須合理調整高加抽空氣管上閥門的開度

(4)若水位明顯上公升,且給水幫浦的出力不正常的增大,表明加熱器存在洩漏,申請盡快停用加熱器,防止洩露噴出的高壓水柱沖壞周圍的管子,是洩漏管束數目擴大。

2.保持機組負荷變化曲線平穩。

在機組啟動、停用或變負荷過程中,蒸汽溫度、蒸汽壓力以及鍋爐蒸發量在不斷變化,從而高加抽汽壓力、溫度以及抽汽在不斷發生變化,高壓加熱器內由於溫度變化而產生膨脹或收縮變形,產生熱應力,因此,為防高加熱應力而產生的熱變形,必須做到以下幾點:

(1)鍋爐要保持燃燒穩定,使爐內受熱均勻,火焰中心適當,平衡通風,保持風煤比例協調。

(2)機組負荷變化率每分鐘不大於3mw,汽壓變化率每分鐘不大於0.05mpa,溫度變化率每小時不大於56℃,保持在每分鐘0.5——1℃之間。

(3)在機組甩負荷以及高加緊急停運時,應立即切斷加熱器給水,同時要快速關閉抽汽閥,並檢查抽汽逆執閥、抽汽電動門是否關嚴,否則手動將電動門絞緊,防止切斷給水後蒸汽繼續進入殼體加熱不流動的給水,引起管子熱變形,而切斷給水後可避免抽汽消失後給水快速冷卻管板,引起管口焊縫產生熱應力變形。

3.高壓加熱器在投運、停運時注意事項:

(1)為防止高加投入過程中產生的熱衝擊,高加應隨機啟動投入。

(2)在高加故障停運時,應注意控制給水溫度變化率不應大於1.1℃/min,最大不應超過1.8℃/min。

(3)高加停運時,先停運#1高加,最後停運#3高加。

(4)高加投運時,先投入#3高加,最後投入#1高加。

(5)高加投入過程中,嚴格控制給水溫度變化率不應大於1.1℃/min,最大不應超過1.8℃/min。

4.加強管理,強化培訓,建立學習型組織,爭創知識性職工,提高執行值班人員的責任心及技術素質,從而在班組間創立乙個認真負責,精心操作的良好氛圍。

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