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高壓加熱器泄漏原因分析及對策

文檔作者：陳濤，魏勝孌文檔來源：四川華電攀枝花三維發電有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2025年09月29日
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上一篇：高壓加熱器中分面法蘭泄漏的處理

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第32卷第6期
20l0年6月
華電技術
Huadian Technology
Vo1．32 No．6
Jun．2010
高壓加熱器泄漏原因分析及對策
陳濤，魏勝孌
(四川華電攀枝花三維發電有限責任公司，四川攀枝花617065)
摘要：四川華電攀枝花三維發電有限責任公司2×150MW 汽輪機組2005年投入商業運行以來， 2高壓加熱器在運行
中頻繁泄漏，截至2007年8月， 11、 12機組堵管率分別達8％ 和9％ ，嚴重影響機組的安全性和經濟性。根據 2高壓
加熱器制造、安裝、調試、實際運行情況，對 2高壓加熱器泄漏的原因進行了分析，提出了相應的解決措施。通過有效的
治理，使 1 1、 12機組高壓加熱器的投人率由先前的79．62％和81．98％提高到現在的99．32％ 和98．43％ ，提高了機組
運行的安全性和經濟性。
關鍵詞：150MW 汽輪機組；高壓加熱器；泄漏；投入率
中圖分類號：TK 223．3 文獻標志碼：B 文章編號：1674—1951(2010)06—0047—03
0 引言
四川華電攀枝花三維發電有限責任公司(以下
簡稱三維公司)2 X 150 MW 汽輪機采用青島青力鍋
爐輔機有限公司生產的高壓加熱器，其結構特點是
順置立式布置、大旁路系統、u形傳熱管、大開口并
具有自密封結構的雙流程水室，每臺高壓加熱器設
有過熱蒸汽冷卻段和蒸汽凝結段和疏水冷卻段3個
傳熱區段。來自汽輪機的抽汽先經過過熱蒸汽冷卻
段冷卻，再進入蒸汽冷凝段凝結成疏水，然后進入疏
水冷卻段，疏水經疏水調節閥控制，由壓力較高的高
壓加熱器(以下簡稱高加)排入壓力較低的高加，而
壓力較低的高加疏水也經調節閥控制排至低壓加熱
器(以下簡稱低加)或除氧器。
1 高加泄漏的現象
(1)高加水位高信號報警。
(2)由于高加泄漏，給水大量漏人汽側，導致給
水泵液力偶合器開度增加，給水泵轉速增加，電流增
大，給水泵入口流量增大。
(3)高加泄漏后由于傳熱惡化造成給水溫度偏
低，機組熱耗率增加。如 11機組在100 Mw 負荷
下設計的高加投入熱耗率比切除時低186．6
kJ／(kW ·h)。
(4)高加端差增大，遠遠高于正常值。
2 高加泄漏后對機組的影響
(1)高加泄漏后，會由于泄漏管周圍正常管束
受高壓水沖刷、沖擊而導致破壞泄漏，使高加泄漏情
收稿日期：2009—02—08
況更為嚴重。
(2)若高加水位急劇升高時保護未動作，一旦
水位淹沒抽汽管進口，則會造成汽輪機水擊事故。
(3)高加解列后，給水溫度降低。以150MW機
組為例，給水溫度會由243．86 oC降至177．31 oC。
為保持負荷不變，則必須增加煤量，增加風機處出
力，這樣會造成爐膛過熱和汽溫升高，從而導致機組
熱耗率增加。
(4)高加停運后，還會使汽輪機末幾級蒸汽流
量增加，加劇葉片的腐蝕。
(5)高加停運后，還會使抽汽口的各級葉片軸向
推力增加及鍋爐壁溫超限。為了確保機組安全，必須
限制機組出力( 11、 12機組均不超過140 MW)。
(6)高加泄漏消缺時間較長(一般為35 h)，嚴
重影響高加投入率。
3 高加泄漏的原因
三維公司2×150 MW 汽輪機 2高加管系發生
的泄漏主要是管口焊縫泄漏和管子本身泄漏。
3．1 管口焊縫泄漏的原因
(1)制造質量不佳。高壓加熱器管子與管板間
加工、脹管及焊接技術要求很高。高加管板為
20MnMo合金鋼，而U形管材料為SA556CrC2無縫
鋼管，故需要堆焊。由于加工技術的差異，易造成管
板孔眼尺寸公差誤差較大，部分孑L、管間隙偏大，降
低了管口適應機組變工況運行的能力。三維公司
1 1機組在2005年安裝打水壓時即封堵1根管板。
(2)管板變形。由于高加是管板結構，當管板
變形時容易使管端口發生泄漏。因為高加水側壓力
高、溫度低，而汽側壓力低、溫度高，兩側間的機械應
力與熱應力疊加，當管板剛度及強度不夠時就會產
· 48· 華宅炭刁c 第32卷
生變形，向汽側鼓凸。因機組參與電網調峰，經常處
于變工況運行狀態而導致相應變形；又因高加進汽
門關不嚴，機組運行中停運高加時，高加水側受熱也
易造成管板變形，造成焊口泄漏。
(3)熱應力過大。由于高加未安裝測量管板及
筒體溫度的裝置，只能以高加出口水溫計算溫升率
及溫降率。在高加啟、停過程中，高加的溫升率、溫
降率過大，使高加管板與管連接處受到很大的熱應
力，焊縫及脹口處易發生損壞，從而引起端口泄漏。
特別是機組或高加故障需停運時，汽側迅速停止供
汽，水側仍繼續通水。由于管壁薄、收縮快，而管板
厚度大、收縮慢，導致管板焊縫損壞。從2006年統
計結果來看，幾乎每次停機時2臺機組 2高加均有
泄漏，原因是停機或停高加過程中溫降率過高。
(4)檢修因素。
1)在 2高加泄漏后，沒有及時對泄漏管子周
圍進行保護性堵管。
2)加堵后補焊，存在較大的殘余應力，易造成
焊口泄漏。
3)高加系統缺陷多，檢修頻繁，檢修時間過
短，高加檢修時保護措施不到位，高加啟、停頻繁。
3．2 管子本身泄漏的原因
(1)振動。當通過管子間的蒸汽或給水流量超
過設計值時，流速也相應超過設計值，嚴重時會使管
子發生振動，有的甚至產生共振現象。管子振動使
管外壁與隔板的管孔發生摩擦，管壁變薄，在給水壓
力的作用下破裂。這種現象在負荷高峰期時有發
生。由于機組蒸汽初、終參數均未達到設計值，只有
靠增加主汽流量滿足負荷要求。當機組負荷在150
MW 時，主汽流量達480t／h，致使進入高加的給水流
速增加，加劇對管束的沖刷。
(2)管子材質及工藝不良，廠家組裝時劃傷
管子。
(3)腐蝕。管子的內、外壁都會發生化學腐蝕。
給水中的溶解氧過高或pH值過低均會使管內壁受
腐蝕，這主要是因為高加在運行中空氣未排盡或高加
停運時汽側疏水未排盡。當高加停運而機組未停時，
由于進汽門或空氣門不嚴，不斷有蒸汽凝結成水。機
組停運或高加長時間停運，若未為采取防腐措施，管
內外壁都會受到腐蝕。三維公司機組在洪水季節啟、
停頻繁，機組保養工作未得到很好的執行。
(4)超壓。
4 采取的措施
4．1 調整高加端差至最佳值
(1)由于 2高加疏水量最大，壓差小，在低負
荷時易引起疏水不暢而使水位升高，此時應加強監
視與檢查，必要時提前打開危急疏放水門，降低高加
水位，維持正常值。
(2)若疏水水位過低引起端差增大，應及時聯
系熱工人員共同到現場進行水位調整。
(3)加熱器中聚集不凝結氣體，將嚴重影響傳
熱增加端差，應合理調整高加排空氣門的開度。
4．2 保持機組負荷變化曲線平穩
在機組啟、停及變工況運行中，高加抽汽參數在
不斷變化，為防止因熱應力而產生的熱變形，應采取
相應措施。
(1)調整好鍋爐風煤比例。
(2)機組負荷變化率應按規程要求進行，變壓
運行時的負荷變化率為3％ 額定負荷／min，定壓運
行時的負荷變化率為5％額定負荷／min。
(3)機組甩負荷及高加緊急停運時，應立即切
斷高加進水，同時快速關閉進汽閥，檢查抽汽逆止門
及抽汽電動門是否關嚴。否則，必須手動關緊抽汽
電動門，防止給水切斷后蒸汽繼續進入殼體加熱不
流動給水而引起管子熱變形；切斷給水后可避免抽
汽消失后給水快速冷卻管板而引起管口焊縫產生熱
應力變形。
4．3 高加在投、停運時的注意事項
(1)帶一定負荷投高加。
1)稍開抽汽管道上的進汽門，對高加進行預
熱，利用少量蒸汽的凝結放熱，使管子和管板逐漸加
熱到進口給水溫度，暖加熱器時，高加殼體內壓力為
0．05 MPa以下，保持30 min，空氣門排盡空氣后關
閉。此時給水先走旁路，當加熱設備的壁溫接近高
加進口給水溫度時，方可通水。
2)高加通水。開啟高加注水門和水側放氣
門，出水后關閉放氣門。當注水到工作壓力后，關閉
注水門，此時，檢查水側壓力是否下降、汽側水位是
否上升，以判斷管子是否泄漏，若泄漏則不能投用。
3)高加通汽。緩慢開啟抽汽門，可先慢，后逐
漸加快，控制最大給水溫升為3—5℃／min，保持2O
min；按抽汽壓力由低到高的排列順序，對每臺高加
應分幾次將抽汽門全開。
(2)為防止高加投入過程中產生熱沖擊，高加
應隨機投運。
1)除氧器啟動后，壓力達0．02 MPa，溫度104
c【=，氧的體積質量為15 g／L，啟動給水泵向鍋爐供
水，打開高加注水門合格后通水。
2)高加通汽。對于除氧器采用滑壓運行的方
式，當除氧器加熱汽源切換到本機三段抽汽時，即可
開進汽門向高加供汽，嚴格控制高加出水溫度的溫
第6期 陳濤，等：高壓加熱器泄漏原因分析及對策 ·49·
升率在3～5℃ ／min。
(3)在高加停運時，應注意給水溫度變化率不
大于1．1 oC，最大不超過1．7℃ 。
4．4 做好高加及其附屬設備的檢修工作
(1)每次停機后，首先檢查高加是否泄漏。即
使輕微泄漏也應及時堵漏或采取有效措施。定期檢
測疏水、空氣管道特別是彎頭處的厚度，及時更換缺
陷部件以防止運行中發生泄漏。2007年， 11、 12
機組先后全部更換疏水管段及彎頭為不銹鋼管，全
部更換高加至除氧器的空氣管段為不銹鋼管。
(2)為縮短檢修及停運時間，不能用低溫水冷
卻，可以通入壓縮空氣或用風機從高加水室抽出熱
空氣，使高加水側加強通風。
(3)在確定高加泄漏后，拆卸人孔蓋和水室內
隔板與穩流板等裝置，抽出水室內積水至管端以下
250mm。管端涂以肥皂水，在高加汽側通以0．8～
1．0MPa壓縮空氣。對管板表面進行檢查，可用l0
倍放大鏡觀察焊縫，若管子本身泄漏，氣流便從該管
內徑射出，如管端焊縫泄漏，會有微量氣流沖破該處
肥皂水膜而溢出。也可不涂肥皂水而在管板上保留
50 ITlm左右深度的水層，根據氣泡來確定管子或管
端焊縫泄漏位置。
(4)對于管子本身泄漏而無法補焊者，可用專門
的塞子堵上并焊好。焊條牌號對20G管子可用
A304。對于管端焊縫因裂紋、氣孔等缺陷泄漏，而管
子本身未損壞者，一般須用專門刀具刮除泄漏焊縫，
開出V型或u型坡口，再用A304等焊條補焊。
(5) 11、 12機組 2高加分別于2007年8月、
9月返廠大修，全部更換管芯。
(6)防腐。
1)在高加運行中，內部空氣應排盡，定期化驗
水質，保證其合格。
2)停運期間的維護工作應按廠家要求進行。
5 結論
通過對 11、 12機組 2高加泄漏原因分析及
對檢修、運行采取相應的改進措施，使 1 1、 12機組
高加的投入率由先前的79．62％ ，81．98％ 提高到現
在的99．32％ ，98．43％ ，取得了良好的經濟效益。
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社，1982．
(編輯：白銀雷)
作者簡介：
陳濤(1968一)，男，重慶人，工程師，從事生產技術管理
方面的工作。
魏勝孌(1972一)，男，河南鄭州人，助理工程師，從事汽
機運行技術管理方面的工作。
(上接第46頁)生回路串電現象只在保護元件動作
狀態短暫的時間里出現，保護元件狀態復歸后，串電 參考文獻：
現象隨同消失，是一種隱蔽性的二次缺陷。寄生回
路和圖紙不符，現場故障跡象收集不齊時，查找起來
既費時又不方便，如果不及時查處消除，會造成保護
裝置和二次設備誤動、拒動(回路被短接)，光聲信
號回路錯誤、發信及多種不正常工作現象，導致運行
人員在事故時發生誤判和誤處理，甚至擴大事故。
4 結束語
改進后的斷路器控制回路與保護裝置的操作回
路配合得非常好，自投產至今，斷路器遠方操作和保
護動作跳斷路器均正常。斷路器控制回路、監視回
路和防跳回路實現的原理并不復雜，但是作用和影
響都非常大。因此，需要對斷路器的二次回路不斷
進行改進和完善，使控制回路的功能在現場得到充
分發揮。
[1]DL／T 4780-2001，靜態繼電保護及安全自動裝置通用
技術條件[S]．
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(編輯：劉芳)
作者簡介：
徐智(1983一)，男，云南昆明人，助理工程師，從事水電
廠繼電保護維護及運行方面的工作。
楊增杰(1982一)，男，云南宣威人，助理工程師，從事水
電廠電氣一次設備維護及運行方面的工作。

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