高加設(shè)備泄漏原因分析及處理措施

高加設(shè)備泄漏原因分析及處理措施汽輪機采用回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是提高機組運行經(jīng)濟性的重要手段之一?；?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的運行可靠性和運行性能的高低，直接影響整套機組的運行經(jīng)濟性，加熱器的投入率是經(jīng)濟指標中重要的一項考核指標。隨著火力發(fā)電廠機組向大容量高參數(shù)發(fā)展，高加承受的給水壓力和溫度相應(yīng)提高;在運行中還將受到機組負荷突變、給水泵故障、旁路切換等引起的壓力和溫度的驟變，這些都會給高加帶來損害。為此，除了在高加的設(shè)計、制造和安裝時必須保證質(zhì)量外，還要在運行維護等方面采取必要的措施，才能確保高加的長期安全運行。一、高加在運行中存在的問題及影響高加在運行時，無論汽側(cè)或水側(cè)，溫度和壓力都很高，因此對高加的設(shè)計、材質(zhì)、制造、安裝、檢修和運行都提出了很高要求，由于有些未滿足要求，使得高加系統(tǒng)的存在很多問題，高加系統(tǒng)的存在問題大致有四種類型:管系泄漏、水路管束堵塞、進出水側(cè)短路和傳熱特性不良。2013年冬天#10機高加泄露導(dǎo)致機組非停，因此內(nèi)泄外漏是高加存在的最主要問題。高加內(nèi)管束泄漏的原因分析：①管板變形；高加管板水側(cè)壓力高、溫度低，汽側(cè)則壓力低、溫度高。如果管板的厚度不夠，則管板會向汽側(cè)鼓凸，產(chǎn)生一定的變形。在機組負荷變化時，尤其在調(diào)峰幅度大、調(diào)峰速度過快或負荷突變時，高加水側(cè)壓力也會發(fā)生較大的變化。這些變化會使管板發(fā)生變形導(dǎo)致管束脹口泄漏。我廠管板厚度在400mm左右，完全滿足運行需要，可以排除此條原因。②制造質(zhì)量不良；高加的管板材質(zhì)是合金鋼，板上堆焊了一層低碳鋼，鋼管采用爆炸脹接技術(shù)，脹接在管板上，往往由于堆焊技術(shù)不過關(guān)，以致留有焊接缺陷。③堵管工藝不當(dāng)；一般常用錐形塞焊接堵管。打入錐形塞時捶擊力量太大，引起管孔變形，會造成損壞而使之出現(xiàn)新的泄漏。堵管過程中，如檢修工藝不合適，會造成鄰近鋼管與管板連接處的損壞或焊縫氣孔。④熱應(yīng)力過大；高加在啟停過程中溫升率、溫降率超過規(guī)定，使高加的鋼管和管板受到較大的熱應(yīng)力，造成鋼管和管板相聯(lián)接的焊縫或脹接處發(fā)生損壞;高加啟動時空氣門操作不當(dāng)，造成高加汽水側(cè)集空氣，受熱不均，引起端口泄漏。調(diào)峰時負荷變化速度太快以及主機或加熱器故障而驟然停運加熱器時，停止供汽過快或汽側(cè)停止供汽后，水側(cè)仍繼續(xù)進入給水，因鋼管和管板收縮率差異較大，導(dǎo)致鋼管與管板的焊縫或脹接處損壞。因此規(guī)程中規(guī)定溫降率允許值只有0.9~1.8℃/min，比溫升率允許值3℃~5℃/min要嚴格的多。我廠在機組啟動時，高加設(shè)備隨機啟動，溫升率能夠得到很好的控制。但是在事故跳機或高加保護動作解列時，停運過程僅僅在幾分鐘內(nèi)完成，鋼管脹口由于溫降率變化太大引起應(yīng)力聚變。二、高加換熱管泄漏的原因分析：沖刷侵蝕；沖刷侵蝕產(chǎn)生主要原因是加熱器內(nèi)部產(chǎn)生汽水兩相流，鋼管外壁受沖刷變薄，發(fā)生穿孔或受給水壓力而鼓破。產(chǎn)生汽水兩相流的主要原因：①是過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達不到設(shè)計要求的過熱度引起的;②是加熱器的疏水水位保持過低或無水位以及甩負荷時抽汽壓力突然降低等因素使疏水閃蒸;③是當(dāng)高加內(nèi)某根鋼管發(fā)生泄漏時，高壓給水從泄漏處進入汽側(cè);④是高加疏水冷卻段發(fā)生閃蒸現(xiàn)象，造成汽水兩相流沖刷。鋼管振動；給水溫度過低或機組超負荷等情況造成通過加熱器鋼管間蒸汽流量和流速超過設(shè)計值較多，具有一定彈性的管束在給水?dāng)_動力的作用下會產(chǎn)生振動，若管束發(fā)生共振會導(dǎo)致管束損壞。管束振動損壞的機理一般有：①由于振動而使鋼管或鋼管與管板連接處的應(yīng)力超過材料的疲勞極限，使鋼管疲勞斷裂;②振動的鋼管在支撐隔板的管孔中與隔板金屬發(fā)生摩擦，使管壁變薄，最后導(dǎo)致破裂;③當(dāng)振動幅度較大時，在跨度的中間位置相鄰的鋼管會相互摩擦，使鋼管磨損或疲勞斷裂。鋼管給水入口端的侵蝕；碳鋼加熱器易發(fā)生入口管端的侵蝕損壞。其機理是管壁金屬在表面形成的氧化膜被高紊流度的給水破壞并帶走，最終導(dǎo)致鋼管的破損。給水pH值低于8.8、含氧量大于7μg/L、溫度低于260℃、紊流度大的情況下，容易發(fā)生侵蝕。腐蝕；影響高加碳鋼管束腐蝕的主要因素是給水溶氧量和pH值。給水溶氧量超標或PH值過高會嚴重地腐蝕高加內(nèi)部的鋼管，在某些有缺陷的地方就有可能穿孔。故一般660MW機組要求給水溶解氧的濃度≤7μg/L，pH值在8.8~9.5之間。機組檢修過程中，高加處于停運狀態(tài)，未對高加進行任何防腐工作，這樣高加內(nèi)部的氧份、水份對其內(nèi)部的鋼管均有腐蝕。產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)；U型換熱管管壁過薄，是結(jié)構(gòu)上造成泄漏的根本原因。給水流量超限、水流速度大對管壁沖蝕嚴重引起給水流量超限、水流速度超標的原因有：(1)由于高加管系泄漏，部分鋼管已被加堵，這樣其它未堵的鋼管流速就會增大。(2)由于機組真空度低，汽機效率低，汽耗大。(3)許多疏水門、放水、放空氣閥門等不嚴漏汽、漏水。通過運行中觀察，這兩臺機組的補水量、真空均正常，系統(tǒng)中的閥門也不存在大量泄漏，因此正常運行給水流量及高加管內(nèi)給水的流速也不會超過額定流速太多，不會加劇管壁的沖刷。三、針對以上原因采取的措施(1)在機組啟停過程中，要求高加隨機啟停，嚴格執(zhí)行規(guī)程要求，保證高加疏水及時切換。(2)提高運行質(zhì)量，消除無計劃停機，杜絕機組高負荷情況下的甩負荷事故。(3)提高高加疏水調(diào)節(jié)門自動控制的準確率，控制高加水位和疏水端差在規(guī)范要求范圍內(nèi)，杜絕低水位或無水運行，杜絕疏水閃蒸和汽水兩相流。(4)對汽、水系統(tǒng)中的泄漏及時處理，盡量提高真空度，確保給水流量不超限。(5)在高加投運及運行過程中正確操作汽水側(cè)空氣門，確保高加內(nèi)無空氣運行。(6)應(yīng)嚴格控制給水品質(zhì)，重點是含氧量(≤7μg/L)和pH值(在8.8~9.5)，防止腐蝕。(7)嚴格按照要求減負荷，減負荷速度不得超過15MW/min，這樣就減少了高加內(nèi)部疏水閃蒸沖蝕管系的現(xiàn)象。(8)在機組停運時進行防腐保護。目前采用在給水中加氨一聯(lián)氨，使聯(lián)氨濃度達到500μg/L、PH值≥10的方法進行鈍化保護。(9)對高加管束的泄漏，堵管是一種主要的修復(fù)手段。為保證堵管質(zhì)量，高加被堵管的端頭部位及堵頭一定要經(jīng)過良好的處理，管孔與堵頭的接觸面良好，如有必要可對有漏鋼管附近鋼管進行堵管。高加對火電廠的安全經(jīng)濟生產(chǎn)有如此重要作用，同時它又是一種故障多發(fā)的設(shè)備，因此，不得不引起人們的高度重視，盡