300MW機(jī)組高加下端差大原因分析

300MW機(jī)組高加下端差大原因分析汽機(jī)檢修分公司王濤.概述六期兩臺30萬機(jī)組，各配備一套高壓加熱器系統(tǒng)包括：HP-1高加；HP-2高加和HP-3高加，各高加受熱面均包括：過熱段、凝結(jié)段和疏水冷卻段。俗稱的三段式高壓加熱器。高加結(jié)構(gòu)示意圖利用汽輪機(jī)抽汽在過熱段來提高給水溫度，使給水溫度接近或略高于該加熱器壓力下的飽和溫度。凝結(jié)段是利用蒸汽凝結(jié)的潛熱加熱給水。疏水冷卻段是把離開凝結(jié)段的疏水熱量傳給進(jìn)入加熱器的給水，從而使疏水溫度降到飽和溫度下。在正常工作時(shí)高加的疏水去除氧器，危機(jī)情況下疏水去凝汽器。演示圖themegallery.高壓加熱器技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目高加HP-1高加HP-2高加HP-3管內(nèi)流速（m/s）2.32.12.05給水端差（℃）-1.700疏水端差（℃）5.65.65.6設(shè)計(jì)壓力（MPa）7.34.72.16二根管子泄漏抽汽管道滿水時(shí)間（秒）869675加熱器型式臥式U形管臥式U形管臥式U形管管子與管板的連接方式焊接&脹接焊接&脹接焊接&脹接管子數(shù)量（根）118811861186尺寸/壁厚（mm）Ф16×1.8Ф16×1.8Ф16×1.8備用管子5%5%5%themegallery.高加水位監(jiān)測themegallery.

核考標(biāo)指相關(guān)指標(biāo)我分公司對高加投入率〔不低于98%〕、端差〔5.6℃〕、主給水溫度〔271℃〕進(jìn)行了指標(biāo)考核機(jī)制，300MW機(jī)組高加系統(tǒng)運(yùn)行中存在#103高加水位波動大的缺陷，#112高加下端差偏大，并隨負(fù)荷增加，下端差最高可增至40℃.從而影響機(jī)組的平安、經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

上端差是指高壓加熱器抽汽飽和溫度與給水出水溫度之差；下端差是指高加疏水與高加進(jìn)水的溫度之差；即：上端差=進(jìn)汽溫度-出口水溫，下端差=疏水溫度-進(jìn)口水溫

端差增大說明加熱器傳熱不良或運(yùn)行方式不合理。下端差增大，說明在疏水冷卻段出現(xiàn)異常。themegallery.分析如下1.疏水冷卻段入口虹吸水封遭到破壞如果汽側(cè)水位過低，不能浸沒內(nèi)置式疏水冷卻段的疏水入口，蒸汽就會進(jìn)入疏水冷卻段，影響疏水冷卻段內(nèi)部傳熱過程，從而影響疏水冷卻段的內(nèi)部傳熱效果，對于需要靠虹吸作用維持疏水正常流動的臥式加熱器，〔20萬機(jī)組的高加是，單獨(dú)的外置疏水冷卻裝置，是立式形式的〕一旦疏水水位低于疏水入口，虹吸水封遭到破壞，入口處形成蒸汽和水的兩相流動，造成疏水過冷度小，在流動過程中容易因壓損，造成疏水在管道內(nèi)閃蒸。閃蒸后形成高速流動的汽水混合物，介質(zhì)流速大大增加，給水入口溫度是一定的，由于蒸汽的參加，從而加大疏水溫度，導(dǎo)致下端差增大。并隨著負(fù)荷增大，蒸汽參數(shù)的提高，端差值隨之增大。1高加長期低水位運(yùn)行themegallery.分析如下1高加長期低水位運(yùn)行2.高溫疏水排擠下一級較低壓力等級的蒸汽冷卻缺乏的疏水進(jìn)入下一級加熱器，排擠了參數(shù)較低的抽汽，對下級的加熱器進(jìn)汽發(fā)生排擠現(xiàn)象，高壓蒸汽在通過疏水調(diào)節(jié)閥時(shí)，由于壓力急劇下降，比容急劇增大，流速急劇增大〔最大可增加原流速20倍〕，發(fā)生汽液兩相流，這種汽液兩相流嚴(yán)重時(shí)會破壞高加疏水調(diào)節(jié)閥的工況，使得下級加熱器水位波動大，高加疏水調(diào)節(jié)閥頻繁動作。由于疏水是逐級自流的，從下述表中可以看出：#3高加水側(cè)、汽側(cè)工作壓力差為25.34

MPa，#3高加水側(cè)、汽側(cè)進(jìn)口溫度差為235℃，壓差、溫差均居三臺高加之首。加之#3高加的疏水量最大，壓差又大，在抽汽壓力、抽汽量發(fā)生變化，容易引起疏水不暢。所以#3高加水位難以控制，很容易形成水位大幅度波動現(xiàn)象。themegallery.三臺高加水側(cè)、汽側(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：名稱單位HP-1HP-2HP-3水側(cè)設(shè)計(jì)壓力MPa27.527.527.5汽側(cè)設(shè)計(jì)壓力MPa7.34.72.16水側(cè)設(shè)計(jì)溫度℃290265220汽側(cè)設(shè)計(jì)溫度℃420350455themegallery.分析如下300MW機(jī)組運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，高壓加熱器下端差正常為5.6~11℃。

由于運(yùn)行人員責(zé)任心不強(qiáng)，他們?yōu)榱耸沟酶呒铀辉隗E變負(fù)荷以及事故工況下，有更多的水位上升空間，給反響處理預(yù)留更多的時(shí)間，一些運(yùn)行人員習(xí)慣把高加疏水的水位控制值設(shè)定在很低的位置，這樣的操作習(xí)慣容易造成疏水的汽液兩相流現(xiàn)象，從而加劇端差值，加劇損傷管壁。在疏水調(diào)節(jié)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(shí)發(fā)現(xiàn)、處理，致使高加端差波動較大。2運(yùn)行中高加端差調(diào)整不及時(shí)themegallery.分析如下1.磁力浮子式水位計(jì)污垢使浮子質(zhì)量改變，從而改變水位的指示值。在以往的檢修過程中發(fā)現(xiàn)：三段式浮子內(nèi)部的磁鐵松動，它將影響水位計(jì)處滾動瓢子，磁吸作用對應(yīng)的指示改變。在水位計(jì)桶底部有大量污垢，污垢的存積一定的高度影響水位計(jì)在較低液位的準(zhǔn)確指示。〔20萬高加水位計(jì)不同，是電接點(diǎn)式的，精度相對好〕2.加熱器內(nèi)部由于汽側(cè)壓損存在壓力梯度，從而使水位有坡度，在臥室高加上反映更為明顯，反映不出高加內(nèi)部的真實(shí)水位。3.加熱器汽側(cè)通過上部平衡管開孔處的蒸汽流量太高而使該處靜壓降低，由于抽吸作用，使下部壓力高于上部壓力，浮漂上移，造成假水位。4.污垢沉積堵塞平衡管上的針型閥、傳感器表管，從而阻礙凝結(jié)水流回汽側(cè)，使傳感器中的指示水位高于加熱器是實(shí)際水位。3高加存在假水位、疏水調(diào)整門跟蹤有誤；導(dǎo)致運(yùn)行人員對水位判斷、調(diào)整操作有誤themegallery.分析如下進(jìn)入凝結(jié)段的蒸汽，根據(jù)氣體冷卻原理，自動平衡，直至由飽和蒸汽冷凝成飽和的凝結(jié)水，根據(jù)汽水流程及結(jié)構(gòu)示意圖，分析疏水冷卻段隔板有可能在長時(shí)間的汽液兩相流閃蒸沖刷，隔板處泄漏，導(dǎo)致疏水冷卻段溫度升高，影響換熱效果，增大端差。為徹底查明泄露原因，需要對泄露部位進(jìn)行定位，可采取采取了窺鏡、渦流探傷等特殊探傷的方法，來確定隔板變形、沖刷泄漏的位置，從而加劇端差增大。4疏水冷卻段隔板變形、損壞、導(dǎo)致泄漏，加劇汽水沸騰themegallery.高加結(jié)構(gòu)示意圖themegallery.分析如下改造前三臺高加抽空氣管道在#1高加匯總后接至除氧器，改造后三根獨(dú)立的￠57mm管道,并分別加裝了逆止門，增大了排汽量。防止改造前排汽不暢的問題。運(yùn)行中能連續(xù)排除不凝結(jié)氣體，增強(qiáng)了高加的換熱效果。能夠有效降低了疏水端差。

5加熱器內(nèi)部積存不凝結(jié)氣體，影響換熱效果和端差themegallery.試驗(yàn)及提高水位的方法：如果在允許的工況下，最好在熱態(tài)進(jìn)行水位調(diào)整，因?yàn)樵诶鋺B(tài)時(shí)高加內(nèi)部環(huán)境較開機(jī)運(yùn)行時(shí)，存在很大差異。例如：蒸汽流動、熱膨脹等原因引起的水位波動。將#2、#3高加零水位在原設(shè)計(jì)水位根底上提高10mm，并將高加水位高I、高II、高III值分別提高，觀察高加端差、高加出口溫度同調(diào)整前有無變化，以及高加疏水調(diào)節(jié)閥是否動作平穩(wěn)。如果水位調(diào)整后高加運(yùn)行正常。在此根底上逐次遞增提高10mm,視機(jī)組運(yùn)行情況而定，保證平安運(yùn)行的情況下，要求熱控分公司、運(yùn)行人員。積極配合，分析數(shù)據(jù)畫出曲線圖，找出最正確水位。themegallery.思考分析思考分析1、高加水位計(jì)取樣位置是否合理，不能正確反映高加水位；2、汽輪機(jī)內(nèi)效率不高，級間漏汽大，抽汽壓力過高；3、高加組進(jìn)口水溫偏低等原因。

如果采取以上措施效果不明顯或不起作用，可以從以下三點(diǎn)著手分析：themegallery.減小端差、防止泄漏預(yù)防措施1.加強(qiáng)巡檢，將疏水調(diào)節(jié)閥的開度作為巡檢內(nèi)容，并標(biāo)定正常工作時(shí)開度值，如果偏差較大反映疏水閥工作異常，在其它條件變動不大時(shí)有可能是介質(zhì)由疏水變?yōu)檎羝瑫r(shí)伴有管線振動較大，反映了加熱器水位可能過低；2.加熱器在隨機(jī)組啟動或停機(jī)時(shí)應(yīng)采取隨機(jī)組滑啟滑停方式，以防止加熱器溫度變化過快,對加熱器管束造成熱應(yīng)力沖擊降低了管束使用壽命；在以往的機(jī)組啟停過程中，經(jīng)常發(fā)生高加泄漏，。3、高溫化學(xué)腐蝕〔給水溶氧超標(biāo)及高加空氣區(qū)聚集非凝結(jié)汽體〕。300MW機(jī)組給水品質(zhì)規(guī)定：給水容氧＜7μg/L,PH值為9.0—9.4。

給水容氧超標(biāo)，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松弛，經(jīng)長期運(yùn)行，壽命逐漸縮短。加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)themegallery.減小端差、防止泄漏預(yù)防措施4.及時(shí)觀察前置泵電流情況，運(yùn)行中觀察兩臺前置泵電流變化情況，如果超電流運(yùn)行，就是高加泄露了〔如2021年11月20日，#11機(jī)前置泵超電流27A，平時(shí)約22A〕5.高加每次停運(yùn)查漏堵焊時(shí)，加強(qiáng)檢修質(zhì)量關(guān)。〔1〕查漏，將泄漏的U型管必須全部找出來，否那么堵焊仍無效；〔2〕堵焊，即焊接接工藝要精。在高加U型鋼管堵焊時(shí)，堵頭與木材材質(zhì)不同，同樣給高加運(yùn)行帶來隱患。建議采用機(jī)械封堵，防止由于焊接應(yīng)力集中造成周圍管板其它管束泄漏。6.高加停運(yùn)后保養(yǎng)措施要有利在高加每次停運(yùn)后，沒有按要求采取蒸汽側(cè)充氮和水側(cè)充經(jīng)過加