提高高加放气管道运行可靠性

1、.提高高加放气管道运行可靠性吴 军 顾海栋（上海外高桥第二发电有限责任公司）【摘 要】本文针对外高桥第二发电有限责任公司的两台900MW 机组的高加放气疏水系统存在的安全、经济上的设计缺陷，通过分析，详细叙述了高加放气管道系统的改进过程及措施，并对已经采取的技术改进前后的效果进行了对比。【关键词】高加 放气管道 吹损 安全运行 节能降耗1 前言上海外高桥第二发电有限责任公司，安装有两台900MW 汽轮发电机组。其中汽轮机采用SIEMENS公司(西门子)生产的HMNN 型汽轮机，锅炉采用由德国ALSTOM 能源公司(EVT)设计生产的超临界直流塔式炉。二台汽轮发电机组已分别于2004-4-20

2、及2004-9-22 完成168 投入商业运行。公司汽轮机系统设计主要有西门子公司负责完成，有上海华东电力设计院担任业主工程师来负责审核。两台机组自2004.4 和2004.9 投入商业运行以来，运行中经常发生高加放气管道管壁因蒸汽吹损而发生的泄漏，每次检修中都发现管壁存在不同程度的吹薄。2008.5.10 #5 机组七号高加B 汽侧放气总门后管道由于蒸汽长期吹损而发生断裂，造成凝汽器跌真空，险些酿成机组跳闸事故。高加放气系统运行的现状严重威胁着机组的安全运行，消除这个安全隐患已经刻不容缓。2 设备简介2.1 高加系统简介：我公司高加系统包括四台高压加热器（双列）。从中压缸抽出的六抽供给六号高

3、压加热器A/B,从高压缸排汽抽出的七抽供给七号高压加热器A/B，七号高压加热器A 产生的正常疏水自流入六号高压加热器A，然后再自流入除氧器，同样七号高压加热器B 产生的正常疏水自流入六号高压加热器B，然后在自流入除氧器。加热蒸汽在热交换器管外流动。根据热力学第二定律，热量只能从高温物体传递到低温物体。由于此物理现象，来自加热蒸汽传来的过热热量和凝结热量传递给流经管道的水。部分热量取自通过疏水冷却而产生的热量，并将此热量通过疏水冷却段管道传递给给水。由于加热蒸汽向水传递恒定的热量时会导致蒸汽体积减小，所以加热蒸汽至给水加热器的流量是恒定的。全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文

4、集 汽机185减温、冷凝和疏水冷却这三个过程在各个独立的热交换器中完成。给水加热的程度主要取决于给水加热器本体中的凝结压力和加热蒸汽温度，同时在很大程度上还取决于热交换器的结构。2.2 六号高压加热器A/B 及七号高压加热器A/B六号高压加热器A/B 及七号高压加热器A/B 均为卧式安装的圆筒形钢结构，如下图。六号高压加热器A/B 及七号高压加热器A/B 的壳侧均装有一根启动放气管（短管N9）和一根运行放气管（短管N10）。过冷却段装有一根独立的启动放气管（短管11）。在高加投运初期，高加应通过启动放气管和运行放气管排空壳侧的不凝结气体。在高加正常运行期间，应通过运行放气管排出溶解在蒸汽中的不

5、凝结气体。过冷却排气口仅在高加启动初期的短全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 汽机186时间内启用，以完成疏水过冷却段的注水和排气。2.3 主要技术参数六号高加设计压力/温度（壳侧）： 3.4MPa/243七号高加设计压力/温度（壳侧）： 7.2MPa/289高加放气管道材料： 碳钢（A106B）3 高加放气系统存在问题、原因分析及改造措施3.1 存在问题我公司原设计汽机高加放气管道均接至凝汽器系统立管，由于正常运行六号高加压力为24.8bar，七号高加压力为54.9bar，凝汽器真空>95%。因此蒸汽在高加放气管道中流速很高。两台机组自2004.4 和2004.

6、9 投入商业运行以来，运行中经常发生高加放气管道管壁因蒸汽吹损而发生的泄漏，每次检修中都发现管壁存在不同程度的吹薄。2008.5.10 #5 机组七号高加B 汽侧放气总门后管道由于蒸汽长期吹损而发生断裂，造成凝汽器跌真空，险些酿成机组跳闸事故。下表为2007 年到2009 年间，我公司两台机组发生程度不同的高加放气管道泄漏事件表：项 目 轻微泄漏（次） 较大泄漏（次） 管道断裂（次）#5 机组高加放气管道泄漏 4 4 1#6 机组高加放气管道泄漏 3 1 0合 计 133.2 原因分析通过讨论，我们我们对高加放气管道泄漏的原因逐一进行排查分析：序号 因 素 验证方法 验证结果 要因确认1 运行

7、人员培训质量差 通过随机考问和加强培训 运行人员培训质量可以有很大提高 非要因2 运行人员责任心差 通过沟通和班组内激励机制 运行人员积极性可以有很大提高 非要因3 管路两端差压过大 通过测量管道内流速管道内蒸汽流速过大，超过材料设计允许流速，说明管路两端差压过大，容易造成管道吹损要因4 检修质量差 通过随机抽查和加强检修管理 检修质量可以有很大提高 非要因5 管道材料选择不合理 查阅管道材料设计参数 该材料参数为 ，不适合在本管道采用 要因6阀门密封件材料选择不合理查阅管道材料设计参数 该材料参数为 ，可以在本管道采用 非要因7 阀门操作时机不统一 查阅运行操作记录由于各运行班组操作习惯差异

8、，操作时机也存在差异，但通过建立启动程序卡问题可以得到解决非要因全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 汽机187从上表可以看出高加放气管路两端差压过大和高加管道材料选择不合理是造成高加放气管道容易泄漏的主要原因。3.3 改造措施针对以上查找出来的主要原因，我们制定了以下措施，对高加放气管道进行技术改造：序号 要因 对策 目标 措施1 管路两端差压过大 管路改接将高加放气管道运行差压从原来的56bar 降低到43.5bar进行改造，将高加放气管路由接至凝汽器系统立管改接至除氧器给水箱管道材料选择不合理更换高加放气管道金属材料增强高加放气管道的强度原来采用的材料为：碳钢（A1

9、06B）拟更改为：不锈钢（1Cr18Ni9Ti）在09 年11 月#5 机的5C03 检修及10 年5 月#6 机6C04 检修中，我们分别完成了对两台机组高加放气管路系统的技术改造，见下图：全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 汽机1884 效果2009.11/2010.4 两台机组均完成了高加放气管道的改造，至今未发生过一起泄漏事件。且在2010.10 5C04 检修中对#5 机经一个检修周期运行后的高加放气管道测壁厚，未发现有管壁吹薄现象。由于改造后高加放气管道接入除氧器，较之以前接入凝汽器，回收了这部分热量，使机组经济性也得到了相应的提高。5 结语通过对高加放气管道系统的技术改造，使我公司在安全运行上消除了一个重大隐患，同时在节能降耗上取得了很好的成绩。由于我公司给水系统在