高加设备泄漏原因分析及处理措施

高加设备泄漏原因分析及处理措施汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段之一。回热加热系统的运行可靠性和运行性能的高低，直接影响整套机组的运行经济性，加热器的投入率是经济指标中重要的一项考核指标。随着火力发电厂机组向大容量高参数发展，高加承受的给水压力和温度相应提高;在运行中还将受到机组负荷突变、给水泵故障、旁路切换等引起的压力和温度的骤变，这些都会给高加带来损害。为此，除了在高加的设计、制造和安装时必须保证质量外，还要在运行维护等方面采取必要的措施，才能确保高加的长期安全运行。一、高加在运行中存在的问题及影响高加在运行时，无论汽侧或水侧，温度和压力都很高，因此对高加的设计、材质、制造、安装、检修和运行都提出了很高要求，由于有些未满足要求，使得高加系统的存在很多问题，高加系统的存在问题大致有四种类型:管系泄漏、水路管束堵塞、进出水侧短路和传热特性不良。2013年冬天#10机高加泄露导致机组非停，因此内泄外漏是高加存在的最主要问题。高加内管束泄漏的原因分析：①管板变形；高加管板水侧压力高、温度低，汽侧则压力低、温度高。如果管板的厚度不够，则管板会向汽侧鼓凸，产生一定的变形。在机组负荷变化时，尤其在调峰幅度大、调峰速度过快或负荷突变时，高加水侧压力也会发生较大的变化。这些变化会使管板发生变形导致管束胀口泄漏。我厂管板厚度在400mm左右，完全满足运行需要，可以排除此条原因。②制造质量不良；高加的管板材质是合金钢，板上堆焊了一层低碳钢，钢管采用爆炸胀接技术，胀接在管板上，往往由于堆焊技术不过关，以致留有焊接缺陷。③堵管工艺不当；一般常用锥形塞焊接堵管。打入锥形塞时捶击力量太大，引起管孔变形，会造成损坏而使之出现新的泄漏。堵管过程中，如检修工艺不合适，会造成邻近钢管与管板连接处的损坏或焊缝气孔。④热应力过大；高加在启停过程中温升率、温降率超过规定，使高加的钢管和管板受到较大的热应力，造成钢管和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏;高加启动时空气门操作不当，造成高加汽水侧集空气，受热不均，引起端口泄漏。调峰时负荷变化速度太快以及主机或加热器故障而骤然停运加热器时，停止供汽过快或汽侧停止供汽后，水侧仍继续进入给水，因钢管和管板收缩率差异较大，导致钢管与管板的焊缝或胀接处损坏。因此规程中规定温降率允许值只有0.9~1.8℃/min，比温升率允许值3℃~5℃/min要严格的多。我厂在机组启动时，高加设备随机启动，温升率能够得到很好的控制。但是在事故跳机或高加保护动作解列时，停运过程仅仅在几分钟内完成，钢管胀口由于温降率变化太大引起应力聚变。二、高加换热管泄漏的原因分析：冲刷侵蚀；冲刷侵蚀产生主要原因是加热器内部产生汽水两相流，钢管外壁受冲刷变薄，发生穿孔或受给水压力而鼓破。产生汽水两相流的主要原因：①是过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽达不到设计要求的过热度引起的;②是加热器的疏水水位保持过低或无水位以及甩负荷时抽汽压力突然降低等因素使疏水闪蒸;③是当高加内某根钢管发生泄漏时，高压给水从泄漏处进入汽侧;④是高加疏水冷却段发生闪蒸现象，造成汽水两相流冲刷。钢管振动；给水温度过低或机组超负荷等情况造成通过加热器钢管间蒸汽流量和流速超过设计值较多，具有一定弹性的管束在给水扰动力的作用下会产生振动，若管束发生共振会导致管束损坏。管束振动损坏的机理一般有：①由于振动而使钢管或钢管与管板连接处的应力超过材料的疲劳极限，使钢管疲劳断裂;②振动的钢管在支撑隔板的管孔中与隔板金属发生摩擦，使管壁变薄，最后导致破裂;③当振动幅度较大时，在跨度的中间位置相邻的钢管会相互摩擦，使钢管磨损或疲劳断裂。钢管给水入口端的侵蚀；碳钢加热器易发生入口管端的侵蚀损坏。其机理是管壁金属在表面形成的氧化膜被高紊流度的给水破坏并带走，最终导致钢管的破损。给水pH值低于8.8、含氧量大于7μg/L、温度低于260℃、紊流度大的情况下，容易发生侵蚀。腐蚀；影响高加碳钢管束腐蚀的主要因素是给水溶氧量和pH值。给水溶氧量超标或PH值过高会严重地腐蚀高加内部的钢管，在某些有缺陷的地方就有可能穿孔。故一般660MW机组要求给水溶解氧的浓度≤7μg/L，pH值在8.8~9.5之间。机组检修过程中，高加处于停运状态，未对高加进行任何防腐工作，这样高加内部的氧份、水份对其内部的钢管均有腐蚀。产品质量不过关；U型换热管管壁过薄，是结构上造成泄漏的根本原因。给水流量超限、水流速度大对管壁冲蚀严重引起给水流量超限、水流速度超标的原因有：(1)由于高加管系泄漏，部分钢管已被加堵，这样其它未堵的钢管流速就会增大。(2)由于机组真空度低，汽机效率低，汽耗大。(3)许多疏水门、放水、放空气阀门等不严漏汽、漏水。通过运行中观察，这两台机组的补水量、真空均正常，系统中的阀门也不存在大量泄漏，因此正常运行给水流量及高加管内给水的流速也不会超过额定流速太多，不会加剧管壁的冲刷。三、针对以上原因采取的措施(1)在机组启停过程中，要求高加随机启停，严格执行规程要求，保证高加疏水及时切换。(2)提高运行质量，消除无计划停机，杜绝机组高负荷情况下的甩负荷事故。(3)提高高加疏水调节门自动控制的准确率，控制高加水位和疏水端差在规范要求范围内，杜绝低水位或无水运行，杜绝疏水闪蒸和汽水两相流。(4)对汽、水系统中的泄漏及时处理，尽量提高真空度，确保给水流量不超限。(5)在高加投运及运行过程中正确操作汽水侧空气门，确保高加内无空气运行。(6)应严格控制给水品质，重点是含氧量(≤7μg/L)和pH值(在8.8~9.5)，防止腐蚀。(7)严格按照要求减负荷，减负荷速度不得超过15MW/min，这样就减少了高加内部疏水闪蒸冲蚀管系的现象。(8)在机组停运时进行防腐保护。目前采用在给水中加氨一联氨，使联氨浓度达到500μg/L、PH值≥10的方法进行钝化保护。(9)对高加管束的泄漏，堵管是一种主要的修复手段。为保证堵管质量，高加被堵管的端头部位及堵头一定要经过良好的处理，管孔与堵头的接触面良好，如有必要可对有漏钢管附近钢管进行堵管。高加对火电厂的安全经济生产有如此重要作用，同时它又是一种故障多发的设备，因此，不得不引起人们的高度重视，尽