汽輪機(jī)加熱器泄漏原因分析及對(duì)策

荊喆

摘 要：加熱器是發(fā)電廠的一種主要輔助設(shè)備，一旦故障，將直接影響到發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性和安全性。研究表明，U型加熱器管系泄漏是許多故障停運(yùn)所占比例較大的一類，主要分為管子本身泄漏和端口泄漏。文章結(jié)合洛陽(yáng)石化1#機(jī)低加泄露，對(duì)我廠加熱器泄漏原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)不同泄漏原因分別給出了相應(yīng)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：加熱器；泄漏；原因；對(duì)策

1 概述

給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是利用汽輪機(jī)的中間級(jí)抽汽去加熱鍋爐給水，由于回?zé)岢槠贿M(jìn)入凝汽器，這部分蒸汽不產(chǎn)生冷源損失，使冷源損失減小。同時(shí)，使給水溫度得到提高，爐內(nèi)換熱溫差降低，減小了不可逆損失，這樣機(jī)組的熱效率得到提高。

2 加熱器泄漏的原因分析

U型管加熱器內(nèi)部管系泄漏主要分為管子端口泄漏和管子本身泄漏（管子與管板脹接、焊接處泄漏）。

我廠1#機(jī)組所使用的低壓加熱器水側(cè)最大設(shè)計(jì)壓力為1.47MPa，高壓加熱器為17MPa，在機(jī)組運(yùn)行中，凝結(jié)水壓力和給水壓力達(dá)不到允許的最大壓力，因此，首先排除管子超壓爆管的可能，再對(duì)其他可能原因進(jìn)行分析。

2.1 管子端口泄漏原因

2.1.1 熱應(yīng)力過大

1#機(jī)高加泄露的很大原因就是由于熱應(yīng)力過大。加熱器溫降率的允許值為1.7～2.0℃/min，溫升率的允許值為2～5℃/min，當(dāng)加熱器不隨機(jī)啟動(dòng)和退出時(shí)，由于汽側(cè)閥門只能全開或全關(guān)，沒有中間位，蒸汽投入和退出過快可能會(huì)導(dǎo)致溫升率或溫降率超標(biāo)值。因管子管壁薄，收縮快，管板厚，收縮慢，導(dǎo)致管子與管板的脹接處損壞。

2.1.2 管板變形

管子與管板通過脹接相連，管板變形會(huì)使管子的端口發(fā)生泄漏。加熱氣管板水側(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(huì)有一定的變形，會(huì)使水從管子和管板的間隙泄漏。

2.2 管子本身泄漏原因

2.2.1 汽水沖刷

當(dāng)蒸汽的流動(dòng)速度較高且汽流中含有大直徑的水滴時(shí)，蒸汽夾雜著水滴撞擊管子外壁，使管壁受汽、水沖刷變薄，發(fā)生泄漏。在運(yùn)行中，由于各種原因，1#機(jī)經(jīng)常會(huì)進(jìn)行電負(fù)荷的調(diào)整，當(dāng)負(fù)荷突然降低時(shí)，汽側(cè)壓力降低，使得汽側(cè)凝結(jié)水自沸騰，造成汽水沖刷；而負(fù)荷突然增加時(shí)，汽側(cè)壓力升高，過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的過熱度，也會(huì)引起汽水沖刷。加熱器的疏水水位過低或無水位或疏水溫度過高，疏水進(jìn)入下一級(jí)加熱器時(shí)就帶有蒸汽，或者蒸汽直接進(jìn)入下一級(jí)加熱器沖刷管壁造成損壞。我廠低加在疏水閥前加裝了氣液兩相閥，而高加在正常運(yùn)行時(shí)疏水上高除，因此可以排除疏水有蒸汽直接進(jìn)入下一級(jí)加熱器的可能。

另外，加熱器也可能受到蒸汽或疏水的直接沖擊。加熱器的汽側(cè)入口管壁外側(cè)裝有防護(hù)板，有的加熱器防護(hù)板過小，有的防護(hù)板安裝不牢固，進(jìn)汽將防護(hù)板吹掉，使蒸汽的作用力直接作用在管子上，造成進(jìn)汽口附近管子破裂。本級(jí)加熱器疏水進(jìn)入下一級(jí)加熱器時(shí)由于汽側(cè)壓力低會(huì)形成疏水帶汽，沖刷疏水入口附近的管子，造成泄漏。

2.2.2 管子振動(dòng)

水測(cè)溫度低或超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通過加熱器管子間蒸汽流量和流速可能會(huì)超過設(shè)計(jì)值，具有一定彈性的管束在殼側(cè)內(nèi)受流體擾動(dòng)力的作用會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)激振力的頻率與管束自然振動(dòng)頻率或其倍數(shù)相吻合時(shí)，將引起管束共振，使振幅大大增加，導(dǎo)致管子與管板的連接處受到反復(fù)作用力造成管束損壞。

1#機(jī)高壓加熱器進(jìn)水溫度因?yàn)槌跗鬟\(yùn)行狀態(tài)良好而穩(wěn)定在150-155℃左右，但軸封加熱器由于內(nèi)漏等原因，運(yùn)行情況不好，導(dǎo)致低壓加熱器水側(cè)溫度低。

2.3 管材腐蝕

低壓加熱器的管子材質(zhì)為銅，高壓加熱器的管子和給水管路所用材質(zhì)為碳鋼，銅的腐蝕在pH值為8.5～8.8時(shí)最低，而碳鋼的pH值要求不小于9.5，為避免給水管道腐蝕，不可避免地造成了低加銅管的腐蝕。

此外，1#機(jī)加熱器在投用時(shí)一般不進(jìn)行水側(cè)的排空，停運(yùn)時(shí)汽側(cè)疏水排不凈，高加的汽側(cè)排空閥不關(guān)閉，高除帶氧蒸汽倒回高加，氧氣的存在會(huì)使管子外壁腐蝕；若給水中的氧含量過高，會(huì)造成管子內(nèi)壁腐蝕，形成點(diǎn)蝕坑。在機(jī)組大、中型檢修期間，若加熱器停運(yùn)時(shí)未進(jìn)行防腐處理，也會(huì)造成管束腐蝕而泄漏。

3 對(duì)策

3.1 泄漏發(fā)生以后的處理措施

泄漏發(fā)生時(shí)造成加熱器水位升高，水側(cè)壓力降低，送至鍋爐的給水量減少。因此在發(fā)現(xiàn)加熱器管系泄漏時(shí)要立即停運(yùn)加熱器，減少管子的損壞數(shù)量，減輕損壞程度。

針對(duì)頻繁泄露的高壓加熱器，可以考慮更換為不銹鋼管束。

3.2 針對(duì)加熱器泄漏應(yīng)采取的預(yù)防措施

3.2.1 端口泄漏預(yù)防措施

首先保證在制造上管板應(yīng)有足夠的厚度，有良好的管孔加工、堆焊、管子脹接、焊接工藝，此外在運(yùn)行上要使加熱器在啟停時(shí)的溫升率、溫降率不超過規(guī)定，可以將電磁閥更換為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并在DCS上加入閥位顯示，投入和退出時(shí)緩慢操作。在檢修上要有正確的堵管工藝。

3.2.2 管子本身泄漏預(yù)防措施

（1） 汽水沖刷預(yù)防措施

負(fù)荷調(diào)整要緩慢，即可防止汽側(cè)凝結(jié)水自沸騰，也可保證疏水冷卻段出口蒸汽有足夠的剩余過熱度。嚴(yán)禁高加投入時(shí)疏水排至低加?？梢栽谏霞?jí)疏水入口處加裝防沖板，避免疏水對(duì)管壁的直接沖刷。此外防沖板的固定要牢固，面積足夠，材質(zhì)要好。

（2）管子振動(dòng)預(yù)防措施

盡量保證軸封加熱器運(yùn)行良好，機(jī)組不超負(fù)荷運(yùn)行。此外可以在設(shè)計(jì)時(shí)將管子間距設(shè)計(jì)的大一些，這一方面可以降低汽側(cè)流速，另一方面可以減小管子互相碰撞摩擦損壞的可能性。

（3）腐蝕預(yù)防措施

控制給水含氧量小于7μg/L，控制給水pH值在9.2-9.6。在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)排凈水側(cè)空氣，給水水質(zhì)要合格；加熱器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)排凈疏水，高加應(yīng)關(guān)閉排空閥，短時(shí)間停運(yùn)應(yīng)將汽側(cè)灌滿水，長(zhǎng)期停運(yùn)應(yīng)用其它氣體進(jìn)行防腐。

3.3 提高職工的技術(shù)水平

運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，認(rèn)真操作，正確并安全地投入和切換加熱器及其附屬設(shè)備，使加熱器能安全高效的使用。

4 結(jié)束語

加熱器工作性能的好壞直接影響到整個(gè)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性，因此加強(qiáng)對(duì)加熱器運(yùn)行和維護(hù)，減少其漏泄率，提高其使用壽命，對(duì)整個(gè)熱力發(fā)電廠具有重要意義。