海外电站项目#3高加泄漏的分析和预防

柳红营（山东电力建设第三工程公司,山东　青岛　266100）

海外电站项目#3高加泄漏的分析和预防

柳红营
（山东电力建设第三工程公司,山东青岛266100）

摘要：山东电力建设第三工程公司海外600MW机组高加加热器出现泄漏的情况很多，特别是#3高加出现的较多，堵管数率很高，给公司的经济效益带来极大影响。此次课题主要是对600MW机组#3高加的泄漏原因进行分析和预防。

关键词：#3高压加热器；600MW端差泄漏疏水；高加泄漏

1　设备概述

高加的作用是用汽轮机的抽汽来加热锅炉给水，以提高机组的热效率。高压给水加热器为U形传热器、双流程，水室采用自密封结构。高压加热器按安置形式可分为：倒置立式、顺置立式和卧式三大类。我公司海外项目高加布置方式全部采用卧式布置。

高加所在的系统属于给水系统，按照其设计特点可分为过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段。过热蒸汽冷却段是利用抽汽的一部分显热来提高给水温度的。它位于给水出口侧，凝结段是利用蒸汽冷凝时的潜热加热给水的；它位于过热蒸汽冷却段和疏水冷却段之间。疏水冷却段是把离开凝结段的疏水的热量传给进入加热器的给水，它位于给水进口侧，他和过热蒸汽冷却端的管束都由包壳板密闭。

2　海外机组高压加热器泄漏情况

根据海外机组的运行情况来看，印度一部、印度四部、印度五部、沙特拉比格项目部均发生过高加泄漏，并且大多是#3高加泄漏，其中印度五部#1机组#3高加2013年后半年4个月内就泄漏3次，属于所有项目部#3高加泄漏最频繁的项目，为此，有必要对#3高加的泄漏进行专门的分析和研究。

3　高压加热器泄漏后对机组的影响

（1）高加泄漏后，泄漏管喷出的高压给水会不断冲击其他管束，加剧其他管束的泄漏，故必须立即紧急解列高加，尽可能降低对其他管束的破坏。

（2）高加泄漏后，高加水位会升高，如果投水位自动，高加疏水调节们会自动调节，随着水位变化，疏水调节门开度会上下波动。当泄漏量很大，水位调节失去作用时，水位会急剧升高。如果水位保护不动作时，会造成水冲击事故。

（3）高加解列后，给水温度降低，为使锅炉能够满足机组负荷，则必须相应增加煤耗、电耗，十分不经济。

（4）高加停运后，汽轮机末几级蒸汽流量增大，湿度增大，会加剧叶片的侵蚀。

（5）高压加热器因泄漏而停运，会影响机组出力。为了机组安全，就必须降低或限制汽轮机的负荷，不经济。

（6）高加泄漏后，每次处理周期长达1-2天，当系统不严密时，则高加需要冷却时间会加长，直接影响高加投入率。

4　高加泄漏原因分析

（1）运行中高加端差调整不及时。机组运行规程规定，高压加热器下端差正常5.6——8℃。下端差大的危害是由于疏水水位低，部分抽汽未凝结即进入下一级，排挤下一级抽汽，影响机组运行经济性。另一方面部分抽汽直接进入下一级，导致疏水管道振动。长时间运行会导致汽水混流冲蚀性危害，汽水混流冲蚀则会造成高加管束振动，振动会使高加管束之间发生碰磨或疲劳断裂。

由于业主运行人员（特别是印度运行值班员）运行调整意识极差，设备启动正常后，机组一旦投入自动，基本不进行监视和调整，水位大幅度波动或水位自动解除后，没有及时发现，更未及时处理，致使高加端差波动很大。例如印度嘉佳项目部#1机组#3高加2013 年2月份到7月份的下端差控制情况见下表，下端差有时可达32-33℃。

（2）高加受到的化学腐蚀。机组给水品质规定：给水容氧＜7μg/ L，PH值为9.0—9.4，铁离子≤10μg/L。给水容氧长期超标，将造成高加U型钢管管壁腐蚀而变薄，钢管与管板间的胀口受腐蚀而松弛，长期运行造成泄漏。而给水中铁离子长期超标说明给水系统已受到腐蚀，如果给水系统的高加受到腐蚀，换热管管壁也会变薄，钢管与管板间胀口处受腐蚀会逐级松弛，长期冲刷运行会导致高加泄露。

海外业主对给水品质不重视，造成化学水质经常会脱离正常范围。下表是印度嘉佳项目部#1机组#3高加2013年1月份到4月份的铁离子超标情况，最大可达到35μg/L：

（3）高加投退温度变化率对高压造成的热冲击。海外业主在投高加时候基本不考虑温度变化率（温度变化率每小时不大于56℃），例如印度一部嘉苏古达项目部2013年机组高加投退情况，见下表。

高加　投入日期平均温升率℃/ min总投入时间min最大温升率℃/ min最大升温率持续时间min 2013.3.19　5　53　27.3　3 2013.4.11　2.8　39　8.5　7 2013.4.12　2.7　39　8.2　7 2013.4.14　3.6　35　8　4 2013.4.16　1.3　41　10　4 #7机组　#3高加2013.3.9　2.7　61　　18　5 2013.4.14　2.9　37　13.7　4 2013.4.18　5.6　21　25　2 #9机组　#3高加

再比如沙特拉比格2013年3月4日至2013年6月15日#3高加投入、退出温升率统计如下，见下表。

投入日期　平均温升率℃/min总投入时间min最大温升率℃/min最大升温率持续时间min备注2013.03.04　4.12　53分20秒　12.96　6分40秒　高加投入2013.04.15　0.68　22分钟　1.25　5分钟　高加退出2013.04.22　2.625　140分钟　8.25　10分钟　高加投入2013.05.02　4.689　98分钟　7.88　8分钟　高加投入2013.05.17　8.63　23分钟　20.06　17分钟　高加退出2013.06.15　2.73　102分40秒　5.95　25分40秒　高加投入

如此大的温度变化率（最高27.3/min），使加热器U型管以及焊口焊缝遭受激烈的温度交变热应力冲击，长期累积会导致高加泄漏。

（4）高加每次停运查漏堵焊时，检修质量不过关。主要有：1）查漏，泄漏的U型管未全部找出来，再次启动后造成更多的管束被冲刷泄漏；2）堵焊，个别管束焊接工艺不到位，导致运行后不久又泄漏。

（5）高加停运后判断不当，未经处理又重新启动运行，导致出现大面积管束二次损失，甚至大片泄露。

比如印度嘉佳项目部#1600MW机组冷态启动，6月26日17时，发现3#高加出现泄漏现象，27日3#高加解列（从发现泄漏到高加解列将近21个小时）。因值班人员误判，高加解列后又再次投运，加热器带病运行50多小时后解列。用压缩空气检查发现26根换热管泄漏，有三处泄漏较集中（A区域11根泄漏，B区域6根泄漏，C区域3根泄漏），其余均是单根泄漏且分布较分散，但大致在距加热器中心544～617mm的水平区间。

（6）高加停运后保养措施不当，未按厂家工艺要求进行保养。

（7）高加每次停运后，未进行探伤检测。由于海外业主的检修工艺和条件有限，基本不进行探伤检测，给高加下次运行带来严重隐患。

（8）在高加U型钢管堵焊时，堵头与钢材材质不同，同样给高加运行带来隐患。

5　#3高压加热器泄漏预防措施

（1）高加海运途中避免受潮腐蚀，到达港口后如长期无法运输，应做好保养措施；

（2）首次开口的高加要做好金属内表面清洁工作，去除锈蚀和其他杂物；

（3）高加吊运安装时应避免碰撞，以免管束出现内伤；

（4）高加启停和运行过程中注意排尽空气；

（5）运行调整中注意保持水位在规定范围内，切勿过高过低，保证高压加热器传热端差在合理范围内；

（6）保持机组负荷变化曲线平稳。从以下方面保证：机组运行过程中负荷变化率每分钟不大于3MW，汽压变化率每分钟不大于0.05MPa，温度变化率每小时不大于56℃，保持在每分钟0.5—1℃之间；在机高加投退或事故情况下，要迅速切断高加汽侧和水侧，以免高加管束急剧膨胀或收缩而导致应力集中而发生泄漏。

（7）高压加热器在投停时要严格控制温度变化率。高加投退过程中，严格控制给水温度变化率不应大于1.1℃/min，最大不应超过1.8℃/min；

（8）做好化验工作，象给水溶解氧（小于7）、PH（9-9.4），当给水中Na+、铁离子、氯离子超标时及时分析，必要时退出高加运行；

（9）高加停运后做好保养工作。汽侧充氮，水侧冲入合格的凝结水。长期停运的机组还要有专门的防腐措施；

（10）高加泄露后把好处理工艺关，特别是焊接质量，必要时做探伤处理，要有专门的验收机构，杜绝出现再返工现象。

参考文献:

[1]火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量[S].GB/T12145-2008.

[2]王松岭.流体力学[M].北京:中国电力出版社，2004.

[3]蔡锡宗.高压给水加热器[M].水利电力出版社,1995(06).