高加故障原因分析與對策（精編版）

1、高加故障原因分析與對策一、簡介：目前，大容量火電機(jī)組普遍采用具有中間再熱的回?zé)嵫h(huán)，以提高整個機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性?；?zé)峒訜崞魇腔責(zé)嵯到y(tǒng)的重要設(shè)備，它對熱經(jīng)濟(jì)性的影響很大。由于設(shè)計(jì)、安裝、檢修和運(yùn)行等方面原因，高加的投入率并不是很高。高加的故障原因很多，最多的就是漏泄。二、漏泄的位置： 1、管子端口管子與管板連接處 ；2、管子本身漏泄； 3、汽側(cè)與水側(cè)閥門； 4、水室隔板進(jìn)、出水室之間漏泄；三、漏泄的原因： 1、管子端口管子與管板連接處漏泄大多是由于起停過程中熱應(yīng)力過大、管板變形。熱應(yīng)力過大：高加在與主機(jī)正常啟停過程中，或在主機(jī)故障而高加停運(yùn)時(shí)，或在主機(jī)正常運(yùn)行中因高加故障而使高加停運(yùn)及在啟動時(shí)，高

2、加的溫升率、溫降率超過規(guī)定，使高加的管子和管板受到較大熱應(yīng)力，使管子和管板相連接的焊縫或脹接處發(fā)生損壞，引起端口漏泄。主機(jī)或高加故障而驟然停運(yùn)時(shí)，如果汽側(cè)停止供汽過快，或汽側(cè)停止供汽后，水側(cè)仍然繼續(xù)給水，在這兩種情況下，因管子的管壁薄，所以在管板管孔內(nèi)的那端管子收縮很快。而管板的厚度大，收縮慢，常導(dǎo)致管子與管板的焊縫或脹接處損壞。這就是規(guī)定的溫降率允許值只有1.72.0/分鐘，比溫升率允許值25/分鐘要嚴(yán)格的原因。不少發(fā)電廠常常發(fā)生下屬情況，主機(jī)運(yùn)行中高加運(yùn)行是正常的，但在停機(jī)后或停高加后再開機(jī)或再投運(yùn)高加時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)高加管系泄漏。實(shí)際上，泄漏不是在停機(jī)后，也不是在開機(jī)或正確投運(yùn)高加時(shí)引起，而是

3、在停機(jī)或停運(yùn)高加過程中，由于高加溫降率過快導(dǎo)致管子和管板連接焊縫或脹接處發(fā)生損壞而造成漏泄。管板變形：管板與管子相連， 管板變形會使管子的端口發(fā)生漏泄。高加管板水側(cè)壓力高、溫度低，汽側(cè)壓力低、溫度高，尤其有內(nèi)置式疏水冷卻段，溫差更大。如果管板厚度不夠，則管板會有一定的變形。管板中心會向壓力低、溫度高的汽側(cè)鼓凸，在水側(cè)，管板發(fā)生中心凹陷。在主機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，高加汽側(cè)壓力和溫度相應(yīng)變化。尤其在調(diào)峰幅度大，調(diào)峰速度過快或負(fù)荷突變時(shí)，在使用定速給水泵的條件下，水側(cè)壓力也會發(fā)生較大變化，甚至可能超過高加給水的額定壓力。這些變化會使管板發(fā)生變形導(dǎo)致管子端口漏泄或管板發(fā)生永久變形。如果高加的進(jìn)汽門內(nèi)漏，則在主

4、機(jī)運(yùn)行中停運(yùn)高加后，會使高加水側(cè)被加熱器而定容升壓，如水側(cè)無安全閥或安全閥失靈， 壓力可能升得很高， 也會使管板變形。2、管子本身漏泄的原因：管系受到?jīng)_刷侵蝕、給水的ph 值不合適引起腐蝕、管子本身振動、管子本身材質(zhì)及工藝不良。管系受到?jīng)_刷侵蝕： 過熱蒸汽冷卻段及其出口處管束容易受到濕蒸汽的侵蝕。影響入口管段侵蝕損壞的主要因素有：給水ph 值、含氧量、溫度和紊流度，3、汽側(cè)與水側(cè)閥門：高加水側(cè)出、入口門、汽側(cè)進(jìn)汽門發(fā)生漏泄，主要原因是制造工藝與質(zhì)量不好。4、水室隔板進(jìn)、出水室之間漏泄又稱高加內(nèi)部進(jìn)出水發(fā)生短路，使部分水不通過加熱管直接進(jìn)入出水管流出。 ：原因主要是水室隔板結(jié)構(gòu)及密封設(shè)計(jì)不合理造

5、成的。這一點(diǎn)上，不僅是國內(nèi)生產(chǎn)的高加或是國外生產(chǎn)的高加都有此缺陷。四、上述原因的防止措施：1、管子端口漏泄防止措施：管子制造質(zhì)量要好，管板要有足夠的厚度，檢修要有正確的堵管工藝。2、管子本身漏泄的防止措施：蒸汽冷卻段出口蒸汽要有足夠的剩余過熱度2841，防止閃蒸。防止低水位或無水位運(yùn)行。防止疏水調(diào)節(jié)閥開度過大，一旦發(fā)現(xiàn)漏泄，應(yīng)及早停用檢修，防止繼發(fā)性沖蝕損環(huán)。入口管段侵蝕防止參數(shù)：給水ph 值 9.29.6，含氧量小于7ppb，水溫低于 160腐蝕最厲害大于230，流速低于 1.6m/s。3、汽側(cè)與水側(cè)閥門防止措施：選用正確的閥門，選用工藝質(zhì)量好的、材質(zhì)好的閥門。 4、水側(cè)短路的防止措施：急待

6、改進(jìn)設(shè)計(jì)方面的問題如管板厚度、形狀、密封、對應(yīng)力情況的承受能力等。以下是其他有關(guān)高加故障方面的問題：五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的原因1、管道布置方面的原因：由于系統(tǒng)布置的不合理，造成疏水倒流或汽水兩相流動， 高加管路系統(tǒng)發(fā)生振動在電廠中普遍存在；由于汽水的沖刷造成管路泄漏、振動，引起高加疏水管路發(fā)生破裂，造成不必要的人身傷亡和設(shè)備損壞事故屢有發(fā)生。2、高加疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝不良高加疏水系統(tǒng)的運(yùn)行工況比較復(fù)雜對疏水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，稍有不慎就會引起疏水管路振動舉例其主要原因是懸吊架布置不合理， 管路系統(tǒng)剛度不夠， 在高加啟停交變膨脹收縮的影響，從而造成管路系統(tǒng)振動。 高參數(shù)疏水調(diào)整門布置對疏水

7、管路振動也有很大的影響。 一般高加疏水調(diào)整門布置在高加出口，但也有少數(shù)電廠高加疏水調(diào)整門除氧器進(jìn)口運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生振動從而造成疏水調(diào)整門的損壞，應(yīng)將調(diào)整門盡量安裝在較低的部位在我國由于疏水調(diào)整門的設(shè)計(jì)制造等方面的原因，很難保證高加的正常運(yùn)行， 當(dāng)疏水調(diào)整門故障時(shí)有時(shí)處于全開的狀態(tài)，使高加的水位難以維持經(jīng)過高加疏水系統(tǒng)是汽水混合物，從而造成高加疏水系統(tǒng)振動。3、自動裝置方面的原因沒有太多的有關(guān)資料4、設(shè)備方面的原因如：設(shè)備制造方面，疏水裝置，閥門，自動控制裝置等，在上面已有過說明5、設(shè)備選擇材料方面的原因由于材料選擇上的原因引起高加密封面出現(xiàn)泄漏，影響到高加的投入運(yùn)行的實(shí)例很多，早期投產(chǎn)的高加設(shè)計(jì)

8、、制造時(shí)，對高加法蘭平面螺栓和拉筋材質(zhì)選用不當(dāng)， 高加在長期啟停運(yùn)用中， 螺栓受交變應(yīng)力影響變形，也就是說滿負(fù)荷時(shí)，螺栓受溫較高，螺栓是緊的，當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，抽汽量減少，高加溫度下降，螺栓的收縮量較高加法蘭體收縮變化量來的緩慢，螺栓松動，從而造成法蘭密封面泄漏。法蘭密封墊的選擇對泄漏也有很大影響，早期常用的有高壓紙柏，但隨著機(jī)組的頻繁調(diào)峰，高加熱交變應(yīng)力次數(shù)增多，高加紙柏的使用壽命受到影響。目前各廠所用的高加法蘭密封墊也不相同。六、檢修方面的原因檢修工藝質(zhì)量的不完善， 引起高壓加熱器不能長周期運(yùn)行，堵管焊口焊接質(zhì)量要提高防止堵管后焊口泄漏。目前消除加熱器泄漏的方法是用圓錐堵頭堵塞，然后用電焊或氬弧

9、焊焊接，對已堵塞的管頭裂紋可以用電焊重新燒焊。加熱器管子的堵悶一般不應(yīng)該超過全部管束的10%，否則應(yīng)更換整臺加熱器的管束。對于高參數(shù)的高加鋼管泄漏，有些電廠燒焊漏管的同時(shí)，把漏管四周的管束也進(jìn)行燒焊， 這種檢修方法應(yīng)該慎重， 必須確認(rèn)漏管泄漏量較大，對四周的管束沖蝕嚴(yán)重時(shí)，再燒焊，否則會大大降低高加的使用壽命。應(yīng)采取的措施：定期對高加的熱交換管進(jìn)行檢查，以確定管子的泄漏，沖刷減薄情況，并根據(jù)管子的狀況及時(shí)采取措施，保證高加的長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。七、運(yùn)行方面的高加啟停操作和運(yùn)行監(jiān)督一高加的工作環(huán)境與起停操作對于大容量機(jī)組高加的工作溫度一般為250480，壓力在32220bar之間。由于高加的工作

10、溫度、壓力較高，所以高壓加熱器在啟動停止過程中，要承受沖擊熱應(yīng)力， 由于啟停時(shí)工況的變化較大，溫差變化較快，使加熱器驟冷或驟熱。溫升率和溫降率是以給水溫度升、降的差值，除以考核時(shí)間分鐘，所得的商來表示的。值得注意的是，在高加啟、停過程中，溫度的變化往往是不均勻的。為防止熱應(yīng)力的影響， 應(yīng)該保證在整個啟、 停過程中任何時(shí)刻的溫度變化率均不超過規(guī)定值。在電廠運(yùn)行中要對此做出考核和評價(jià)。有的發(fā)電廠對高加給水溫度的變化重視不夠，由于有些運(yùn)行人員操作水平低，技術(shù)素質(zhì)差，工作責(zé)任心不夠，在實(shí)際啟、停高加時(shí)，不嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，起、停高加的速度很快。如：投高加時(shí)水側(cè)注水完畢，水側(cè)通水后，三個高加的進(jìn)汽門即同時(shí)開

11、啟， 給水溫度上升很快，最大時(shí)到達(dá) 2125/min。停高加時(shí)也有類似情況。高壓加熱器由于運(yùn)行的操作不當(dāng)， 而引起的泄漏和振動等事故在全國有很多， 高加啟停應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程執(zhí)行，以保證高加在任何情況下，高加承受較好的溫差影響。1、運(yùn)行中高加的起停：主機(jī)運(yùn)行中，高加的起停操作，要使溫變率合格，只有“慢” ，高加在啟用時(shí)，應(yīng)先用蒸汽或給水對高加進(jìn)行“暖器”。應(yīng)微開進(jìn)汽門，對高加進(jìn)行預(yù)熱，以防止溫差過大引起密封面泄漏， 禁止在任何情況下關(guān)水不關(guān)汽。特別對于母管制的給水系統(tǒng)，有些運(yùn)行人員在高加停用后， 僅把抽汽關(guān)閉，而不關(guān)進(jìn)出水門，造成高加快速冷卻，從而使高加溫差過大，引起密封面泄漏。另外當(dāng)機(jī)組突然甩

12、負(fù)荷自動切斷高加進(jìn)汽閥時(shí)，也應(yīng)關(guān)閉高加進(jìn)出水門， 讓高加自然冷卻，待機(jī)組恢復(fù)后，再按規(guī)定高用高加。正常運(yùn)行中啟停時(shí)溫度應(yīng)力的控制：嚴(yán)格控制高加的溫升速率、溫降速率，防止高加管子、管板、隔板受到過大的熱應(yīng)力作用而發(fā)生變形甚至破壞。根據(jù)試驗(yàn)給水溫度變化率增大時(shí)， 高加壽命急劇縮短。 所以各制造廠對高加溫度變化率都有限制值溫升速度限制在1.855min 之間，溫降速度限制在 1.852min 之間，這就對運(yùn)行提出了很高的要求。同時(shí)要控制給水含氧量和ph 值在規(guī)定范圍內(nèi)，防止管子發(fā)生腐蝕。2、隨機(jī)啟停高加隨主機(jī)滑起、滑停：主機(jī)滑起，就是在主機(jī)轉(zhuǎn)子沖動前，即向高加注水檢漏，合格后， 將給水通入高加，隨給

13、水溫度的升高而使高加升溫。主機(jī)沖轉(zhuǎn)前，高加進(jìn)汽門、抽汽管道上的主機(jī)疏水閥、高加汽側(cè)排空氣門等也都是打開的，隨主機(jī)的升速， 進(jìn)入高加的抽汽壓力、抽汽量及抽汽溫度逐漸上升，高加的溫度也逐漸上升。有的發(fā)電廠不象上述的隨主機(jī)滑起， 而是在主機(jī)并網(wǎng)后負(fù)荷達(dá)2030mw 時(shí)才投運(yùn)高加。這樣不如完全隨主機(jī)滑起好， 但在比主機(jī)高負(fù)荷時(shí)才投高加要好的多。在高加的起停過程中，要注意抽汽對主機(jī)脹差的影響。高加隨機(jī)滑停，就是在主機(jī)停運(yùn)時(shí)，使高加的溫度隨主機(jī)的負(fù)荷下降，抽汽和給水溫度逐漸下降而下降。由于主機(jī)負(fù)荷下降， 各個高加之間的汽壓差減小，疏水可能不暢，應(yīng)把疏水倒入擴(kuò)容器，主機(jī)停止轉(zhuǎn)動時(shí)，高加也相應(yīng)停運(yùn)，關(guān)閉抽汽門

14、后，關(guān)閉水側(cè)進(jìn)出水門，打開排水閥。啟停過程中， 高加水位的控制受多方面原因的影響，如何控制好水位是保證高加安全穩(wěn)定運(yùn)行， 對延長高加的使用壽命有著很大的意義，為此應(yīng)該引起運(yùn)行工作人員的高度重視。二 、正常運(yùn)行中的維護(hù)和監(jiān)督各設(shè)備的正常運(yùn)行參數(shù)，化學(xué)，儀表等a、高加運(yùn)行中的參數(shù)監(jiān)督正常運(yùn)行中對高加各參數(shù)監(jiān)視有重大意義，只有通過認(rèn)真的監(jiān)視分析才能找出隱含的各種危險(xiǎn)點(diǎn)。1、監(jiān)視水溫高加的出水溫度、進(jìn)出水溫差、給水端差，疏水端差是判斷高加運(yùn)行是否正常的重要依據(jù)。 在主機(jī)的各個負(fù)荷工況下， 主機(jī)運(yùn)行參數(shù)正常時(shí)各有一定的正常數(shù)值。 比較運(yùn)行數(shù)值和正常數(shù)值， 就可以對高加是否正常做出判斷。2、監(jiān)視水量高加的

15、進(jìn)水量超過設(shè)計(jì)的額定水量，就是高加水側(cè)過負(fù)荷。 有兩種原因：一種原因是汽輪機(jī)熱耗增加， 大于設(shè)計(jì)值使汽輪機(jī)在額定滿負(fù)荷或接近額定滿負(fù)荷時(shí)給水流量超過設(shè)計(jì)值；另一種原因是發(fā)電廠的廠用汽量、鍋爐排污量以及汽水損耗量大大增加以至給水量超過設(shè)計(jì)值。這種水側(cè)過負(fù)荷會引起：（1）汽側(cè)過負(fù)荷，蒸汽流量增加超過設(shè)計(jì)額定值，引起管束振動而使加熱器損壞。（2）給水流速增加， 對管子的沖刷力就增加， 常導(dǎo)致加熱器內(nèi)部管系的管口和管子受到侵蝕損壞。b、運(yùn)行維護(hù)方面：1 、控制殼側(cè)水位，防止低水位和無水位運(yùn)行，可減少疏水冷段內(nèi)出現(xiàn)閃蒸和汽水兩相流的可能性。2 、一旦發(fā)現(xiàn)管束泄漏，應(yīng)及早停用檢修，防止發(fā)生沖刷破壞。3 、

16、確定管束損壞部位，分析損壞原因。4 、保證放空氣系統(tǒng)的正常工作。三 、故障情況下的停運(yùn)危險(xiǎn)工況高加在故障、緊急停機(jī)情況下，以及高加本身故障水位高引起高加自動解除情況下， 都屬于高加的危險(xiǎn)工況。 遇到危險(xiǎn)工況時(shí)高加應(yīng)緊急解除：應(yīng)迅速關(guān)閉進(jìn)汽、進(jìn)出水門，水側(cè)走旁路，打開排水閥門。四 、運(yùn)行中加熱器水位的控制運(yùn)行中加熱器水位控制的一般方法及自動控制系統(tǒng)的維護(hù)，維持高加汽側(cè)正常疏水水位是高加性能的基本條件，是高加安全， 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本保證。 但是高加水位影響因素較多， 其水位指示并不代表高加內(nèi)部的真實(shí)水位， 在高加運(yùn)行中由于能量轉(zhuǎn)換效應(yīng)的影響，高加內(nèi)部真實(shí)水位要低于外側(cè)指示水位，同時(shí)在各種工況下， 高

17、加內(nèi)外水位差值也有區(qū)別， 而且同一型號的機(jī)組， 高加水位布置方式不同其高加最正確水位也不同，舉例說明疏水管路系統(tǒng)，發(fā)生強(qiáng)烈振動，但適當(dāng)關(guān)小疏水調(diào)整門，提高高加水位，管路系統(tǒng)振動消除，這就說明疏水水位偏低時(shí)， 經(jīng)過疏水調(diào)整門進(jìn)入疏水系統(tǒng)的不是疏水而是汽水兩相物，從而造成管路振動。高加最正確疏水水位是保證疏水系統(tǒng)不振動，熱交換效果最好的水位。由于水位影響因素較多制造廠說明書和運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的水位不一定是最正確的疏水水位最正確的疏水水位是通過試驗(yàn)的方法來確定的。五 、異常水位原因及危害發(fā)生異常水位的原因一方面是由于運(yùn)行控制方面：監(jiān)督不利，調(diào)節(jié)不當(dāng)造成的；另一方面是由水位計(jì)安裝不當(dāng)造成假水位、低水位、無

18、水位等現(xiàn)象。異常水位的危害： 高加的低水位和無水位運(yùn)行對高加安全運(yùn)行的影響十分重大，高水位不僅影響傳熱效果、機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，而且影響機(jī)組的安全性；高加低水位或無水位運(yùn)行加快了蒸汽對高加的沖蝕，易引起疏水閃蒸，直接影響到高加的使用壽命。是否需要詳細(xì)解釋？為了保持高加運(yùn)行方面的安全性，而保持低水位或無水位運(yùn)行。這就是高加低水位的危害是必須糾正的錯誤觀點(diǎn)。低水位造成疏水閃蒸原因、危害、措施：1、疏水閃蒸：是指當(dāng)局部疏水溫度比相對于疏水壓力的飽和溫度高時(shí)所發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象。 這種閃蒸現(xiàn)象引起汽水兩相共流，對加熱器傳熱管件和殼體內(nèi)附件的危害極大，不但會引起疏水流動不穩(wěn)定，而且會引起管系振動和沖刷侵蝕。

19、出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因和容易發(fā)生的部位如下：1 、由于疏水流速大 如疏水量突然增大 ，經(jīng)過疏水冷卻器或疏水管道時(shí)，其壓力下降較大，即相應(yīng)的飽和溫度大幅度下降，使得疏水溫度高于飽和溫度而出現(xiàn)閃蒸。2 、疏水流速雖正常，但在疏水冷卻器入口處，由于設(shè)計(jì)不合理，局部壓力損失過大例如疏水進(jìn)入傳熱管管束處、傳熱管通過的窗狀通道處等 ， 致使疏水溫度高于相應(yīng)壓力下的飽和溫度。3 、加熱器水位控制不好，水位過低，蒸汽進(jìn)入疏水冷卻段或疏水冷卻器，這一方面會使流動壓損增大，另外，進(jìn)入疏水冷卻段的蒸汽使疏水的冷卻效果降低，使疏水進(jìn)一步汽化。4 、疏水冷卻段或疏水冷卻器管子本身傳熱效率降低或特殊原因如包殼滲漏、金屬壁導(dǎo)熱等

20、使疏水溫度升高。5 、在疏水管道中，彎頭、三通、閥門等元件會造成一定的壓降，垂直上升的管段也會造成其中流體壓力的下降。因次在疏水過冷度不足的情況下，很容易在閥門、彎頭或垂直管段后出現(xiàn)閃蒸。2、不閃蒸的條件是疏水實(shí)際溫度降低比其飽和溫度降低快。3、水位限制：殼側(cè)水位過高，多淹沒了一部分有效傳熱面積，給水在加熱器中的吸熱量就會減少，也就降低了給水的溫升值，從而降低了回?zé)嵫h(huán)的熱效率和熱經(jīng)濟(jì)性。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，會形成汽水兩相流動，影響疏水冷卻段內(nèi)部的傳熱過程。在無水位運(yùn)行的情況下，抽汽壓力較高的一級加熱器中的蒸汽就會通過疏水管道進(jìn)入下一級抽汽壓力較低的加熱器，取代部分參數(shù)較低的加熱用蒸汽， 從而也使回?zé)嵫h(huán)的整體熱經(jīng)濟(jì)性降低。六 、高加出水溫度降低的原因分析及處理