高加設(shè)備泄漏原因分析及處理措施

高加設(shè)備泄漏原因分析及處理措施汽輪機(jī)采用回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是提高機(jī)組運行經(jīng)濟(jì)性的重要手段之一?；?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的運行可靠性和運行性能的高低，直接影響整套機(jī)組的運行經(jīng)濟(jì)性，加熱器的投入率是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中重要的一項考核指標(biāo)。隨著火力發(fā)電廠機(jī)組向大容量高參數(shù)發(fā)展，高加承受的給水壓力和溫度相應(yīng)提高;在運行中還將受到機(jī)組負(fù)荷突變、給水泵故障、旁路切換等引起的壓力和溫度的驟變，這些都會給高加帶來損害。為此，除了在高加的設(shè)計、制造和安裝時必須保證質(zhì)量外，還要在運行維護(hù)等方面采取必要的措施，才能確保高加的長期安全運行。一、高加在運行中存在的問題及影響高加在運行時，無論汽側(cè)或水側(cè)，溫度和壓力都很高，因此對高加的設(shè)計、材質(zhì)、制造、安裝、檢修和運行都提出了很高要求，由于有些未滿足要求，使得高加系統(tǒng)的存在很多問題，高加系統(tǒng)的存在問題大致有四種類型:管系泄漏、水路管束堵塞、進(jìn)出水側(cè)短路和傳熱特性不良。2013年冬天#10機(jī)高加泄露導(dǎo)致機(jī)組非停，因此內(nèi)泄外漏是高加存在的最主要問題。高加內(nèi)管束泄漏的原因分析：①管板變形；高加管板水側(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，則管板會向汽側(cè)鼓凸，產(chǎn)生一定的變形。在機(jī)組負(fù)荷變化時，尤其在調(diào)峰幅度大、調(diào)峰速度過快或負(fù)荷突變時，高加水側(cè)壓力也會發(fā)生較大的變化。這些變化會使管板發(fā)生變形導(dǎo)致管束脹口泄漏。我廠管板厚度在400mm左右，完全滿足運行需要，可以排除此條原因。②制造質(zhì)量不良；高加的管板材質(zhì)是合金鋼，板上堆焊了一層低碳鋼，鋼管采用爆炸脹接技術(shù)，脹接在管板上，往往由于堆焊技術(shù)不過關(guān)，以致留有焊接缺陷。③堵管工藝不當(dāng)；一般常用錐形塞焊接堵管。打入錐形塞時捶擊力量太大，引起管孔變形，會造成損壞而使之出現(xiàn)新的泄漏。堵管過程中，如檢修工藝不合適，會造成鄰近鋼管與管板連接處的損壞或焊縫氣孔。④熱應(yīng)力過大；高加在啟停過程中溫升率、溫降率超過規(guī)定，使高加的鋼管和管板受到較大的熱應(yīng)力，造成鋼管和管板相聯(lián)接的焊縫或脹接處發(fā)生損壞;高加啟動時空氣門操作不當(dāng)，造成高加汽水側(cè)集空氣，受熱不均，引起端口泄漏。調(diào)峰時負(fù)荷變化速度太快以及主機(jī)或加熱器故障而驟然停運加熱器時，停止供汽過快或汽側(cè)停止供汽后，水側(cè)仍繼續(xù)進(jìn)入給水，因鋼管和管板收縮率差異較大，導(dǎo)致鋼管與管板的焊縫或脹接處損壞。因此規(guī)程中規(guī)定溫降率允許值只有0.9~1.8℃/min，比溫升率允許值3℃~5℃/min要嚴(yán)格的多。我廠在機(jī)組啟動時，高加設(shè)備隨機(jī)啟動，溫升率能夠得到很好的控制。但是在事故跳機(jī)或高加保護(hù)動作解列時，停運過程僅僅在幾分鐘內(nèi)完成，鋼管脹口由于溫降率變化太大引起應(yīng)力聚變。二、高加換熱管泄漏的原因分析：沖刷侵蝕；沖刷侵蝕產(chǎn)生主要原因是加熱器內(nèi)部產(chǎn)生汽水兩相流，鋼管外壁受沖刷變薄，發(fā)生穿孔或受給水壓力而鼓破。產(chǎn)生汽水兩相流的主要原因：①是過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達(dá)不到設(shè)計要求的過熱度引起的;②是加熱器的疏水水位保持過低或無水位以及甩負(fù)荷時抽汽壓力突然降低等因素使疏水閃蒸;③是當(dāng)高加內(nèi)某根鋼管發(fā)生泄漏時，高壓給水從泄漏處進(jìn)入汽側(cè);④是高加疏水冷卻段發(fā)生閃蒸現(xiàn)象，造成汽水兩相流沖刷。鋼管振動；給水溫度過低或機(jī)組超負(fù)荷等情況造成通過加熱器鋼管間蒸汽流量和流速超過設(shè)計值較多，具有一定彈性的管束在給水?dāng)_動力的作用下會產(chǎn)生振動，若管束發(fā)生共振會導(dǎo)致管束損壞。管束振動損壞的機(jī)理一般有：①由于振動而使鋼管或鋼管與管板連接處的應(yīng)力超過材料的疲勞極限，使鋼管疲勞斷裂;②振動的鋼管在支撐隔板的管孔中與隔板金屬發(fā)生摩擦，使管壁變薄，最后導(dǎo)致破裂;③當(dāng)振動幅度較大時，在跨度的中間位置相鄰的鋼管會相互摩擦，使鋼管磨損或疲勞斷裂。鋼管給水入口端的侵蝕；碳鋼加熱器易發(fā)生入口管端的侵蝕損壞。其機(jī)理是管壁金屬在表面形成的氧化膜被高紊流度的給水破壞并帶走，最終導(dǎo)致鋼管的破損。給水pH值低于8.8、含氧量大于7μg/L、溫度低于260℃、紊流度大的情況下，容易發(fā)生侵蝕。腐蝕；影響高加碳鋼管束腐蝕的主要因素是給水溶氧量和pH值。給水溶氧量超標(biāo)或PH值過高會嚴(yán)重地腐蝕高加內(nèi)部的鋼管，在某些有缺陷的地方就有可能穿孔。故一般660MW機(jī)組要求給水溶解氧的濃度≤7μg/L，pH值在8.8~9.5之間。機(jī)組檢修過程中，高加處于停運狀態(tài)，未對高加進(jìn)行任何防腐工作，這樣高加內(nèi)部的氧份、水份對其內(nèi)部的鋼管均有腐蝕。產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)；U型換熱管管壁過薄，是結(jié)構(gòu)上造成泄漏的根本原因。給水流量超限、水流速度大對管壁沖蝕嚴(yán)重引起給水流量超限、水流速度超標(biāo)的原因有：(1)由于高加管系泄漏，部分鋼管已被加堵，這樣其它未堵的鋼管流速就會增大。(2)由于機(jī)組真空度低，汽機(jī)效率低，汽耗大。(3)許多疏水門、放水、放空氣閥門等不嚴(yán)漏汽、漏水。通過運行中觀察，這兩臺機(jī)組的補(bǔ)水量、真空均正常，系統(tǒng)中的閥門也不存在大量泄漏，因此正常運行給水流量及高加管內(nèi)給水的流速也不會超過額定流速太多，不會加劇管壁的沖刷。三、針對以上原因采取的措施(1)在機(jī)組啟停過程中，要求高加隨機(jī)啟停，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程要求，保證高加疏水及時切換。(2)提高運行質(zhì)量，消除無計劃停機(jī)，杜絕機(jī)組高負(fù)荷情況下的甩負(fù)荷事故。(3)提高高加疏水調(diào)節(jié)門自動控制的準(zhǔn)確率，控制高加水位和疏水端差在規(guī)范要求范圍內(nèi)，杜絕低水位或無水運行，杜絕疏水閃蒸和汽水兩相流。(4)對汽、水系統(tǒng)中的泄漏及時處理，盡量提高真空度，確保給水流量不超限。(5)在高加投運及運行過程中正確操作汽水側(cè)空氣門，確保高加內(nèi)無空氣運行。(6)應(yīng)嚴(yán)格控制給水品質(zhì)，重點是含氧量(≤7μg/L)和pH值(在8.8~9.5)，防止腐蝕。(7)嚴(yán)格按照要求減負(fù)荷，減負(fù)荷速度不得超過15MW/min，這樣就減少了高加內(nèi)部疏水閃蒸沖蝕管系的現(xiàn)象。(8)在機(jī)組停運時進(jìn)行防腐保護(hù)。目前采用在給水中加氨一聯(lián)氨，使聯(lián)氨濃度達(dá)到500μg/L、PH值≥10的方法進(jìn)行鈍化保護(hù)。(9)對高加管束的泄漏，堵管是一種主要的修復(fù)手段。為保證堵管質(zhì)量，高加被堵管的端頭部位及堵頭一定要經(jīng)過良好的處理，管孔與堵頭的接觸面良好，如有必要可對有漏鋼管附近鋼管進(jìn)行堵管。高加對火電廠的安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)有如此重要作用，同時它又是一種故障多發(fā)的設(shè)備，因此，不得不引起人們的高度重視，盡