火电机组高压给水加热器的常见故障、原因分析及预防补救措施

12余热锅炉2009．4火电机组高压给水加热器的常见故障、原因分析及预防补救措施杭州锅炉集团股份有限公司涂雪军摘要本文针对火电机组高压给水加热器在运行中常出现的一些故障，从设计、制造、运行等方面对故障原因进行了分析，并提出了相应的预防补救措施，提高了高压给水加热器运行的安全可靠性。关键词高压给水加热器故障原因预防补救措施泄漏腐蚀振动前言高压给水加热器(以下简称高加)是火电机组给水回热系统的主要热力设备之一，它利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，以提高电厂热效率，对电厂的安全、经济发电起到了重要作用。但由于设计、制造、安装和运行等各方面原因，会使高加运行过程中出现各式各样的故障，导致高加不能安全可靠地运行，致使锅炉给水温度下降；严重时造成停运事故的发生，使整个机组的热效率降低，严重影响了大机组高效、低耗优越性的发挥。影晌高加安全可靠性运行的常见故障影响高加安全可靠性运行的常见故障主要有：泄漏、腐蚀、振动等，以下本文将对这三个主要故障进行分析与研究。l泄漏高加泄漏事故的发生通常有以下4种情况。1．1换热管爆管或破坏造成泄漏。见图1。图1学兔兔www.xuetutu.com余热锅炉2009．4l3造成换热管爆管或破坏的原因很多，如换热管本身的材质缺陷问题、制造过程中换热管的损伤问题、设计结构上对换热管的保护问题、运行操作等问题，以下就这4种问题进行展开论述。a．换热管本身的材质缺陷换热管本身的材质缺陷，在高加运行过程中将可能会导致换热管发生破裂或断裂，造成泄漏，高加水位上升，无法正常运行，高加必须解列，此时，整个电厂的负荷降低，热耗增加。高加换热管为小口径管，加工要求高，材质一般选用碳钢无缝管、低合金钢无缝管和不锈钢管，我国冶金工业相对较为薄弱，有些钢厂出来的钢管其本身缺陷在制造厂内未被发现，在运行一段时间后发生破裂造成泄漏，针对这种情况，要求厂家在选用换热管时，要小心谨慎，对换热管的化学成分、力学性能、壁厚公差、探伤检测、热处理、表面光亮退火、水压试验以及包装运输等，都应该提出合理的满足标准规范的要求，从材料的源头上对换热管的质量把好关。b．制造过程中换热管的损伤制造过程中特别是穿管环节，最容易造成换热管的损伤，其主要表现为管子被隔板划伤，出现纵向的划痕、螺旋向刮痕、凹坑等缺陷，而且这些缺陷较难发现，一旦这些缺陷存在，高加的安全可靠运行就很难得到保障。因此，对隔板要有合理的厚度要求，管孔表面要有较高的粗糙度要求且管孔两边需倒角、去毛刺，这样才能减少穿管过程中管子被划伤。另外，就是必须保证高加内部的清洁度要求，因为，一旦有焊渣、残留物、杂物等残留在高加本体内部，运行过程中在高温蒸汽或高压给水的冲击下就会损伤换热管，造成换热管破裂泄漏。c．设计结构上对换热管的保护蒸汽人口、疏水人口防冲挡板设置不合理或挡板被冲击损坏，就可能造成高温蒸汽、疏水对管束直接冲刷，加速管子的磨损、腐蚀，使管子损坏爆管。另外，高加热面布置不当，会降低过热蒸汽冷却段的出VI汽温，可能出现蒸汽部分凝结，汽水}昆合物对管子冲刷造成损坏。因此，设计时必须考虑蒸汽离开过热蒸汽冷却段时，要有相当的过热度。d．运行操作上运行操作上，对卧式高加，由于允许水位波动的范围较小，如不精确控制水位，容易使高加长期处于低水位运行，使得疏水冷却段入口存在气液两相的情况，从而造成气液两相流体对疏水冷却段管束的冲刷，长时间运行后就会造成管子爆管。该种情况在300MW供热机组的运行实践中常有发生，其原因就在于，当机组供热负荷加大时，发电机组的负荷减小，处于低负荷运行，此时高加的运行水位很容易出现低水位，就会造成上述的爆管泄漏。如果发生管子破裂，应尽快停机处理，否则高压给水高速喷出，会引起附近管子被冲坏(见图2)，这也是要求在一根换热管破裂时必须将其周边一圈管子均进行堵管的原因所在。1．2管子管板焊口泄漏。见图3。运行方面：高加是发电厂内的最高压力下运行的容器，其管板两侧的压差和温差都很大，管子内给水流量很大，流速很高，可以说高加是在最严酷的条件下运行。目前所采用的管子管板连接方式为在管口处进行密封焊，然后利用胀管器在管侧胀接。在高加投运和停用过程中，如操作不当，会使管子和管板焊口处受到很大的温度冲击。管壁薄，容易加热或冷却，而管板很厚，热容量大，温度变化就慢，由于热胀冷缩上的差别，会在管子管板焊口处造成很大的温度应力。当这种应力过大或多次交变重复时，就会损坏这个焊口或使原有的缺陷扩大，从而造成焊口处泄漏。因此要对高加温度变化速度提出限制，学兔兔www.xuetutu.com14余热锅炉2009．4图2通常以给水温度的变化速度为依据，规定：投运的温升速度不超过(3～5)℃／rnin，停用时温降速度不超过(1．7～2)℃／min。制造方面：在制造过程中部分管子管板焊缝焊接质量不好存在气孔、夹杂、裂纹等缺陷，