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高加泄漏对机组安全运行的影响及应采取的对策

  
评论: 更新日期:2014年05月06日

摘  要  通过对***发电厂一、二、三期汽机高压加热器的结构和运行特点的比较,总结运行操作中造成高压加热器泄漏的主要问题,并对运行人员在高压加热器投入、撤出操作中以及日常维护中如何减少高压加热器泄漏,提高高压加热器投入率,谈谈自己的运行经验,共同提高运行水平。
        关键词  高压加热器  运行  安全  投入率
        引言
        我厂一期工程2台135MW机组,二、三期工程4台125MW机组回热抽汽系统采用七级抽汽,系统构成基本相同,均配置#5、#6高压加热器。在正常运行时#5、#6高压加热器均需投入运行,机组才能带125MW即全负荷运行。
        一、高压加热器泄漏对安全、经济运行的影响
        众所周知,高压加热器是汽轮机回热系统的主要设备,高压加热器的泄漏决定了高加能否可靠投用与投入率,对机组运行的经济性影响极大,由热力机算可知,当机组运行中高压加热器撤出运行时,汽轮机热耗增加258.2kJ/kg,发电煤耗增加7.68g/kwh。我厂94年度全厂运行中高压加热器解列消缺24次,停用时间227h,少发电量3.4Gkwh,还不包括因此而停机损失的电量x[2]。
        在安全性方面,机组带110MW以上负荷运行时,如高压加热器突然撤出,高压加热器给水走旁路使给水温度突然下降造成主蒸汽温度超限,一、二级抽汽逆止门关闭使再热蒸汽压力和流量超限造成再热器安全门动作,还使机组负荷超额定负荷、汽轮机轴向推力大大增加。如高压加热器钢管泄漏水位上升而高压加热器未能及时撤出,则将产生高压加热器内的水从抽汽管返回至汽缸,造成汽轮机水冲击。我厂1994年12月1日16时05分(交接班时间)运行中的#2机#6高加疏水管突然爆破,幸亏未伤及人员。若不能得到切实有效的防止高加泄漏,将成为威胁我厂安全运行的一大隐患。
        二、造成高压加热器钢管、疏水管泄漏的原因
        1、首先从高加的结构和钢管固定方式看,U型管式结构高加的主要矛盾是管束和管板的连接及密封问题。由于高加管板厚250mm,而管径仅为Φ11/Φ18mm,为了防止钢管与管板泄漏,采用爆炸胀管法把钢管与管板连接在一起,并采取在每根钢管胀口处管板挖深2-3mm的槽,再用电焊将管子胀口与管板焊死。所以,管板出口处的钢管在爆炸胀管过程中,钢管已受到过大的应力,强度降低,当投撤高加中发生温度过高、温升(降)率过大时,极易造成材料应力超限,钢管破裂漏水。
        2、机组启动中,由于炉投用炉底加热,为了使汽包壁温差不致过大,一般炉上水采用除氧器加热由给水泵上水,而此时高加钢管为冷态室温,如除氧器水温在50℃左右,尚不致于造成过大的温差,但如除氧器水温升至90℃左右,那么在启动给水泵后,高加钢管瞬时产生很大的温差,使厚管板和薄长钢管产生很大热应力,易造成钢管泄漏。所以有时机组停用时,高加不漏,而开机中高加水侧投用后往往要满水,这和高加水侧投用前除氧器水温加热过高有很大关系。
        3、机组运行中进行高加投用时,如除氧器定压运行,水温约为158℃,高加检修后汽水侧均为室温,当高加水侧突然通水,水侧钢管和管板将产生突然的热冲击,管板不但受给水压力引起的弯曲应力,而且还受到温度突升产生的热应力,其中管口焊缝为最大应力区,容易泄漏。
        4、机组调停对高加的影响,在停机过程中锅炉为节约低负荷用油,汽机又无检修工作对缸温不作要求时,往往控制在缸温350℃左右机组解列,而此时一、二抽温度分别为300℃、230℃左右,除氧水温度126℃左右,随着抽汽逆止门的快速关闭,而给泵仍向锅炉进水,使给水对高加筒体产生急剧冷却,对高加影响较大。
        5、另外,由于高加疏水调整门内漏大,一般在机组启停中当负荷60MW以下,即使疏水调节阀全关,很多机组高加水位仍难以维持。特别是#5高加设置疏水冷却段,在高加低水位时,疏水产生汽水二相流动,疏水冷却段区钢管产生很大的振动和汽蚀,这也就说明了检修查出的高加漏点基本都在高加外围管区的原因之一。另一主要原因可能为蒸汽入口冲击高加外围管段,特别是高加进汽入口挡汽板损坏时,蒸汽直冲管束,造成蒸汽入口钢管很大振动和使管壁吹薄。
        6、高压加热器(尤其是#5高压加热器)疏水管路泄漏造成运行中解列是高压加热器投入率下降的主要因素。运行值班人员因高压加热器水位自动无法投入以及对高加安全经济运行认识不够,片面认为水位越低越安全,不会因此造成高加水位保护动作,人为的将高压加热器水位调至低水位运行。疏水在管内流动过程中随着压力的降低不断蒸发成为二相流动,容积流量增加流速增大,在除氧器入口处达到最大值,高速流动的汽水混合物对管道的阀门、法兰、弯头等处产生严重磨损,致使这些部件被磨穿。

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