? 摘要:高加是鍋爐給水系統中,初步加熱給水的主要設備,其承壓能力較高,發生事故后造成的危害大。這里就高加泄漏后可能會對設備造成的危害做簡單分析。
關鍵詞:高加、泄漏、端差
中圖分類號: TL75+2.2文獻標識碼: A 文章編號:
一、設備概述
我廠的高壓加熱器,采用三臺上海動力設備有限公司制造的臥式U型管表面加熱器。高壓加熱器帶有過熱蒸汽冷卻段、凝結段和疏水冷卻段,如附圖一。過熱蒸汽冷卻段利用汽輪機抽汽的過熱來提高給水溫度,使給水溫度接近或略高于該加熱器壓力下的飽和溫度。凝結段是利用蒸汽凝結的潛熱加熱給水。疏水冷卻段是把離開凝結段的疏水熱量傳給進入加熱器的給水,從而使疏水溫度降到飽和溫度下。
二、高壓加熱器泄漏后對機組的影響
高壓加熱器是利用機組中間級后的抽汽,通過加熱器傳熱管束,使給水與抽汽進行熱交換,從而加熱給水,提高給水溫度,是火力發電廠提高經濟性的重要手段。由于水側壓力(20MPa)遠遠高于汽側壓力(2MPa)(以#3高加為例),當傳熱管束即U型管發生泄漏時,水側高壓給水進入汽側,造成高加水位升高,傳熱惡化,具體對機組的影響如下:
高加泄漏后,會造成泄漏管周圍管束受高壓給水沖擊而泄漏管束增多,泄漏更加嚴重,必須緊急解列高加進行處理,這樣堵焊的管子就更少一些。
高加泄漏后,由于水側壓力20 MPa ,遠遠高于汽側壓力 2MPa(以#3高加為例),這樣,當高加水位急劇升高,而水位保護未動作時,水位將淹沒抽汽進口管道,蒸汽帶水將返回到蒸汽管道,甚至進入中壓缸,造成汽輪機水沖擊事故。
高加解列后,給水溫度降低,由280℃降低為170℃,從而主蒸汽壓力下降,為使鍋爐能夠滿足機組負荷,則必須相應增加燃煤量,增加風機出力,從而造成爐膛過熱,氣溫升高,更重要的是標準煤耗約增加12g/kwh,機組熱耗相應增加4.6%,廠用電率增加約0.5%。
高加停運后,還會使汽輪機末幾級蒸汽流量增大,加劇葉片的侵蝕。
高壓加熱器的停運,還會影響機組出力,若要維持機組出力不變,則汽輪機監視段壓力升高,停用的抽汽口后的各級葉片,隔板的軸向推力增大,為了機組安全,就必須降低或限制汽輪機的功率,從而影響發電量。
高加泄漏,每次處理順利時需要30小時左右,系統不嚴密時,則工作冷卻時間加長,直接影響高加投運率的目標。
三、高加泄漏的現象
高加水位高信號報警,還有高加端差增大,遠遠高于正常值。
由于高加泄漏,水側大量漏入汽側,通過疏水逐級自流入除氧器,為使汽包水位正常,則給水泵轉速增加,給水流量增大。
高加泄漏后,由于傳熱惡化,則造成給水溫度降低。
四、高加泄漏原因分析
運行中高加端差調整不及時。運行規程規定,高壓加熱器端差正常為5.6――11℃。由于運行人員責任心不強,在疏水調節裝置故障或其他原因造成高加水位大幅度波動的情況下,沒有及時發現,未能及時處理,致使高加端差波動較大。
高加受到的化學腐蝕。給水品質規定:給水溶氧<7μg/L,PH值>=9.6,給水溶氧超標,將造成高加U型鋼管管壁腐蝕而變薄,鋼管與管板間的脹口受腐蝕而松弛,經長期運行,壽命逐漸縮短。
負荷變化速度快給高壓加熱器帶來的熱沖擊。在機組加減負荷時,負荷變化速度過快,相應抽汽壓力、抽汽溫度迅速變化,在給水溫度還未來得及變化,加熱器U型管以及關口焊縫由于受激烈的溫度交變熱應力而容易損壞,尤其在機組緊急甩負荷或高加緊急解列時,給高壓加熱器帶來的熱沖擊更大,這樣,加熱器U型管長期受熱疲勞而容易損壞泄漏。
高壓加熱器在投入或停運過程操作不當。高壓加熱器投運前暖管時間不夠,在投運過程中溫升率控制不當,這樣高溫高壓的蒸汽進入高壓加熱器后,對厚實的管板與較薄的管束之間吸熱速度不同步,吸熱不均勻而產生巨大的熱應力,而使得U型管產生熱變形。
高加每次停運查漏堵焊時,檢修質量不過關。主要有:(1)查漏,將泄漏的U型管必須全部找出來,否則堵焊仍然無效;(2)堵焊,即焊接接工藝要精。
高加停運后保養措施不利。在高加每次停運后,沒有按要求采取蒸汽側充氮和水側充氨來進行保養。
高加每次停運后,未進行探傷檢測。在高加管板與U型鋼管之間的脹口開裂或漏縫的情況下,沒有進行探傷檢測,給高加下次運行帶來隱患。
五、#3高加最易泄漏原因及分析
由于加熱器的疏水是逐級自流的,疏水方向為#1――#2――#3,這樣#3高加的疏水量最大,#3高加水位難以控制,很容易形成水位大幅度波動現象。
三臺高加水側、汽側技術規范:
從上述表中可以看出:#3高加水側、汽側工作壓力差為17.46 MPa,#3高加水側、汽側進口溫度差為276.9℃,壓差、溫差均居三臺高加之首。
高加投入時,是由低壓到高壓的順序投運的,因此,#3高加是最先投運的,高壓給水對U型鋼管造成的高壓水沖擊最大,尤其是U型彎管處受到的沖刷最厲害,頻繁沖刷使管壁沖薄。
六、#3高壓加熱器泄漏預防措施
保證高壓加熱器傳熱端差最佳值。
(1)由于#3高加的疏水量最大,壓差又小,在抽汽壓力、抽汽量發生變化以及#3高加基調失靈的情況下導致疏水門關小或關閉,容易引起疏水不暢,使水位升高,此時應加強監視檢查,聯系熱工人員調整,必要時打開事故疏水閥,降低高加水位,維持高加水位正常值。
(2)若疏水水位過低引起端差增大,應及時聯系熱工人員共同進行現場的水位調整,將端差調至5.6――11℃之間。
(3)若加熱器中集聚了不凝結氣體,將嚴重影響傳熱,端差也會上升,因此,須及時開啟高加的啟動排氣門進行排氣,見附圖(二)。?
(4)若水位明顯上升,且給水泵的出力不正常的增大,表明加熱器存在泄漏,申請盡快停用加熱器,防止泄露噴出的高壓水柱沖壞周圍的管子,使泄漏管束數目擴大。
保持機組負荷變化曲線平穩。
在機組啟動、停用或變負荷過程中,蒸汽溫度、蒸汽壓力以及鍋爐蒸發量在不斷變化,從而高加抽汽壓力、溫度以及抽汽在不斷發生變化,高壓加熱器內由于溫度變化而產生膨脹或收縮變形,產生熱應力,因此,為防高加熱應力而產生的熱變形,必須做到以下幾點:
(1)鍋爐要保持燃燒穩定,使爐內受熱均勻,火焰中心適當,平衡通風,保持風煤比例協調。
(2)機組負荷變化率每分鐘不大于3MW,汽壓變化率每分鐘不大于0.05MPa,溫度變化率每小時不大于56℃,保持在每分鐘0.5――1℃之間。
(3)在機組甩負荷以及高加緊急停運時,應立即切斷加熱器給水,同時要快速關閉抽汽閥,并檢查抽汽逆止閥、抽汽電動門是否關嚴,否則手動將電動門校嚴,防止切斷給水后蒸汽繼續進入殼體加熱不流動的給水,引起管子熱變形,而切斷給水后可避免抽汽消失后給水快速冷卻管板,引起管口焊縫產生熱應力變形。
高壓加熱器在投運、停運時注意事項:
為防止高加投入過程中產生的熱沖擊,高加應隨機啟動投入。
在高加故障停運時,應注意控制給水溫度變化率不應大于1.1℃/min ,最大不應超過1.8℃/min。
高加停運時,先停運#1高加,最后停運#3高加。高加投運時,先投入#3高加,最后投入#1高加。高加投入過程中,嚴格控制給水溫度變化率不應大于55℃/H,最大不應超過110℃/H。
加強管理,強化培訓,創建學習型組織,爭創知識性職工,提高運行值班人員的責任心及技術素質,從而在班組間創立一個認真負責,精心操作的良好氛圍。