? 摘要:高加是鍋爐給水系統(tǒng)中,初步加熱給水的主要設(shè)備,其承壓能力較高,發(fā)生事故后造成的危害大。這里就高加泄漏后可能會對設(shè)備造成的危害做簡單分析。
關(guān)鍵詞:高加、泄漏、端差
中圖分類號: TL75+2.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、設(shè)備概述
我廠的高壓加熱器,采用三臺上海動力設(shè)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(jié)段和疏水冷卻段,如附圖一。過熱蒸汽冷卻段利用汽輪機(jī)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(jié)段是利用蒸汽凝結(jié)的潛熱加熱給水。疏水冷卻段是把離開凝結(jié)段的疏水熱量傳給進(jìn)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(jī)組的影響
高壓加熱器是利用機(jī)組中間級后的抽汽,通過加熱器傳熱管束,使給水與抽汽進(jìn)行熱交換,從而加熱給水,提高給水溫度,是火力發(fā)電廠提高經(jīng)濟(jì)性的重要手段。由于水側(cè)壓力(20MPa)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽側(cè)壓力(2MPa)(以#3高加為例),當(dāng)傳熱管束即U型管發(fā)生泄漏時,水側(cè)高壓給水進(jìn)入汽側(cè),造成高加水位升高,傳熱惡化,具體對機(jī)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(yán)重,必須緊急解列高加進(jìn)行處理,這樣堵焊的管子就更少一些。
高加泄漏后,由于水側(cè)壓力20 MPa ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽側(cè)壓力 2MPa(以#3高加為例),這樣,當(dāng)高加水位急劇升高,而水位保護(hù)未動作時,水位將淹沒抽汽進(jìn)口管道,蒸汽帶水將返回到蒸汽管道,甚至進(jìn)入中壓缸,造成汽輪機(jī)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(jī)組負(fù)荷,則必須相應(yīng)增加燃煤量,增加風(fēng)機(jī)出力,從而造成爐膛過熱,氣溫升高,更重要的是標(biāo)準(zhǔn)煤耗約增加12g/kwh,機(jī)組熱耗相應(yīng)增加4.6%,廠用電率增加約0.5%。
高加停運(yùn)后,還會使汽輪機(jī)末幾級蒸汽流量增大,加劇葉片的侵蝕。
高壓加熱器的停運(yùn),還會影響機(jī)組出力,若要維持機(jī)組出力不變,則汽輪機(jī)監(jiān)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(jī)組安全,就必須降低或限制汽輪機(jī)的功率,從而影響發(fā)電量。
高加泄漏,每次處理順利時需要30小時左右,系統(tǒng)不嚴(yán)密時,則工作冷卻時間加長,直接影響高加投運(yùn)率的目標(biāo)。
三、高加泄漏的現(xiàn)象
高加水位高信號報警,還有高加端差增大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常值。
由于高加泄漏,水側(cè)大量漏入汽側(cè),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(zhuǎn)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(yùn)行中高加端差調(diào)整不及時。運(yùn)行規(guī)程規(guī)定,高壓加熱器端差正常為5.6――11℃。由于運(yùn)行人員責(zé)任心不強(qiáng),在疏水調(diào)節(jié)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(fā)現(xiàn),未能及時處理,致使高加端差波動較大。
高加受到的化學(xué)腐蝕。給水品質(zhì)規(guī)定:給水溶氧<7μg/L,PH值>=9.6,給水溶氧超標(biāo),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(jīng)長期運(yùn)行,壽命逐漸縮短。
負(fù)荷變化速度快給高壓加熱器帶來的熱沖擊。在機(jī)組加減負(fù)荷時,負(fù)荷變化速度過快,相應(yīng)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(guān)口焊縫由于受激烈的溫度交變熱應(yīng)力而容易損壞,尤其在機(jī)組緊急甩負(fù)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(yùn)過程操作不當(dāng)。高壓加熱器投運(yùn)前暖管時間不夠,在投運(yùn)過程中溫升率控制不當(dāng),這樣高溫高壓的蒸汽進(jìn)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(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力,而使得U型管產(chǎn)生熱變形。
高加每次停運(yùn)查漏堵焊時,檢修質(zhì)量不過關(guān)。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(yùn)后保養(yǎng)措施不利。在高加每次停運(yùn)后,沒有按要求采取蒸汽側(cè)充氮和水側(cè)充氨來進(jìn)行保養(yǎng)。
高加每次停運(yùn)后,未進(jìn)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(jìn)行探傷檢測,給高加下次運(yùn)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(xiàn)象。
三臺高加水側(cè)、汽側(cè)技術(shù)規(guī)范:
從上述表中可以看出:#3高加水側(cè)、汽側(cè)工作壓力差為17.46 MPa,#3高加水側(cè)、汽側(cè)進(jìn)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(yùn)的,因此,#3高加是最先投運(yùn)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(yù)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(fā)生變化以及#3高加基調(diào)失靈的情況下導(dǎo)致疏水門關(guān)小或關(guān)閉,容易引起疏水不暢,使水位升高,此時應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視檢查,聯(lián)系熱工人員調(diào)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(yīng)及時聯(lián)系熱工人員共同進(jìn)行現(xiàn)場的水位調(diào)整,將端差調(diào)至5.6――11℃之間。
?。?)若加熱器中集聚了不凝結(jié)氣體,將嚴(yán)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(jìn)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(shù)目擴(kuò)大。
保持機(jī)組負(fù)荷變化曲線平穩(wěn)。
在機(jī)組啟動、停用或變負(fù)荷過程中,蒸汽溫度、蒸汽壓力以及鍋爐蒸發(fā)量在不斷變化,從而高加抽汽壓力、溫度以及抽汽在不斷發(fā)生變化,高壓加熱器內(nèi)由于溫度變化而產(chǎn)生膨脹或收縮變形,產(chǎn)生熱應(yīng)力,因此,為防高加熱應(yīng)力而產(chǎn)生的熱變形,必須做到以下幾點:
(1)鍋爐要保持燃燒穩(wěn)定,使?fàn)t內(nèi)受熱均勻,火焰中心適當(dāng),平衡通風(fēng),保持風(fēng)煤比例協(xié)調(diào)。
(2)機(jī)組負(fù)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。
?。?)在機(jī)組甩負(fù)荷以及高加緊急停運(yùn)時,應(yīng)立即切斷加熱器給水,同時要快速關(guān)閉抽汽閥,并檢查抽汽逆止閥、抽汽電動門是否關(guān)嚴(yán),否則手動將電動門校嚴(yán),防止切斷給水后蒸汽繼續(xù)進(jìn)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(chǎn)生熱應(yīng)力變形。
高壓加熱器在投運(yùn)、停運(yùn)時注意事項:
為防止高加投入過程中產(chǎn)生的熱沖擊,高加應(yīng)隨機(jī)啟動投入。
在高加故障停運(yùn)時,應(yīng)注意控制給水溫度變化率不應(yīng)大于1.1℃/min ,最大不應(yīng)超過1.8℃/min。
高加停運(yùn)時,先停運(yùn)#1高加,最后停運(yùn)#3高加。高加投運(yùn)時,先投入#3高加,最后投入#1高加。高加投入過程中,嚴(yán)格控制給水溫度變化率不應(yīng)大于55℃/H,最大不應(yīng)超過110℃/H。
加強(qiáng)管理,強(qiáng)化培訓(xùn),創(chuàng)建學(xué)習(xí)型組織,爭創(chuàng)知識性職工,提高運(yùn)行值班人員的責(zé)任心及技術(shù)素質(zhì),從而在班組間創(chuàng)立一個認(rèn)真負(fù)責(zé),精心操作的良好氛圍。