600 MW機組高壓加熱器泄漏原因分析及防范措施

管繼榮

(廣東粵電靖海發電有限公司，廣東 惠來 510630)

0 引言

廣東粵電靖海發電有限公司2臺600 MW機組于2007年相繼投產，采用東方汽輪機廠生產的N600－24.2/566/566型汽輪機，3臺高壓加熱器均為臥式U形管板式結構，水側設大旁路，汽側疏水逐級自流。此次高壓加熱器泄漏為投產后首次泄漏，本文對泄漏原因進行分析并給出相應的防范措施。

1 高壓加熱器泄漏及處理過程

1.1 事件前有關設備的運行方式與工況

2011－07－23 T 21:45:00，#1機組自動發電控制(AGC)方式帶510 MW負荷運行，鍋爐主給水流量為1 440 t/h(#1機組A汽動給水泵給水流量為830 t/h，B汽動給水泵給水流量為844 t/h)，凝結水流量為1 195 t/h。3臺高壓加熱器正常方式運行:#1高壓加熱器水位為－17 mm，正常疏水調節閥投自動，開度55%;#2高壓加熱器水位為－16 mm，正常疏水調節閥投自動，開度85%;#3高壓加熱器水位為－200 mm，正常疏水調節閥手動，開度100%;3臺高壓加熱器危急疏水調節閥全部投自動關閉。

1.2 #2高壓加熱器泄漏及處理過程

2011－07－23 T 21:50:00，#1機組AGC往550 MW升負荷;21:55:00，有功功率為550 MW，給水流量為1585 t/h(2臺汽動給水泵出力分別為987和997 t/h)，#2高壓加熱器水位開始升高，正常疏水調節閥自動全開。21:55:50，#2高壓加熱器水位突然升高，操作員立刻將其危急疏水調節閥退出自動、手動全開100%(1 min后才全開);操作員又切#1高壓加熱器危急疏水調節閥手動全開(3 min后才開)。21:57:00，#2高壓加熱器水位快速升到200 mm(其高II、高III值開關量未報警動作)，后因危急疏水調節閥全開而回落;21:58:00，#2高壓加熱器水位回落至15 mm、隨后又升高至50 mm，手動全開正常疏水調節閥。

22:02:00，#1機組AGC往500 MW降負荷;22:08:00，逐步調整各疏水調節閥:#1高壓加熱器正常與危急疏水調節閥投自動可維持正常水位;#2高壓加熱器正常疏水調節閥全開、危急疏水調節閥開至40%(后調整至60%)方可維持水位;#3高壓加熱器正常疏水調節閥全開、危急疏水調節閥開至15%方可維持水位。多次核對各臺高壓加熱器水位及相關疏水調節閥開度，遠方與就地數據一致且正常。

22:40:00，機組負荷穩定在510 MW，各參數趨向穩定，鍋爐給水流量為1490 t/h，#1機組A，B汽動給水泵流量分別為946和959 t/h。

2011－07－24 T 01:00:00，高壓加熱器水汽側退出運行，高壓加熱器解列，隔離進行查漏。

7月27日，檢修人員發現#2高壓加熱器有9根換熱管存在泄漏。

2 泄漏參數、數據對比分析

#1機組2011－07－23 T 22:40:00與21:45:00同等負荷(510 MW)工況下參數見表1。對比各參數發現:

(1)鍋爐主給水流量只增加50 t/h，但2臺汽動給水泵給水流量之和增加了230 t/h，相差180 t/h，有待明確流量去向。

(2)2臺汽動給水泵轉速各增加了150 r/min，說明汽動給水泵出力確實增加了，流量準確。

(3)#2高壓加熱器正常疏水調節閥全開、危急疏水調節閥開度為60%方能維持水位，#3高壓加熱器危急疏水調節閥開度也要開15%。

(4)凝結水流量增加183 t/h，與2臺汽動給水泵增加的流量較相符，為#2，#3高壓加熱器疏水經危急疏水調節閥至疏水擴容器進入凝器熱井所致。

經上述分析及相關檢修人員確認后，判斷為#2高壓加熱器泄漏。2011－07－24 T 00:30:00，#2高壓加熱器汽側先開始解列，01:00:00，3臺高壓加熱器汽側完全解列后，#2高壓加熱器正常疏水調節閥全關、危急疏水調節閥開度70%時其水位升高，#1，#3高壓加熱器汽側壓力到0后，#2高壓加熱器汽側壓力仍有0.87 MPa。01:37:00，給水切高壓加熱器大旁路運行，整組高壓加熱器完全解列降壓冷卻。

表1 #1機組22:40:00與21:45:00同等負荷(510 MW)工況下參數(2011－07－23)

3 高壓加熱器泄漏處理過程分析

(1)#1機組#2高壓加熱器水位突然升高，操作員立即進行了調整，防止高壓加熱器滿水;高壓加熱器給水系統參數出現異常后，進行綜合數據對比和異常分析，最終確認#2高壓加熱器泄漏。

(2)在分析處理過程中，首先要防止汽輪機進水，再者要做好高壓加熱器跳閘的事故預想。如果運行中高壓加熱器水位大幅上升并核對無誤，在確認為泄漏后，應立即解列高壓加熱器。

(3)#2高壓加熱器水位升高(200 mm)后，其高II、高III值液位開關量未報警動作，檢查發現#2高壓加熱器高III液位開關燒毀。對于此情況，在核對確認水位升高后，應按規程解列高壓加熱器汽側、水側，防止汽輪機進水。

(4)防止加熱器超負荷運行，在高壓加熱器、低壓加熱器停用后必須控制汽輪機各監視段，不允許超負荷運行，監視主/再熱蒸汽溫度，防止爐管、主/再熱蒸汽超溫，否則適當減負荷，同時按表2要求限負荷。

表2 加熱器停用及限負荷情況

4 防止高壓加熱器泄漏的措施

(1)運行中加強高壓加熱器、低壓加熱器水位的監視和調整，按規程和廠家要求維持其在正常工作水位(0 mm左右)運行，監視并控制高壓加熱器下端差在正常范圍內(5.6～11.1℃)，避免在高壓加熱器疏水冷卻段引起汽、水混流沖蝕管子而導致管子損壞。

(2)運行人員按規程和操作票要求執行高壓加熱器、低壓加熱器投、退步驟，每次投運時必須進行注水排空氣和投運連續排氣，嚴格控制投退時溫升/降率小于110℃/h。如果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，高溫、高壓的蒸汽進入高壓加熱器后，因管板與管束吸熱速度不同步、吸熱不均勻而產生巨大的熱應力，從而使U形管產生熱變形。

(3)每次高壓加熱器、低壓加熱器水側投運時，必須進行高壓加熱器泄漏判斷。水側壓力升至全壓時關閉注水門，觀察10 min，各高壓加熱器水位無明顯上升，高壓加熱器水側壓力無明顯下降，高壓加熱器無泄漏，若發現異常應及時處理。在運行過程中，如果判斷高壓加熱器存在泄漏現象，必須立即解列高壓加熱器水側并投旁路，嚴禁高壓加熱器在泄漏狀態下運行而造成故障擴大。

(4)對高壓加熱器正常、危急疏水調節閥進行改造修理，保證閥門疏水通流量，確保能夠正常、及時調節且在運行中能投入自動調節，保證正常疏水閥門調整的靈敏和危急疏水閥門在高壓加熱器水位高時能夠在3 s內開啟，保證高壓加熱器水位安全，避免汽輪機進水。

(5)對高壓加熱器給水系統進行清理、清洗，清除高壓加熱器系統內積存的污垢或異物，保證高壓加熱器工作性能，避免在運行過程中損壞加熱器管子或堵塞疏水門。在機組大、小修期間對高壓加熱器的放水、疏水系統進行清理，對高壓加熱器的水室進行清理，避免換熱管道內積垢，嚴禁使用高壓清洗的方法對換熱管道進行清理。

(6)大、小修時對高壓加熱器、低壓加熱器U形管進行探傷檢查，對換熱管道進行內窺檢查并檢查處理水室分隔板的嚴密性，發現異常應及時處理。

(7)檢查水位、溫度，為運行人員提供正確的水位調整依據，保證高壓加熱器經濟、安全運行。每月定期對高壓加熱器、低壓加熱器就地水位計排污1次。

(8)保證除氧器出口給水品質，控制給水溶氧的質量濃度不超過10 μg/L，給水 pH值為9.2～9.6，減小高壓加熱器管板的腐蝕速率。

5 結束語

廣東粵電靖海發電有限公司高壓加熱器系統設計合理，控制精細。實踐證明，機組啟動時間短，啟動過程安全、經濟、可靠。電廠運行人員應該熟悉高壓加熱器的性能特點，了解設計意圖，確保機組順利啟動和延長機組的使用壽命。

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