呂寶英

（同煤集團同達熱電公司，山西 大同 037003）

汽輪機采用回熱加熱系統是提高機組運行經濟性的重要手段之一。回熱加熱系統的運行可靠性和運行性能的高低，直接影響整套機組的運行經濟性，加熱器的投入率是經濟指標中重要的一項考核指標。隨著火力發電廠機組向大容量高參數發展，高壓加熱器承受的給水壓力和溫度相應提高；在運行中還將受到機組負荷突變、給水泵故障、旁路切換等引起的壓力和溫度的驟變，這些都會給高加帶來損害。為此，除了在高加的設計、制造和安裝時必須保證質量外，還要在運行維護等方面采取必要的措施，才能確保高壓加熱器的長期安全運行。

1 高壓加熱器泄露的現象

高壓加熱器運行時，若在各蒸汽參數及進水溫度基本正常的情況下，發現給水端差增加，且伴隨著高壓加熱器給水溫升下降，則需要檢查高壓加熱器給水側的壓損（給水進、出口壓差）；如果高壓加熱器給水進、出口壓差減小，說明在高壓加熱器內部進水側與出水側之間存在短路現象，即存在泄漏。若高壓加熱器運行時，抽汽參數基本正常，如果發現疏水水位有所升高，應立即檢查疏水調節門的開度。若開度明顯大于機組對應正常疏水調節門的開度，或疏水調節門開度未變而疏水水位明顯升高，說明高壓器系統存在泄漏現象，即汽水側有短路存在，這時，疏水溫度及給水進、小口壓差均有不同程度的減少。前一種情況，高壓加熱器疏水水位略有升高；后一種情況，可能疏水調節門卡死；如果在高加熱器運行中發現汽側壓力，疏水水位明顯升高，疏水調節門開度明顯增大，且給水進、出口壓差，疏水溫度，出口給水溫度明顯下降，說明此時高壓加熱器管系發生大量泄漏，應立即停運高壓加熱器，以防高壓加熱器簡體損壞和汽輪機進水的惡性事故發生。

2 高壓加熱器泄露原因

2.1 高壓加熱器振動

有的高壓加熱器水側由于無排空裝置，在投運時，空氣排不走，使高壓加熱器發生水沖擊，產生振動。一般情況下，具有一定彈性的管束在汽側流體擾動力的作用下會產生振動，當激振力頻率與管束自然振動頻率或其倍數吻合時，將引起管束共振，使振幅大大增加，造成管束損壞。管系振動一方面加大了管口焊接處所承受的機械應力，另一方面使管束外壁與管系分隔板管口發生撞擊和磨擦，管壁變薄，最終在給水壓力的作用下破裂。

振動損壞發生的主要部位及原因：（1）疏水冷卻段：疏水冷卻段汽側疏水的紊流比較大，因而產生的激振力也大。（2）主凝結段：主凝結段內的管束振動主要發生在兩個部位，即U形管彎頭處和直管段部分。在U形彎頭處，管子的自由度大則自然頻率低，容易產生共振。振動會使彎頭部分的管子破裂或折斷。直管段的振動損壞一般發生在管束支撐隔板布置不合理，管子跨度較長，殼側汽流速度又較大的區域。（3）過熱蒸汽冷卻段：過熱蒸汽冷卻段是發生管束振動損壞可能性最大的區域。過熱蒸汽冷卻段的汽流速度比較高，一般為30～40m／s。有兩種情況可能會使汽流速度大幅度增加：一種是高加超負荷，使的蒸汽流速超過設計值：另一種是蒸汽壓力大幅度降低，蒸汽的比容增加，導致蒸汽的容積流量增加，汽流速超過設計值。

2.2 高壓加熱器啟停時過大的熱沖擊

有的機組由于高壓加熱器不能隨機啟動，使其在每次啟動過程中，都受到較大的熱沖擊，導斂加熱器水室隔板泄漏。由于機組啟停頻繁，啟停時其溫度變化率超過規定的允許值，結果使高壓加熱器內部管子及管板溫度急劇變化，從而產生一定的交變熱應力，在這種應力的作用下，管子受到疲勞損傷破壞。

2.3 高壓加熱器疏水水位不穩定

高壓加熱器運行時，其疏水水位的熱工測量信號與實際的水位不符，即實際水位在要求范圍內，而測量的水位信號卻反映偏高或偏低，造成所謂的“虛假水位”，當反映偏高時，危急疏水電動門自動開啟，導致高加低水位或無水位運行；當反映偏低時，危急疏水電動門自動關閉，疏水水位逐步升高，導致高水位保護動作，危急疏水電動門又再次開啟，甚至由于測量水位信號誤動而導致高壓加熱器解列。無論是測量水位反映偏高或偏低，均使得危急疏水電動門頻繁開關，使管束受到不應有的沖刷、震動、管板過熱，從而加速了管子的損壞程度。通過觀察，高壓加熱器管子斷裂處均在與管板連接位置。

2.4 高加熱器危急疏水調節門不嚴

機組為了提高安全運行可靠性，高壓加熱器裝設了危急疏水系統，但由于國產疏水調節門質量不過關，造成內漏，不能保持一定的疏水水位，致使管子長時受到汽水沖刷振動以及管板過熱。

2.5 高壓進汽門不嚴

高壓加熱器解列時，由于進汽門不嚴，仍有部分加熱蒸汽漏入，造成管子過熱，導致強度降低。

2.6 損壞斷裂管子對周圍的破壞

高壓加熱器內損壞斷裂的管予端部處于自由狀態，在高速氣流的沖擊下自由擺動，不斷碰磨撞擊斷裂管周圍的管子，擴大了周圍管子的破裂泄漏。

2.7 高壓加熱器給水管子泄漏

高壓給水在管子泄漏處高速噴出，將其周圍管子呲傷。

高壓加熱器泄漏后對機組運行的影響

（1）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。

（2）高加泄漏后，由于水側壓力遠遠高于汽側壓力?，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。

（3）高加解列后，給水溫度降低，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增加，機組熱耗相應增加，廠用電率也會增加。

（4）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。

（5）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。

3 高壓加熱器泄漏防止措施

（1）提高高壓加熱器制造質量，加強高壓加熱器組裝焊接技術研究；提高檢修焊接工藝質量，采用安全堵漏的方法，即將泄漏管相鄰的管子全部封堵。

（2）啟停時注意減少高壓加熱器的熱沖擊和熱應力。

（3）確保高壓加熱器進汽手動門和危急疏水電動門的嚴密性，避免管子過熱，汽水沖刷和振動。

（4）保證給水品質，排除空氣，防止腐蝕。

（5）防止管系振動和受到沖刷。給水溫度過低時，將使高壓加熱器汽側蒸汽流量過負荷，引起管子振動，進入高壓加熱器的給水量過多時，管內流速增大，管內壁將受到沖刷。為了防止超壓引起振動和沖刷，故在高壓加熱器汽側安裝汽側安全門，在水側管道上安裝水側安全門。

4 小結

高壓加熱器投入率不高的原因中，以高壓加熱器泄漏所占的比重最大，而高壓加熱器泄漏又是由許多因素造成的，除制造質量外，主要是運行中高壓加熱器啟停時其溫度變化率超過規定的允許值，造成熱應力過大。這些因素也一直困擾著高壓加熱器的正常運行，制約著節能降耗的工作。因此，必須提高制造質量，加強檢修維護，運行管理，啟停時注意減少高壓加熱器的熱應力，投運時溫升率應符合規定；同時，必須確保熱工水位測量的準確性，提高運行操作水平和檢修焊接工藝質量，保證高壓加熱器進汽電動門和危急疏水門的嚴密性，方能防止高壓加熱器泄漏，提高高壓加熱器的投運率。

［1］鄭體寬.熱力發電廠[M].水利電力出版社，1986，6.

［2］蔡錫宗.高壓給水加熱器[M].水利電力出版社，1995.