汽輪機加熱器泄漏原因分析及對策

荊喆

摘 要：加熱器是發電廠的一種主要輔助設備，一旦故障，將直接影響到發電廠的經濟性和安全性。研究表明，U型加熱器管系泄漏是許多故障停運所占比例較大的一類，主要分為管子本身泄漏和端口泄漏。文章結合洛陽石化1#機低加泄露，對我廠加熱器泄漏原因進行了分析，并針對不同泄漏原因分別給出了相應對策。

關鍵詞：加熱器；泄漏；原因；對策

1 概述

給水回熱加熱系統是利用汽輪機的中間級抽汽去加熱鍋爐給水，由于回熱抽汽不進入凝汽器，這部分蒸汽不產生冷源損失，使冷源損失減小。同時，使給水溫度得到提高，爐內換熱溫差降低，減小了不可逆損失，這樣機組的熱效率得到提高。

2 加熱器泄漏的原因分析

U型管加熱器內部管系泄漏主要分為管子端口泄漏和管子本身泄漏（管子與管板脹接、焊接處泄漏）。

我廠1#機組所使用的低壓加熱器水側最大設計壓力為1.47MPa，高壓加熱器為17MPa，在機組運行中，凝結水壓力和給水壓力達不到允許的最大壓力，因此，首先排除管子超壓爆管的可能，再對其他可能原因進行分析。

2.1 管子端口泄漏原因

2.1.1 熱應力過大

1#機高加泄露的很大原因就是由于熱應力過大。加熱器溫降率的允許值為1.7～2.0℃/min，溫升率的允許值為2～5℃/min，當加熱器不隨機啟動和退出時，由于汽側閥門只能全開或全關，沒有中間位，蒸汽投入和退出過快可能會導致溫升率或溫降率超標值。因管子管壁薄，收縮快，管板厚，收縮慢，導致管子與管板的脹接處損壞。

2.1.2 管板變形

管子與管板通過脹接相連，管板變形會使管子的端口發生泄漏。加熱氣管板水側壓力高、溫度低，汽側則壓力低、溫度高。如果管板的厚度不夠，則管板會有一定的變形，會使水從管子和管板的間隙泄漏。

2.2 管子本身泄漏原因

2.2.1 汽水沖刷

當蒸汽的流動速度較高且汽流中含有大直徑的水滴時，蒸汽夾雜著水滴撞擊管子外壁，使管壁受汽、水沖刷變薄，發生泄漏。在運行中，由于各種原因，1#機經常會進行電負荷的調整，當負荷突然降低時，汽側壓力降低，使得汽側凝結水自沸騰，造成汽水沖刷；而負荷突然增加時，汽側壓力升高，過熱蒸汽冷卻段內部及其出口的蒸汽達不到設計要求的過熱度，也會引起汽水沖刷。加熱器的疏水水位過低或無水位或疏水溫度過高，疏水進入下一級加熱器時就帶有蒸汽，或者蒸汽直接進入下一級加熱器沖刷管壁造成損壞。我廠低加在疏水閥前加裝了氣液兩相閥，而高加在正常運行時疏水上高除，因此可以排除疏水有蒸汽直接進入下一級加熱器的可能。

另外，加熱器也可能受到蒸汽或疏水的直接沖擊。加熱器的汽側入口管壁外側裝有防護板，有的加熱器防護板過小，有的防護板安裝不牢固，進汽將防護板吹掉，使蒸汽的作用力直接作用在管子上，造成進汽口附近管子破裂。本級加熱器疏水進入下一級加熱器時由于汽側壓力低會形成疏水帶汽，沖刷疏水入口附近的管子，造成泄漏。

2.2.2 管子振動

水測溫度低或超負荷運行時，通過加熱器管子間蒸汽流量和流速可能會超過設計值，具有一定彈性的管束在殼側內受流體擾動力的作用會產生振動。當激振力的頻率與管束自然振動頻率或其倍數相吻合時，將引起管束共振，使振幅大大增加，導致管子與管板的連接處受到反復作用力造成管束損壞。

1#機高壓加熱器進水溫度因為除氧器運行狀態良好而穩定在150-155℃左右，但軸封加熱器由于內漏等原因，運行情況不好，導致低壓加熱器水側溫度低。

2.3 管材腐蝕

低壓加熱器的管子材質為銅，高壓加熱器的管子和給水管路所用材質為碳鋼，銅的腐蝕在pH值為8.5～8.8時最低，而碳鋼的pH值要求不小于9.5，為避免給水管道腐蝕，不可避免地造成了低加銅管的腐蝕。

此外，1#機加熱器在投用時一般不進行水側的排空，停運時汽側疏水排不凈，高加的汽側排空閥不關閉，高除帶氧蒸汽倒回高加，氧氣的存在會使管子外壁腐蝕；若給水中的氧含量過高，會造成管子內壁腐蝕，形成點蝕坑。在機組大、中型檢修期間，若加熱器停運時未進行防腐處理，也會造成管束腐蝕而泄漏。

3 對策

3.1 泄漏發生以后的處理措施

泄漏發生時造成加熱器水位升高，水側壓力降低，送至鍋爐的給水量減少。因此在發現加熱器管系泄漏時要立即停運加熱器，減少管子的損壞數量，減輕損壞程度。

針對頻繁泄露的高壓加熱器，可以考慮更換為不銹鋼管束。

3.2 針對加熱器泄漏應采取的預防措施

3.2.1 端口泄漏預防措施

首先保證在制造上管板應有足夠的厚度，有良好的管孔加工、堆焊、管子脹接、焊接工藝，此外在運行上要使加熱器在啟停時的溫升率、溫降率不超過規定，可以將電磁閥更換為電動調節閥，并在DCS上加入閥位顯示，投入和退出時緩慢操作。在檢修上要有正確的堵管工藝。

3.2.2 管子本身泄漏預防措施

（1） 汽水沖刷預防措施

負荷調整要緩慢，即可防止汽側凝結水自沸騰，也可保證疏水冷卻段出口蒸汽有足夠的剩余過熱度。嚴禁高加投入時疏水排至低加。可以在上級疏水入口處加裝防沖板，避免疏水對管壁的直接沖刷。此外防沖板的固定要牢固，面積足夠，材質要好。

（2）管子振動預防措施

盡量保證軸封加熱器運行良好，機組不超負荷運行。此外可以在設計時將管子間距設計的大一些，這一方面可以降低汽側流速，另一方面可以減小管子互相碰撞摩擦損壞的可能性。

（3）腐蝕預防措施

控制給水含氧量小于7μg/L，控制給水pH值在9.2-9.6。在啟動時，應排凈水側空氣，給水水質要合格；加熱器停運時，應排凈疏水，高加應關閉排空閥，短時間停運應將汽側灌滿水，長期停運應用其它氣體進行防腐。

3.3 提高職工的技術水平

運行人員應加強培訓學習，認真操作，正確并安全地投入和切換加熱器及其附屬設備，使加熱器能安全高效的使用。

4 結束語

加熱器工作性能的好壞直接影響到整個機組的安全經濟性，因此加強對加熱器運行和維護，減少其漏泄率，提高其使用壽命，對整個熱力發電廠具有重要意義。