1000MW超超臨界火電機組再熱熱段疏水罐泄漏原因分析及改造

張守文，李 磊，雷 鵬，郭進文（華能玉環(huán)電廠，浙江 玉環(huán) 317604）

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1000MW超超臨界火電機組再熱熱段疏水罐泄漏原因分析及改造

張守文，李 磊，雷 鵬，郭進文
（華能玉環(huán)電廠，浙江 玉環(huán) 317604）

摘 要：某電廠作為國內(nèi)首臺超超臨界百萬機組，投產(chǎn)運行至今已10年，在機組投產(chǎn)運行過程中曾出現(xiàn)了很多的技術(shù)難題，為了解決這些難題，該電廠多方調(diào)研并充分發(fā)揮員工積極性和創(chuàng)造性，將影響機組安全運行的難題陸續(xù)的得以徹底解決。本文就再熱熱段疏水罐罐體開裂和疏水管道斷裂問題進行深入的分析，并提出了相關(guān)的改造方案，經(jīng)改造后機組運行6年，未發(fā)生過疏水罐開裂和疏水管道斷裂問題。

關(guān)鍵詞：1000MW；超超臨界；再熱熱段疏水罐；泄漏；原因分析；改造

1　背景概述

1000MW超超臨界火電機組熱段疏水罐泄漏嚴(yán)重威脅機組安全運行。超超臨界火力發(fā)電機組高溫再熱蒸汽管道采材質(zhì)為：A335 P91規(guī)格為Ф699×50的無縫鋼管。疏水罐布置在再熱汽門前最低點的水平管道母管上，疏水罐規(guī)格和材料是：Ф219.1×15.09 ，A335 P91。疏水罐底部至有壓放水管道規(guī)格和材料：Ф31.8×4，A335 P91。至高壓疏水?dāng)U容器疏水管道采用A335P91的Ф60.3×5.33無縫鋼管。

2010年至2012年期間，該電廠多臺機組曾陸續(xù)出現(xiàn)了熱段疏水罐運行開裂和罐體底部疏水焊口斷裂的不安全事件，嚴(yán)重影響機組安全運行。為徹底消除設(shè)備隱患，結(jié)合檢修對熱段管道疏水邏輯及疏水罐結(jié)構(gòu)進行了技改，以確保機組安全穩(wěn)定運行。

2　再熱熱段疏水罐開裂原因分析

熱段疏水罐開裂主要原因是熱段疏水邏輯問題和疏水罐本身結(jié)構(gòu)問題。

原設(shè)計疏水邏輯為液位控制，機組負荷率低于18%且凝汽器真空度低于-60KPa疏水閥開啟；疏水罐液位高且液位高高熱段疏水至高壓疏水?dāng)U容器疏水閥開啟。

機組啟動或正常運行過程中觸發(fā)疏水閥開啟邏輯，疏水閥開啟將疏水罐內(nèi)凝結(jié)水排至凝汽器。當(dāng)疏水罐液位達到最低液位時疏水閥關(guān)閉，疏水罐內(nèi)凝結(jié)水只能排到與疏水管底持平位置，此時凝結(jié)水面以上的筒體被再熱蒸汽不斷的加熱，而凝結(jié)水水面以下的筒體被持續(xù)的冷卻，失去熱源的疏水管道會逐漸冷卻至室溫，當(dāng)管道內(nèi)的蒸汽將至飽和蒸汽以下，凝結(jié)水就會回流，造成了在凝結(jié)水水面上、下筒體金屬之間和筒體的內(nèi)、外壁金屬之間會形成一定的溫差，形成熱應(yīng)力，在應(yīng)力的反復(fù)變化下，導(dǎo)致該環(huán)狀區(qū)域內(nèi)金屬產(chǎn)生熱疲勞，隨著金屬的疲勞強度不斷的下降，疲勞嚴(yán)重的部位會產(chǎn)生裂紋。

這種疲勞裂紋一定是水平于水面呈環(huán)向分布的，熱應(yīng)力是垂直于水平面即垂直于裂紋。

3　再熱熱段疏水技改內(nèi)容

3.1再熱熱段疏水邏輯的更改情況

再熱熱段疏水邏輯由液位控制更改為過熱度、液位、負荷共同控制的復(fù)合式控制方式，可在啟停階段達到節(jié)能減排的效益，并能減少正常運行期間疏水罐溫差，提高運行安全性。其邏輯為：過熱度（飽和蒸汽）大于60℃關(guān)閉，小于50℃開啟，測點取自熱段主汽門前后三個測點，邏輯為三取中，A和B兩側(cè)熱段管道獨立；液位控制：保留液位控制，液位高與液位高高熱段疏水至高壓疏水?dāng)U容器疏水閥開啟（兩側(cè)獨立）；負荷率控制：當(dāng)負荷率小于13%且凝汽器真空度低于-60KPa疏水閥開啟，當(dāng)負荷率大于15%且凝汽器真空度大于-60KPa，關(guān)閉兩側(cè)熱段疏水至高壓疏水?dāng)U容器疏水閥開啟。

3.2熱段疏水罐設(shè)備結(jié)構(gòu)更改情況

熱段疏水罐疏水點從原來的側(cè)面疏水至高壓疏水?dāng)U容器管道更改為底部疏水至高壓疏水?dāng)U容器，管道仍可利用原疏水管路和支吊架。

3.3現(xiàn)場改造注意事項

為節(jié)約技改費用，將現(xiàn)場的疏水罐底部封頭更換即可。現(xiàn)場疏水罐和封頭間P91材料的焊接預(yù)留足夠熱處理空間。疏水罐底部放水管道應(yīng)水平或高于原疏水管道。

4　結(jié)論

隨著國內(nèi)1000MW機組運行年限的增多，熱力系統(tǒng)承壓部件失效的事件會越來越多，如果能及時有效的對失效部位進行細致、認真的分析，并進行技改，可有效的防治類似事件的發(fā)生。電力系統(tǒng)防磨防爆工作任重而道遠。目前我廠已將主汽、熱段、冷段疏水罐和高溫、高壓系統(tǒng)的疏水彎頭、接管座進行了重點監(jiān)督和定期測厚。此技改實施可有效的避免類似1000MW超超臨界機組熱段疏水罐開裂和疏水管道斷裂事件的發(fā)生，具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

［1］李來春等.華能玉環(huán)電廠輔機運行規(guī)程［J］.華能玉環(huán)電廠，2009（12）.

［2］F302130S-J1203高溫再熱蒸汽管道安裝圖［J］.華東電力設(shè)計院.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.171

作者簡介：張守文（1982-），男，工程師，主要從事火力發(fā)電廠汽輪機設(shè)備技術(shù)管理工作。