高壓加熱器常見故障分析及解決防范措施

趙佰千

摘 要：我廠一期為2*600MW亞臨界空冷燃煤機組，2008年投入運行，每臺機組配置3臺高壓加熱器，介質為高壓給水。若高壓加熱器出現故障，則直接影響機組安全、經濟運行。

關鍵詞：高壓加熱器；故障分析；防范措施

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0060-02

1 概述

（1）我廠：#1、2機組高壓加熱器由哈爾濱哈鍋鍋爐有限公司生產制造，采用單系列、臥式大旁路布置，每臺機組由三臺高壓加熱器及附件組成。在高壓加熱器內通過汽輪機抽汽對主給水進行加熱。高壓加熱器為逐級自流疏水，在正常情況時#3高壓加熱器疏水自流至除氧器。危急情況下高壓加熱器疏水去排汽裝置。自2008年投產以來，#1、2機組#3高壓加熱器多次發生管束泄漏。#2機組#3高壓加熱器人孔門結合面發生一次外漏；兩臺機組#3高壓加熱器包殼泄漏，其下端差分別為14℃、19℃，遠高于設計值5.6℃。400MW以下#3高壓加熱器正常疏水調門無法自動調整水位，伴隨管道晃動。通對管束堵漏、管束渦流探傷檢測以及兩臺機組#3高壓加熱器包殼治理，目前高壓加熱器運行穩定，#3高壓加熱器下端差分別下降為7℃、6℃效果明顯。高壓加熱器參數：總管束：2531根，管側流程數：2，最大堵管率：≤10%。

（2）高壓加熱器主要部件包括：殼體、水室、管板、管束、支撐板、防沖板、包殼板等。

管束：高壓加熱器使用U型管作為加熱管。

包殼板：為了將過熱段、疏水段與凝結段隔離開，設置有包殼板，且確保過熱段、疏水段的密封性和獨立性。

水室：高壓加熱器的水室由人孔座和進出水接管鍛件與割頭厚板焊接而成，割頭為側高壓的半球形結構。橢圓形人孔為自密封結構，采用帶加強環的不銹鋼石墨纏繞墊。水室內設有將球體分開的密閉式分程隔板，為防止高壓加熱器水室內給水短路，在給水出口側設有膨脹裝置，給水進口側設有防沖蝕裝置。

2 高壓加熱器常見故障分析（#3為例）

2.1 管束泄漏

（1）#3高壓加熱器位于給水泵出口端，給水壓力最高，給水溫度最低，而汽側加熱蒸汽壓力最低，3段抽汽溫度最高，管束內外壁壓差最大、溫差最大，運行工況最為惡劣，管束承受最高壓力和熱應力易造成泄漏。

（2）高壓加熱器管束在生產過程中個別管束存在厚薄不勻或穿管過程中局部擦傷，長期在惡劣情況下運行，抗腐蝕和耐沖刷能力逐步降低，最終造成管束泄漏。

（3）#3高壓加熱器管束若發生一次泄漏，泄漏的高壓給水沖刷周邊相鄰管束受損。雖然堵漏時已采取了保護性擴大封堵措施，但封堵具有一定局限性，可能存在周邊其它未封堵的受損管束在長期運行中，受交變應力和疲勞等失效后導致再次泄漏。

（4）滿負荷情況下，兩臺機組#3高壓加熱器下端差分別為14℃、19℃，較正常值5.6℃偏高，#3高壓加熱器疏水包殼有泄漏部位，對#3高壓加熱器局部管束長時間沖刷造成減薄、泄漏。

2.2 高壓加熱器包殼泄漏（#3為例）

（1）高壓加熱器在制造期間焊接工藝標準低，對接接頭及筒身焊縫處存在咬邊、氣孔、焊縫，填充欠缺及裂紋缺陷，是造成高壓加熱器疏水包殼開焊泄漏主要原因。

（2）汽液的腐蝕所致，由于設備在檢修期內需要完全排凈內部積水，且需要按照使用說明書進行充氮保護，現場不具備嚴格的充氮保護條件，因此在檢修期內設備內部會有嚴重的汽液腐蝕發生，從而導致了設備內部的腐蝕，而焊接接頭處更容易發生此種腐蝕。

（3）蒸汽的沖刷所致，發生泄漏的部位易處于過熱段蒸汽出口區，長期的蒸汽沖刷會導致此處的焊接接頭產生缺陷。

（4）由于疏水與蒸汽的溫差過大，導致產生較大的溫差應力，若該處焊接接頭存在缺陷，則在焊縫內部產生應力集中，久而久之交變應力也導致焊縫逐漸萌生疲勞裂紋，導致焊接接頭開裂。

2.3 水室分程隔板磨損、螺栓脫落

高壓給水長期運行沖刷，分程隔板密封墊老化造成密封面不嚴密，使高壓加熱器水室內給水短路，造成沖刷、螺栓松動，加之高壓加熱器殼體振動造成螺母松動脫落。

2.4 人孔門泄漏、人孔門螺栓損壞

（1）螺栓緊固不均勻，沒有及時發現螺栓咬扣現象，高壓加熱器運行后沒有及時熱緊螺母，螺母松動，隨著給水壓力升高，造成泄漏。

（2）人孔門墊片裝偏。

（3）人孔門墊片損壞。

2.5 高壓加熱器水位計顯示不清晰、不準確

（1）水位計堵塞。

（2）水位計損壞。

3 針對高壓加熱器常見故障解決對策與預防措施

3.1 管束泄漏解決對策與預防措施

（1）將高壓加熱器解列、隔離，通過管程的放水門放掉內部積水，用專用的拆卸工具將水室人孔門打開，拆下水室上分程蓋板，拆除防沖蝕裝置，由殼側通以0.5-0.8MPa的壓縮空氣，在管端涂以肥皂水，可用10倍放大鏡對管板表面焊接接頭進行觀察，如果氣流從該管徑內流出，則說明管束本身有泄漏，如有氣流從焊接接頭處流出，則為管端焊接處泄漏。泄漏管不超過比例時進行封堵，超過比例時更換管束，端部焊縫泄漏時進行補焊，消除泄漏，打壓確認無泄漏；通過對泄漏管束堵管以及保護性堵管，消除管束泄漏缺陷。管束堵漏檢修：用直徑Φ16的鉆頭，對管端進行鉆孔，鉆孔深度約30mm，鉆削掉其間的防磨套管，用焊條電弧焊焊接堵塞；焊材：焊條J507，直徑Φ2.5mm；對泄漏管束堵管和周圍管束進行2層保護性堵管。

（2）加強設備巡回檢查，定期分析高壓加熱器端差、水位、疏水門開度等相關參數，發現問題及時處理。

（3）利用機組檢修期間每年對#1、#2、#3加熱器管束束進行全面渦流探傷檢查，將管壁厚度減薄超標和異常的管束進行封堵。

（4）運行人員投、退加熱器時，嚴格控制加熱器出水溫度溫升（降）率不超過規定值，防止加熱器管束束產生應力集中。（加熱器投停過程中應嚴格控制低加出水溫度變化率≤3℃/min，高壓加熱器溫度變化率≤0.917℃/min，高壓加熱器出水溫度變化率≤1.83℃/min）。

（5）處理#3高壓加熱器疏水包殼泄漏點，恢復端差正常值，避免#3高壓加熱器局部管束被長時間汽水沖刷造成減薄、泄漏。

（6）每次機組檢修停機第1天，對高壓加熱器進行認真查漏，發現異常，及時進行堵漏處理。

3.2 高壓加熱器包殼泄漏解決對策與預防措施

（1）委托哈爾濱鍋爐廠家對#3高壓加熱器短筒身上瓦片切割，吊出瓦片，檢查高壓加熱器包殼焊縫，對高壓加熱器包殼泄漏點缺陷采用砂輪機打磨處理，修磨成適合焊接的坡口，補焊合格，然后將焊縫磨平，在焊縫上加焊拉筋板，增加焊縫抗拉強度。拉筋板為扁鋼，材質Q235A，尺寸：6×40mm，然后將扁鋼角焊縫進行焊接。焊接完成后修磨探傷面，進行100%PT/I 級檢測合格。焊接完畢后，利用電加熱方式進行局部熱處理，并進行焊縫表面PT檢測。對高壓加熱器殼程進行水壓試驗合格。

（2）建議哈爾濱鍋爐廠在高壓加熱器出廠前，設備疏水段焊接接頭期間提高施工質量。

（3）加強對設備檢修期內的充氮保護，避免發生檢修期內的腐蝕。

3.3 水室分程隔板磨損、螺栓脫落解決對策與預防措施

（1）更換新的密封墊片。（2）確保水室分程隔板結合面平整、無凹陷及貫通溝槽；螺栓緊固后，將螺母與螺栓進行點焊，防止松動。（3）若分程隔板無法修復，將分程隔板加工為不銹鋼材質（原材質為碳鋼）進行更換。

3.4 人孔門泄漏、人孔門螺栓損壞解決對策與預防措施

（1）回裝人孔門前檢查水室內有無異物，結合面完好后再進行回裝人孔門。（2）更換人孔門墊片，重新安裝，確保位置正確，不偏斜。（3）螺栓緊固均勻，禁止螺栓咬扣。（4）機組投入運行后，對高壓加熱器人孔門2條螺栓進行熱緊。

3.5 高壓加熱器水位計顯示不清晰、不準確解決對策與預防措施

（1）水位計堵塞時，打開高壓加熱器水位計放水門，清洗、排污。（2）水位計損壞時，檢查水位計浮子，必要時更換水位計。

4 結語

基于高壓加熱器在電力行業的廣泛使用，高壓加熱器的換熱效率以及使用壽命直接影響著企業的經營業績。實踐證明，上述總結出的解決預防對策，大大提升了高壓加熱器健康運行水平，減少了設備維修工作量，真正做到了設備點檢定修、狀態檢修，為高壓加熱器安全經濟運行提供可靠保障！