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安全技术
2023
泄露
原因
分析
预防措施
高加泄露的原因分析及预防措施
:分析了高压加热器泄露原因,针对不同泄漏原因分别找出了相应的对策,对机组平安经济 运行具有十分重要的意义。
关键词:加热器;泄漏;原因;故障;对策
公司300MW机组配置3台高加,均为卧式滚筒结构,串联布置。疏水 逐级自流,水位采用自动调节方式。在启停和低负 荷时,疏水倒至凝汽器;正常运行时,高加疏水倒 至除氧器。额定负荷下,高加出口温度可达278℃。 自投产以来,因为高加内部钢管泄露、外部大法兰 及疏水管道泄露,经常不得不退出运行检修处理, 在很大程度上制约着机组的平安、经济运行。经过 长期实践,得出以下原因分析和预防措施。
1高加泄漏原因分析
1.1热应力过大 加热器在启停过程中、调峰时负荷变化速度太 快、主机或加热器故障而骤然停运加热器时,都会 使金属温升率、温降率超过规定,使高加的管子和 管板受到较大的热应力,管子和管板相联接的焊缝 或胀接处发生损坏,引起端口泄漏。又因管子管壁 簿、收缩快、管板厚、收缩慢,常导致管子与管板 的焊缝或胀接处损坏。
1.2管板变形 管子与管板相连,管板变形会使管子的端口发 生泄漏。高加管水侧压力高、温度低,汽侧那么压力 低、温度高,如果管板的厚度不够,那么管板会有一 定的变形。管板中心会向压力低、温度高的汽侧鼓 凸。在水侧,管板发生中心凹陷。在主机负荷变化 时,高加汽侧压力和温度相应变化。尤其在调峰幅度大、调峰速度过快或负荷突变时,在使用定速给 水泵的条件下,水侧压力也会发生较大的变化,甚 至可能超过高加给水的额定压力。这些变化会使管 板发生变形导致管子端口泄漏。
1.3冲刷侵蚀当蒸汽的流动速度较高且汽流中含有大直径的 水滴时,管子外壁受汽、水两相流冲刷,变薄,发 生穿孔或受给水压力而鼓破;其次,当高加内某根 管子发生损坏泄漏时,高压给水从泄漏处以极大的 速度冲出会将邻近的管子或隔板冲刷破坏;另外, 因防冲板材料和固定方式不合理,在运行中破碎或 脱落,受到蒸汽或疏水的直接冲击时,失去防冲刷 保护作用。
1.4管子振动 启动时暖管不充分管道积水或给水温度过 低、机组超负荷等情况下,发生水锤现象时,通过 加热器管子问蒸汽流量和流速工况超过设计值较多 时,具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用 下会产生振动。当激振力的频率与管束自然振动频 率或其倍数相吻合时,将引起管束共振,使振幅大 大的增加,导致管子与管板的连接处受到反复作用 力造成管束损坏。同时,支吊架松动,管道布置不 合理,会造成管束与高加本体振动不同步引起断裂 而泄露。
1.5 腐蚀 影响高加及其管束腐蚀的主要因素有给水含氧 量和pH值。
6超压爆管 引起高加水侧压力过高的因素有给水压力流量 突变,引起高加内压力突变,如给水泵掉闸、汽机 掉闸锅炉平安门拒动、高加保护动作等情况管系承压突升,又瞬间释放,使设备损坏。在机组运行中高加因故停用时,如果给水进出口阀门关闭 严密,而进汽阀有泄漏时,被封闭在加热器管侧的 给水受到漏入蒸汽的加热,会使管束的给水压力大 幅度上升。在高加水侧压力过高,水侧又未安装安 全门时,过高的压力会使管子鼓胀而变粗开裂。在 做锅炉打压试验时,给水泵液压调节机构不当,引 起给水压力突增,引起高加超压。另外,高加汽侧 压力也有严格的规定,当主汽压力过高,平安门又 不能开启,汽轮机通流局部结垢等情况下会引起汽 侧超压。
1.7材质、工艺不良 管子材质不良、管壁厚簿不均、组装前管子有 缺陷、胀口处过胀、管子外侧有拉损伤痕等,在加 热器遇到异常工况时,会导致管子大量损坏。在检 修时,一般常用锥形塞焊接堵管,捶击力量太大, 引起管孔变形;在焊接过程中,如预热、焊缝位置 及尺寸不适宜,都会造成邻近管子与管板连接处的 损坏,使之出现新的泄漏。
2预防措施
2.1热应力预防措施 在机组启停时,尽可能使高加随机滑启滑停。 此时,给水温度和抽汽温度随着负荷变化,变化率 相对平缓,高加本体及其管道就能均匀地受热或冷 却,相应的应力就减少了。在运行过程中启动时, 先投低压侧,再投高压侧,充分暖管,严格控制给 水温升率不大于3℃。并在高加见水以后,按规程 规定及时切换至排汽装置或除氧器。运行中需停运 时,那么应先退低压侧,再退高压侧,并控制给水温 降率不大于2℃。
2.2冲刷侵蚀预防措施 限制壳侧蒸汽或疏水的流速及防止疏冷段内闪 蒸。蒸汽冷却段出口蒸汽要有足够的剩余过热度; 防冲板的固定要牢固,面积足够,材质要好;保持 壳侧水位正常,禁止低水位或无水位运行。在运行中,及时调整高加水位,高加疏水水位过高过低都 不利于平安运行。 2.3管子振动预防措施 限制壳侧蒸汽或疏水的流速。管子间距要足够大,限制管束自由段长度(即跨度)。在投退高加 时,应点动开启,不许大开大关,防止大量蒸汽直 接进入:注意给水系统稳定运行,防止给水泵故障 停运,阀门突然误关,引起水锤现象而震动。同 时,加强对系统支吊架的检查,穿墙管道,应与墙 壁保持垂直,保证其牢固稳定,防止因外力作用引 起高加管道振动。
2.4腐蚀预防措施 要有完善的放空气系统,在高加投运初期,水 侧、汽侧应排净空气。给水蒸汽品质要合格,定期 化验;合理使用定排连排等排污系统。出厂时要有 良好的防腐措施,防止贮运过程中的腐蚀,对碳钢 管加热器,通常对汽侧和水侧均采取充氮防腐的办 法;加热器停用时,通常根据停用时间的长短,分 别采用充水、充汽或充氮的防腐措施,在水侧适当 调节除氧水的pH值,以起保护作用。
2.5超压爆管预防措施 汽水侧应装设平安阀。停运后,校验平安阀动作 值恰当,动作正常。加强机组、给水泵的正常运行,减 少调节系统的误动,提高旁路、平安门正确动作率, 减少机组运行中系统故障引起的高加压力突变。 2.6材质差、检修工艺不良引起管子泄漏的预防 措施 高加停运检修时,要对每根管子进行探伤、水 压试验等检验;U型管应热处理、无直观缺陷。 对于端I=I泄漏,应刮去原有焊缝金属再进行补焊, 并进行适当的热处理,消除热应力。对于管子本身 泄漏,应先查清管束泄漏的形式及位置,并选用合 适的堵管工艺,堵塞泄漏管子的2个端口,被堵管 的端头部位一定要经过良好处理,使管板、管孔圆 整、清洁,与堵头有良好的接触面。在管子与管板 连接处有裂纹或冲蚀的情况下,一定要去除端部原 管子材料及焊缝金属,使堵头与管板紧密接触。真 正加强提高检修人员的检修工艺水平和焊接质量。