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高压加热器泄漏原因分析及对策

文档作者：陈涛，魏胜娈文档来源：四川华电攀枝花三维发电有限责任公司		点击数：	更新时间： 2025年09月29日
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上一篇：高压加热器中分面法兰泄漏的处理

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第32卷第6期
20l0年6月
华电技术
Huadian Technology
Vo1．32 No．6
Jun．2010
高压加热器泄漏原因分析及对策
陈涛，魏胜娈
(四川华电攀枝花三维发电有限责任公司，四川攀枝花617065)
摘要：四川华电攀枝花三维发电有限责任公司2×150MW 汽轮机组2005年投入商业运行以来， 2高压加热器在运行
中频繁泄漏，截至2007年8月， 11、 12机组堵管率分别达8％ 和9％ ，严重影响机组的安全性和经济性。根据 2高压
加热器制造、安装、调试、实际运行情况，对 2高压加热器泄漏的原因进行了分析，提出了相应的解决措施。通过有效的
治理，使 1 1、 12机组高压加热器的投人率由先前的79．62％和81．98％提高到现在的99．32％ 和98．43％ ，提高了机组
运行的安全性和经济性。
关键词：150MW 汽轮机组；高压加热器；泄漏；投入率
中图分类号：TK 223．3 文献标志码：B 文章编号：1674—1951(2010)06—0047—03
0 引言
四川华电攀枝花三维发电有限责任公司(以下
简称三维公司)2 X 150 MW 汽轮机采用青岛青力锅
炉辅机有限公司生产的高压加热器，其结构特点是
顺置立式布置、大旁路系统、u形传热管、大开口并
具有自密封结构的双流程水室，每台高压加热器设
有过热蒸汽冷却段和蒸汽凝结段和疏水冷却段3个
传热区段。来自汽轮机的抽汽先经过过热蒸汽冷却
段冷却，再进入蒸汽冷凝段凝结成疏水，然后进入疏
水冷却段，疏水经疏水调节阀控制，由压力较高的高
压加热器(以下简称高加)排入压力较低的高加，而
压力较低的高加疏水也经调节阀控制排至低压加热
器(以下简称低加)或除氧器。
1 高加泄漏的现象
(1)高加水位高信号报警。
(2)由于高加泄漏，给水大量漏人汽侧，导致给
水泵液力偶合器开度增加，给水泵转速增加，电流增
大，给水泵入口流量增大。
(3)高加泄漏后由于传热恶化造成给水温度偏
低，机组热耗率增加。如 11机组在100 Mw 负荷
下设计的高加投入热耗率比切除时低186．6
kJ／(kW ·h)。
(4)高加端差增大，远远高于正常值。
2 高加泄漏后对机组的影响
(1)高加泄漏后，会由于泄漏管周围正常管束
受高压水冲刷、冲击而导致破坏泄漏，使高加泄漏情
收稿日期：2009—02—08
况更为严重。
(2)若高加水位急剧升高时保护未动作，一旦
水位淹没抽汽管进口，则会造成汽轮机水击事故。
(3)高加解列后，给水温度降低。以150MW机
组为例，给水温度会由243．86 oC降至177．31 oC。
为保持负荷不变，则必须增加煤量，增加风机处出
力，这样会造成炉膛过热和汽温升高，从而导致机组
热耗率增加。
(4)高加停运后，还会使汽轮机末几级蒸汽流
量增加，加剧叶片的腐蚀。
(5)高加停运后，还会使抽汽口的各级叶片轴向
推力增加及锅炉壁温超限。为了确保机组安全，必须
限制机组出力( 11、 12机组均不超过140 MW)。
(6)高加泄漏消缺时间较长(一般为35 h)，严
重影响高加投入率。
3 高加泄漏的原因
三维公司2×150 MW 汽轮机 2高加管系发生
的泄漏主要是管口焊缝泄漏和管子本身泄漏。
3．1 管口焊缝泄漏的原因
(1)制造质量不佳。高压加热器管子与管板间
加工、胀管及焊接技术要求很高。高加管板为
20MnMo合金钢，而U形管材料为SA556CrC2无缝
钢管，故需要堆焊。由于加工技术的差异，易造成管
板孔眼尺寸公差误差较大，部分孑L、管间隙偏大，降
低了管口适应机组变工况运行的能力。三维公司
1 1机组在2005年安装打水压时即封堵1根管板。
(2)管板变形。由于高加是管板结构，当管板
变形时容易使管端口发生泄漏。因为高加水侧压力
高、温度低，而汽侧压力低、温度高，两侧间的机械应
力与热应力叠加，当管板刚度及强度不够时就会产
· 48· 华宅炭刁c 第32卷
生变形，向汽侧鼓凸。因机组参与电网调峰，经常处
于变工况运行状态而导致相应变形；又因高加进汽
门关不严，机组运行中停运高加时，高加水侧受热也
易造成管板变形，造成焊口泄漏。
(3)热应力过大。由于高加未安装测量管板及
筒体温度的装置，只能以高加出口水温计算温升率
及温降率。在高加启、停过程中，高加的温升率、温
降率过大，使高加管板与管连接处受到很大的热应
力，焊缝及胀口处易发生损坏，从而引起端口泄漏。
特别是机组或高加故障需停运时，汽侧迅速停止供
汽，水侧仍继续通水。由于管壁薄、收缩快，而管板
厚度大、收缩慢，导致管板焊缝损坏。从2006年统
计结果来看，几乎每次停机时2台机组 2高加均有
泄漏，原因是停机或停高加过程中温降率过高。
(4)检修因素。
1)在 2高加泄漏后，没有及时对泄漏管子周
围进行保护性堵管。
2)加堵后补焊，存在较大的残余应力，易造成
焊口泄漏。
3)高加系统缺陷多，检修频繁，检修时间过
短，高加检修时保护措施不到位，高加启、停频繁。
3．2 管子本身泄漏的原因
(1)振动。当通过管子间的蒸汽或给水流量超
过设计值时，流速也相应超过设计值，严重时会使管
子发生振动，有的甚至产生共振现象。管子振动使
管外壁与隔板的管孔发生摩擦，管壁变薄，在给水压
力的作用下破裂。这种现象在负荷高峰期时有发
生。由于机组蒸汽初、终参数均未达到设计值，只有
靠增加主汽流量满足负荷要求。当机组负荷在150
MW 时，主汽流量达480t／h，致使进入高加的给水流
速增加，加剧对管束的冲刷。
(2)管子材质及工艺不良，厂家组装时划伤
管子。
(3)腐蚀。管子的内、外壁都会发生化学腐蚀。
给水中的溶解氧过高或pH值过低均会使管内壁受
腐蚀，这主要是因为高加在运行中空气未排尽或高加
停运时汽侧疏水未排尽。当高加停运而机组未停时，
由于进汽门或空气门不严，不断有蒸汽凝结成水。机
组停运或高加长时间停运，若未为采取防腐措施，管
内外壁都会受到腐蚀。三维公司机组在洪水季节启、
停频繁，机组保养工作未得到很好的执行。
(4)超压。
4 采取的措施
4．1 调整高加端差至最佳值
(1)由于 2高加疏水量最大，压差小，在低负
荷时易引起疏水不畅而使水位升高，此时应加强监
视与检查，必要时提前打开危急疏放水门，降低高加
水位，维持正常值。
(2)若疏水水位过低引起端差增大，应及时联
系热工人员共同到现场进行水位调整。
(3)加热器中聚集不凝结气体，将严重影响传
热增加端差，应合理调整高加排空气门的开度。
4．2 保持机组负荷变化曲线平稳
在机组启、停及变工况运行中，高加抽汽参数在
不断变化，为防止因热应力而产生的热变形，应采取
相应措施。
(1)调整好锅炉风煤比例。
(2)机组负荷变化率应按规程要求进行，变压
运行时的负荷变化率为3％ 额定负荷／min，定压运
行时的负荷变化率为5％额定负荷／min。
(3)机组甩负荷及高加紧急停运时，应立即切
断高加进水，同时快速关闭进汽阀，检查抽汽逆止门
及抽汽电动门是否关严。否则，必须手动关紧抽汽
电动门，防止给水切断后蒸汽继续进入壳体加热不
流动给水而引起管子热变形；切断给水后可避免抽
汽消失后给水快速冷却管板而引起管口焊缝产生热
应力变形。
4．3 高加在投、停运时的注意事项
(1)带一定负荷投高加。
1)稍开抽汽管道上的进汽门，对高加进行预
热，利用少量蒸汽的凝结放热，使管子和管板逐渐加
热到进口给水温度，暖加热器时，高加壳体内压力为
0．05 MPa以下，保持30 min，空气门排尽空气后关
闭。此时给水先走旁路，当加热设备的壁温接近高
加进口给水温度时，方可通水。
2)高加通水。开启高加注水门和水侧放气
门，出水后关闭放气门。当注水到工作压力后，关闭
注水门，此时，检查水侧压力是否下降、汽侧水位是
否上升，以判断管子是否泄漏，若泄漏则不能投用。
3)高加通汽。缓慢开启抽汽门，可先慢，后逐
渐加快，控制最大给水温升为3—5℃／min，保持2O
min；按抽汽压力由低到高的排列顺序，对每台高加
应分几次将抽汽门全开。
(2)为防止高加投入过程中产生热冲击，高加
应随机投运。
1)除氧器启动后，压力达0．02 MPa，温度104
c【=，氧的体积质量为15 g／L，启动给水泵向锅炉供
水，打开高加注水门合格后通水。
2)高加通汽。对于除氧器采用滑压运行的方
式，当除氧器加热汽源切换到本机三段抽汽时，即可
开进汽门向高加供汽，严格控制高加出水温度的温
第6期 陈涛，等：高压加热器泄漏原因分析及对策 ·49·
升率在3～5℃ ／min。
(3)在高加停运时，应注意给水温度变化率不
大于1．1 oC，最大不超过1．7℃ 。
4．4 做好高加及其附属设备的检修工作
(1)每次停机后，首先检查高加是否泄漏。即
使轻微泄漏也应及时堵漏或采取有效措施。定期检
测疏水、空气管道特别是弯头处的厚度，及时更换缺
陷部件以防止运行中发生泄漏。2007年， 11、 12
机组先后全部更换疏水管段及弯头为不锈钢管，全
部更换高加至除氧器的空气管段为不锈钢管。
(2)为缩短检修及停运时间，不能用低温水冷
却，可以通入压缩空气或用风机从高加水室抽出热
空气，使高加水侧加强通风。
(3)在确定高加泄漏后，拆卸人孔盖和水室内
隔板与稳流板等装置，抽出水室内积水至管端以下
250mm。管端涂以肥皂水，在高加汽侧通以0．8～
1．0MPa压缩空气。对管板表面进行检查，可用l0
倍放大镜观察焊缝，若管子本身泄漏，气流便从该管
内径射出，如管端焊缝泄漏，会有微量气流冲破该处
肥皂水膜而溢出。也可不涂肥皂水而在管板上保留
50 ITlm左右深度的水层，根据气泡来确定管子或管
端焊缝泄漏位置。
(4)对于管子本身泄漏而无法补焊者，可用专门
的塞子堵上并焊好。焊条牌号对20G管子可用
A304。对于管端焊缝因裂纹、气孔等缺陷泄漏，而管
子本身未损坏者，一般须用专门刀具刮除泄漏焊缝，
开出V型或u型坡口，再用A304等焊条补焊。
(5) 11、 12机组 2高加分别于2007年8月、
9月返厂大修，全部更换管芯。
(6)防腐。
1)在高加运行中，内部空气应排尽，定期化验
水质，保证其合格。
2)停运期间的维护工作应按厂家要求进行。
5 结论
通过对 11、 12机组 2高加泄漏原因分析及
对检修、运行采取相应的改进措施，使 1 1、 12机组
高加的投入率由先前的79．62％ ，81．98％ 提高到现
在的99．32％ ，98．43％ ，取得了良好的经济效益。
参考文献：
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[2]赵永民．汽轮机设备及运行[M]．北京：水利电力出版
社，1982．
(编辑：白银雷)
作者简介：
陈涛(1968一)，男，重庆人，工程师，从事生产技术管理
方面的工作。
魏胜娈(1972一)，男，河南郑州人，助理工程师，从事汽
机运行技术管理方面的工作。
(上接第46页)生回路串电现象只在保护元件动作
状态短暂的时间里出现，保护元件状态复归后，串电 参考文献：
现象随同消失，是一种隐蔽性的二次缺陷。寄生回
路和图纸不符，现场故障迹象收集不齐时，查找起来
既费时又不方便，如果不及时查处消除，会造成保护
装置和二次设备误动、拒动(回路被短接)，光声信
号回路错误、发信及多种不正常工作现象，导致运行
人员在事故时发生误判和误处理，甚至扩大事故。
4 结束语
改进后的断路器控制回路与保护装置的操作回
路配合得非常好，自投产至今，断路器远方操作和保
护动作跳断路器均正常。断路器控制回路、监视回
路和防跳回路实现的原理并不复杂，但是作用和影
响都非常大。因此，需要对断路器的二次回路不断
进行改进和完善，使控制回路的功能在现场得到充
分发挥。
[1]DL／T 4780-2001，静态继电保护及安全自动装置通用
技术条件[S]．
[2]郑立新，王聪．断路器防跳跃功能的缺陷及处理[J]．电
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(编辑：刘芳)
作者简介：
徐智(1983一)，男，云南昆明人，助理工程师，从事水电
厂继电保护维护及运行方面的工作。
杨增杰(1982一)，男，云南宣威人，助理工程师，从事水
电厂电气一次设备维护及运行方面的工作。

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