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永利注册:300MW汽轮发电机组高压加热器故障原因分析探讨

分类目录:技术资讯 | 发布日期:2019-12-26 16:03:49 | 作者:Admin| 来源: | 加入收藏 关注:

  某厂呼热1号机组给水系统串联布置了3台由东方锅炉厂制造的JG-950型卧 式 加 热器。高压加热器由水室、管束和外壳组 成,管子同外管板采用胀接和焊接并采用高加大旁路系统。该机 组投产至今,共发生7次高加管束泄 露 导 致高加解列的事故,影响机组安全经济运行。

1、设备原理与构成:

  高加的作用是利用汽轮机的抽汽来加热锅炉给水,保证给水达到所要求的温度,从而提高电厂热效率和保证机组出力。给水回热加热的意义在于采用给水回热以后,减少了进入凝汽器的 排 汽 量,降低了汽 轮机冷源损失;另一方面,使工质在锅炉内的平均吸热温度提高,提高了锅炉给水温度,
提高汽轮机循环的热效率。
  为提高回热系统热经济 性,某 厂3号高加内设有过热 蒸汽冷段、凝结段、疏 水冷却段。过热蒸汽冷却段布置在给水出口流程侧,它利用具有一定过热度的加热蒸汽进一步加热较高温度的给水,给水吸收了蒸汽过热部分的热量,其温度可接近或等于、甚至 超过加热蒸汽压力下的饱和温度(传热端差可降为负值)。凝结段是利用蒸汽凝结时放出的热量加热给水的。进入该段的蒸汽,根据流体冷却原理、自动平衡,直到由饱和蒸汽冷凝为饱和的凝结水(疏水),并汇集到加热器尾部或底部,然后流向疏水冷却段。

  疏水冷却段是把离开凝结段的疏水热量传给 进入加 热器的给水,从而使疏水温度降到饱和温度以下,疏水冷却段位于给 水进口流程 侧,并由包壳密闭。疏 水温度降低 后,当流向下一级压力较低的加热器时,削弱了管内发生汽化的趋势。管板和吸入口(疏 水冷却段进口)保持一定的疏 水水位,使该段密封。管板的作用是防止凝结段的蒸汽进入疏水冷却段。疏 水进入该段后,在一组隔板的引导下弯曲流动,然后从疏出口流出,见图1。①作者简介:张凯波(1989—),男,山西应县人,本科,助理工程师,从事汽轮机检修维
300MW汽轮发电机组高压加热器故障原因分析探讨

300MW汽轮发电机组高压加热器故障原因分析探讨

表1  高压加热器技术参数

2、高加泄露的主要现象及危害:

2.1、高加泄露的主要现象:

  在高加投 运中判断管子 是否泄漏,主要看疏水水位、疏水调节阀开度。如果疏水阀开度比该负荷条件下的通常开启度大,并且负荷是稳定的,这 就要加强监 视。如果 疏 水水位持续上升,疏 水调节阀开到最大仍不能维持正常水位,说明高加管子已泄漏。其主要现象如下。

(1)相同负荷下,给水温度下降。(2)相同负荷下,给水泵流量异常升高。(3)相同负荷下,高加正常疏水调门开度较往常增大才能维持水位稳定。(4)相同负荷下,在上一级高加正常疏水调门开度无变化的情况下,本级高加水位异常升高。(5)满负荷 情况下,高加 泄 露可能 导 致 汽包 水位出现波动。(6)泄 露 较大的情况下,可能高加 上端差较往常大,下端差较往常小。(7)就地检查设备,声音异常,有漏流声。

2.2、高加泄露的危害:

  高加管束泄露 往往导 致高加解列,其危害表现在3个方面。首先 造成汽 轮机 转子 轴向推力增大,高加解列后,回热系统内的抽 汽 量 大 大减少,这部 分抽 汽 将 继 续留在汽缸内部继续做功,引起机组胀 差变化,威胁机组安全 运行。其次造成锅炉安全、经济 性能降低,高加解列后,给水只能 通 过大旁路进入锅炉,由于给水温度的降低,导致给水在锅炉内部吸热量增加,燃 料消耗加大,机 组带相同负荷的情况下,锅炉出力无形中增大,一般情况下,为防止锅炉过热会限负荷运行。最后,在高加管束大量泄露、水位急剧上涨 且的情况下,若发生抽汽逆止门不严密、卡涩动作不及时,高加汽侧的水就会顺抽汽管道进入汽轮机,发生汽轮机水击事故。如果高加事故疏水门疏水量不够或卡涩不能联开,其导致的后果不堪设想。
3 、高加泄漏的原因:

  (1)高加 管束材质、工艺不良,管 子的规 格、钢 号 选用不当,其化学成分、机械性能等指 标无法满足现场高温高压的实际生产需求均可能导致高加管束泄露。另外,管壁厚度不均匀也会使管壁冲刷加速。(2)高加运行工况恶劣,尤以3号高加最为显著,长时间在恶劣工况下运行导致高加泄露几率升高。某厂多次发生3号高加泄 露事故,由其技术参 数可见(表1),3号高加的运行条件最为恶劣。3号高加汽侧进汽温度最高,而给水温度却又最低,温差最大;另外,给水系统 水侧压力各高加相同,3号高加汽侧压力最低,高加管束的内外压差最大。(3)机组运行过程中,高加投停不当引起的振动、热冲击导 致管束泄 露。高加管束 跨距大,管子细,在 运行 过程中,壳侧、管侧流体往往会产生较大的扰动力,管束产生受迫振动,当激 振频率 落入管束自振频率区域内,会引起管束振动变大,造成管束损坏。另外,高加投运前暖管不充分、温升率控制不当等都会造成端板与管束之间产生胀差,热冲击使得管束产生巨大的热应力,严重时发生变形、撕裂。
300MW汽轮发电机组高压加热器故障原因分析探讨

图2  预防性封堵示意图

  (4)机组负荷波动,导致抽汽过热度降低,此时蒸汽中往往含有一定水分,由于 过热蒸汽冷却段内汽流速度较高,极易导致管束受到冲刷侵蚀。

4、高加泄露的处理:

  高加系统安 全隔离后,确 认系统消压,打开高加人孔门开展相关查漏、堵漏工作。在水侧排空口送入一根60 mm的通风软管,将现场的压缩空气送入高加管束内部,送气量由小及大,加快内部通风、降温,达到允许作业温度。

  高压加热器查漏的最可靠方法是做气密试验。对U型管管板 式高压 加 热器,先 开启水、汽两侧的 排 空、放 水阀,加热器内压力降至零,再缓 开人孔,并 排除 水室内剩 水,拆除螺栓连接着的分程隔板,清理管板表面。封闭壳体上所有接口,然后 往壳 体内充气,按 规 程要求充气升压。检 查人永利注册-永利注册官网开户员进入 水室内可在管板 表面涂肥 皂 液,如 果管内有气体或 水冲出,表明该管子损坏。

  对管口焊缝缺陷,可用尖头凿子铲 去缺陷部位,把管口清 理干净 并 使 之干 燥,然后对焊 缝 铲除部 分用镍 基合金 焊条进行补焊。管子破裂缺陷不能用补焊手段来消除,只能用堵管的方法解决。可用低碳钢车制成锥形堵头,堵头小头直径为d-0.1,大头直径为d+0.1(d为管子内径),把 永利注册-永利注册官网开户堵头打入破裂管的两头,然后与管端焊接牢固。

  对于换热管的爆管和泄露必须检测准确,堵管工艺、方法极为重要,堵管操作切不 可 随意 进行。以某厂 呼热1号机为例,2011年7月22日,3号高加水位突然升高,高加解列,就地水位计显示高水位,判断为高加管束泄露,系统隔绝后打开水侧人孔发现高加有3个管束爆管泄 露,后 堵 9根管束。2011年08月31日,该机组3号高加正常疏水旁路门打开5圈的情况下,正常疏水调门开到100%,有时还要开启事故疏水调门,在高加查漏试验 后,证明3号高加泄漏。此次解体3号高加发现在原堵漏处旁边有两处漏点,经打磨后发现漏点面积扩大,此次堵管12根。2011年12月21日,该机组3号高加再次发生管束泄 露 事故,解 体发现在 原堵漏处 旁 边又有两处漏点,此次堵管两根,影响机组安全稳定运行。可见对泄露管束进行预防性堵管是非常必要的,即人们常说的“梅花堵”,即在损坏管束周围一圈进行预防性堵管,避免造成高加的持续性泄露,另外堵管必须对称 堵管,即分程隔板上部和下部对称。当堵管数超过全部管数的10%时,既增大了给水的压力损失和对管系的冲刷程度,又加快了给水流速,应重新更换管束。
5、预防高加泄漏措施:

  (1)正常情况下必须做到高加随机启停。(2)当发现高加管束泄漏时,应尽早停运查漏,避免相邻的管子冲刷、破坏,导致事故扩大。(3)加强对高加运行状态的分析监督,建立高加运行监督分析台账。(4)高加管束泄露后,对靠近泄漏管子的一层管子进行预防性堵管,防止泄漏管子外围钢管因冲刷减薄而留下潜在泄漏隐患。(5)加强设备劣化分析与检修工作管理,每次检修对泄漏管束区进行检测、标定,检查有无劣化趋势并建立高加堵管设备台账。(6)停机检修过程中,化学监督人员应检查管束的腐蚀、结垢情况,为设备管理、运行提供理论依据。(7)停机检修过程中,对高加进水三通阀进行检修,便于解列高加。

 
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