李锴

摘 要：随着经济的发展，电厂得到了快速的建设。电厂高压加热器换热管在电厂的建设中发挥着重要的作用。因此，电厂高压加热器换热管开裂泄漏原因分析具有重要作用。本文首先对高压加热器泄漏的原因进行了概述，详细探讨了高加换热管泄漏的解决方案，旨在促进电厂是的快速发展。

关键词：高压给水加热器；换热管；泄漏

高压给水加热器作为火力发电机组回热系统中的关键设备之一，能否安全运行直接关系到机组的安全性和经济性。目前国内大型火力发电机组回热系统中的高压加热器使用的大多是传统形式的U形管式高压加热器。随着国内电力工业的发展，高参数、大容量机组的数量也在不断增加，使得高加的运行参数随之升高，致使高压加热器的故障率不断上升。

1 高压加热器泄漏对机组的影响及原因分析

随着机组容量的增大、设计参数的不断提高，致使传统U形管式高压加热器中的水室半球形封头、管板等锻件的厚度不断增加，换热管与管板的联接等的热疲劳开裂风险越来越大。经对部分电厂高压加热器的运行调研，高加换热管的泄漏原因主要集中在温度变化速率过快，水位控制不合理，还有泄漏后堵管质量不高等方面。

高压加热器泄漏后，会导致泄漏管周围管束受高压给水冲击而泄漏事故的造成，这种管束增多的不利境况将会导致泄漏事件的更加严重；泄漏事件在发生以后，通常致使水侧压力要远远高于汽侧方面的压力，一旦水位急剧升高，而水位保护再未有所动作，蒸汽带水将返回到蒸汽管道，甚至进入中压缸，就会导致汽轮机技术系统内的水冲击事故的不请自来。泄漏后会造成加热器的彻底停运，乃至系统的完全瘫痪与不能工作。既然高压加热器泄漏会产生这么多影响，出现泄漏的原因是什么呢？主要有以下六个方面：

1.1高压加热器启停时冲击过大

由于高压加热器启停时过大的热冲击有的机组由于高压加热器不能随机启动，每次在启动过程中，较大的热冲击，溢水室加热器分区。规定的条例要求高压加热器入口应该间歇蒸汽电动门开关，电动门和实际操作过程没有这个函数，和解列在高压加热投入运营，电动门开关是在短时间内完成。经常因为单位启动和停止时间和温度梯度超过规定的值，结果使高压加热器内部管子及管板温度急剧变化，从而产生一定的交变热应力，在这种应力的作用下，管子受到冲击损伤破坏

1.2高压加热器至除氧器的疏水压力降低

高压加热器至除氧器的疏水108毫米管，在正常运行时疏水流量较大，处于饱和状态的高压疏水流经自动调整门后，减压，疏水迅速汽化扩容性，扩张和快速蒸发体积增加，形成汽水两相流管道内介质流动阻力飘升，汽水冲击现象，同时引起管道振动，除氧器的控制阀这段管道后，两相流介质的过程越长效果会产生管道振动、排水管管道阻力增加，引起管接头开裂引起的振动、泄漏，这是造成高压疏水管泄漏的主要原因之一。

1.3高加热器危急疏水调节门不严

为了提高安全可靠性、高压加热器安装应急排水系统，但由于国内疏水阀质量不过关，造成泄漏，不能保持一个疏水的水，苏打水清洗振动管的很长一段时间由于过热和管板

1.4冲刷侵蝕

主要原因是蒸汽带水，主要出现在过热蒸汽冷却段及其出口处和疏水冷却段入口。其一，高负荷跳机的条件容易发生疏水闪蒸，冲刷管子：其二，当高加内某根管子发生泄漏时，高压给水从泄漏处进入汽侧，冲刷管赔。

1.5管束自振

管壳式加热器普遍存在这种问题。其原因是：加热器壳侧流体流动会产生扰动力，由于管束具有一定弹性，在此扰动力的作用下就会产生振动。当振动频率与管束的自有频率一致时，就会产生共振，振幅大大增加，造成管束的破坏。损坏的形式：管束与管板连接处断裂：管束在管板的孔中与金属赔发生摩擦而损坏，振幅大时，相邻的管束之间会相互摩擦损坏。

1.6管束腐蚀

影响管束腐蚀的主要因素是给水品质。给水溶氧量和pH值超标会严重腐蚀高加管束。同时机组停运后要对高加进行必要的防腐工作，其内部残留的水分和气体均对管束产生腐蚀。

2 高加换热管泄漏的解决方案

高压给水加热器的是火力发电厂回热系统中的重要设备之一，其安全、经济的运行除了设备本身的因素之外，也有赖于其它设备（比如除氧器、凝汽器等）、热工控制以及启停与运行维护等各个方面的合作配合。任何一个环节出现疏漏或者误操作，都有可能对高压加热器设备产生不利的影响。

2.1若为管端焊缝泄漏，应用直径合适的阶梯钻头钻削掉原焊接接头及漏点缺陷然后烘干管口，清除水渍、油污、锈斑等影响焊接质量的污垢，露出金属光泽后用手工氩弧焊或焊条电弧焊焊妥管口处焊接接头。

2.2检修措施

正常停运情况下，在设备解列后，无论在壳侧与管侧均应充满含有一定浓度的防腐液（钝化水）的水12小时以上，在生成防锈膜层后将水排除，以防止高压加热器腐蚀。在停机检修中和投运高压加热器之前，对全部保护装置进行试验，定期检查并试验疏水调节阀、给水自动旁路装置、危急疏水和抽汽逆止阀、进汽阀的联锁装置等。保证运行中所有保护装置能够正常动作，防止由于保护装置失灵或者调节信号滞后等原因引起的管子泄漏。冲洗水位计和平衡容器等液位测量管路，确保测量水位的管路不发生堵塞，防止因虚假水位影响换热管是否泄漏判断。对连续运行排气管进行定期检查，确保排气管路畅通，以免空气积聚在换热管外表面影响高压加热器的传热效果并引起管子腐蚀。

2.3换热管检漏

确定发生泄漏的管子后，应进一步确定是管端泄漏还是管子本身泄漏，如果是管子本身发生泄漏，应采取措施确定管子泄漏的具体位置，以便于分析泄漏原因，避免管子再次发生泄漏。对已发生泄漏的管子，应采取堵管处理，并对与其邻近的管子进行保护性堵管。堵管程序严格按照相关堵管工艺进行操作，防止由于堵管不当导致的二次泄漏。将已堵管子标记在管板布孔图上，留待后续泄漏原因分析时使用。高压加热器泄漏后冷却，应采用空气进行冷却，不宜采用注水的方式（包括管侧注水及壳侧注水）。

2.4冲刷侵蚀的解决方案

严格控制机组负荷升降率，避免低水位和无水位运行，提高疏水调节阀的灵敏度，同时减少高加启停次数。

2.5管子振动的解决方案

保证疏水水位调解正常准确，控制高加水位和疏水端差在正常范围：严格控制机组负荷及给水温度，杜绝高加抽汽量过大。

2.6管束腐蚀的解决方案

应严格控制给水品质，重点是含氧量（毛7 u g/L）和pH值（在8. 8一9. 5，防止管束腐蚀；停运时要保证放净疏水，做好防腐工作。

2.7给水流量超限、水流速度大对管赔冲蚀严重的解决方案

提高运行人员操作水平及责任心，杜绝给水超压，超流；同时，要科学运作，节约成本，防止堵管数量超标。

3 电厂高压加热器换热管开裂泄漏预防措施

3.1改进调节阀

因为泄漏自动调节阀节流压降和蒸发速率增加，体积膨胀，造成后速度增加，为了使得高速两相在流体冲刷的监管力度有所降低，就离不开大幅度与高级别地使用口径管道，这样才能实现汽水两相流速的降低与减少。此外工作人员在调节阀的改善中还需要做到这样一点：安装其设备的过程中需要尽可能的接近除氧器，这样才能杜绝或缓解汽水两相流动的过程，确保工作的顺利完成。此外还要在疏水管的膨胀死点的设置上需要引起高度的重视，力求实现管道振动频率的缓解，同时也能促进高水位监测力度的加强，双向保证高压无水的有效运行

3.2加热器的传热端差需要力求达到最佳值

这主要是源于加热器的技术自身存在着压差较小与疏水量很大的互为矛盾的特点因素，所以在抽气量的技术活动完善以后，就会让加热器本身的高压基调产生不良变化，甚至是加热功能的彻底失效，直接的影响便着重体现为疏水门的狭隘甚至直接关闭，水位上升引发的引水不畅的现象便不请自来。基于这种理论认识，提醒工作人员与技术员最大的作为就是要随时注意监督检查过程中态度更加认真的需要，通过频繁的打开陷阱实现水位最大幅度的减小，进而让水位达到正常化、标准化。如果排水水位过低导致增加，应及时现场水位调整，最少要早5.6℃以上，8℃以下，方可保障这个环节的结束。这是技术工作中的重要部分。因为加热器集聚了不凝结气体就会为传热功能带来很大的负面影响，端差也会随着提高与上升，同时还要做到及时出台具体相应的措施。此外还需要真做到的是，加强并改进加热器的组装与焊接技术，在检修焊接工艺质量提高的基础上，辅之以安全堵漏的有效方略，进而全部堵住泄漏管道相邻紧密的管子。

3.3加强加热器在日常工作中检查维护函待加强的需要

这项工作的技术强度不高，但需要非常认真与务实的精神。首先需要确保正常水位的长期维系，在最大变化量不超过增减上下不超出五十毫米的前提下，实现低水位与高水位在转换过程中的正常化，并需要员工经常检查与监测。其次在加热器的工作流程当中，随时对给水的进出口温度和设备端差的观察与检验也是必不可少的工作环节，一旦出现偏差的现象，就要在抽气方面做好修补工作，使水位马上恢复正常。此外技术员还要定期在远传水位与就地水位的差值上进行精密的计算与审核，同时检查调节阀的开度以及动作现状的实施效果，做到加热器泄漏现象与事故在最大限度上的杜绝。

3.4注意减少加热器在启停时刻的热冲击和热应力

在加热器的投运过程中，工作人员应当把握投运的正确顺序，先进行水侧的投运，然后在实现气侧的投运。这个复杂的过程还需要禁止升速率过快的现象以免造成对工作的负面影响。所以在开启进汽的时候，手动门的速度要力求缓慢，温度的控制指数也要维持在每分钟1.5-2℃左右，才能在根本上完全防止加热器的泄漏。

4 结束语

综上所述，电厂高压加热器换热管开裂泄漏原因分析对电厂的发展具有重要的作用。因此，必须进一步提高和完善高加换热管泄漏的解决方案，只有这样才能彻底解决了高加频繁泄漏的问题，降低了劳动强度，减少了检修的频次，提高了机组的安全稳定运行，最終促进电厂的发展。

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