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1、高加U型钢管爆漏原因分析及防治措施 株洲电 厂谢鹅辉 摘要:详细分析了 株洲电 厂 1 2 5 M W机组高压加热器U型钢管姗泥故障 产生的原因， 并仔细介绍了 株洲电 厂针对高 压加热器运行及检修中所存在的若干问 超而采取的相应防治 措施. 通过防治措施的实拢， 有效地 提高了 高压加热册的设备健康水平， 保证了高 压加热琴的正常运行。 关健询，高加姆汤分析防治 _ . 引 言 ， 株洲电 厂的两台1 2 5 M W机组所配备的高 压加热器为上海电 站辅机厂生产的J G 4 9 0 - 2 ) V ( # 5 高加) 。 J G 4 5 0 -2 型 ( # 6高加) 全容f， 立式U型管高
2、压加热器。自1 9 9 4 年5 月及1 2 月株洲电 厂两台1 2 5 M W机组先后投产后，高加便正 常投入了 运行，并且实现了随 机滑启滑停，高加投运率基本保持 1 0 0 “/0 。 但由于在检修， 运行以 及系统设各的日 常维护 上 都 存 在 着 若 千问 题 和 不足 之 处， 使 得高 加 带 若 隐 患 随 机 运行了 两 年， 井 于1 9 9 6 年 开 始 便 相继 发生了U型 钢管 爆翻的 现象， 而 且故 障周 期 不断 编短， 逐 渐形 成恶性 循环.高 加的 设 备健康状况也每况愈下， 经常由于高加U型锅管爆漏故障. 迫使在机组正常运行时压负荷， 退高加进行 U
3、型 钥管堵漏工作， 对机组的安全经济运行造成了 较大的不利影响.高 加投运 率也由 原来的1 0 0 % 降至9 7 9 0 - 9 8 0/ u 左右。 二. 高压加热器U 型钢管爆漏原因分 析: 1 .长期维持低水位运行【 乙 夕 之 耳 2 2 2 之 二 刁 株洲电 厂1 2 5 M W机组的高加由 于 疏水控制系统设计选型不当，自 从投产 后对高 加的 水位控制一直不太理想， 使 高加一 直在设 计正常水位之下 运行 设 计i G 常水位为4 5 0 m m -5 5 0 m m ,高加实 际 运行 水 位仅有1 0 0 m m -2 0 0 m m ) 。 而 高加在正常运行过程中
4、水位维持太低、 是造成U型钢管爆漏的最主要的原因之 一，其中又以# 5 高加 ( J G 4 9 0 -2 型) 所 受危害程度为最大. # 5 高加由 于内设内置式疏水冷却器， 其琉水是应用虹吸原理使之向 上流动 ( 如 图I ) 。 为保证疏水在疏水冷却器内 稳定连 续流动，则要求硫水水位一定要保持在设 计正 常范围 之内， 既水位最少亦要覆盖住 疏水冷却器的下端入口。 如果水位维持太低，不能彼盖住疏水冷却器的下端入口，由于机组正常运行时至# 5 高加的二段抽汽量大达3 9 t / h ，加上# 6高 加的 一段抽汽疏水 1 9 t/ h , # 5高 加的 疏水流f可达 5 8 t/ h
5、 ,且 # 5高 加至除 氧器的压差较高， 极易在疏水冷却器的管束之间形成高速的汽一液两 相流动， 直接冲刷管束，使管 壁逐渐减薄. 此外油于汽一液两相流动十分紊乱. 对该区的 管束会形成水击 现象引起管束振动， 加上冲刷使管壁减薄. 极易发生钢管爆漏故降。 株洲 电厂高加堵漏的实际情况也证实了 这一点: 两台 1 2 5 M W 机组的 #6 高加 ( 无疏水冷却器， 且疏水出口 在筒体下端) 基本末发生钢管爆漏故障， 而# 5 高加 均己 多次发生此类故障， 且 / L U 型管 ( 图一) / T 3 . 一一.-，- -，片-份一一 一 # 1 1 机4 5 高加所堵2 1 根钢管，
6、# 1 2 机# 5 高加所堵3 3 根钢管， 均分布在其内 I式疏水冷却 器上。 2运行操作不当 运行操作不当主要表现在高加投，退过程中 对给水沮度变化率控制不当， 从而产生较 大的热应力， 对高加形成损容. 这种情况在高加随机淆启滑停过程中一般不会出 现， 而是 容易出 现在以下两种运行操作过程中: 2 . 1 离加检修后启动 高 加检修后启 动是指在机组正常运行状态下， 高加 检修后 投入运行。由 于 运行人员 对 设备特性不熟悉，加上规程上仅规定温升率， 对操作方 法的说明不尽详细，而抽汽电 动门 电 动只能 全开 全关， 不能实 现点 动. 运行人 员 往往仅手动 徽开抽 汽电 动门
7、 进 行高 加晚 体后， 便远操全开抽汽电动门， 造成给水温升率大大超标 ( 设计值为*5C/min),有时甚至高达 2 0 C 1 m in ， 宜 接对商 加 钥管及 焊口 造成强烈的 热 冲击， 大大形 响商 加的 正 常寿 命. 2 . 2 高加检修前停运 高加检修前停运是指在机组正常运行状态下，商加发现故障 ( 高加浦水事故除外) 后 需解列进行位修而退出 运行。同样是因为 运行人员对控制沮降 率盆视程度不够，因简化操 作程序不当 而造成沮降率过高 ( 设计值为 2 C 加玩 ) ，从而对离加钥管及娜口 产生较大的 应力。 3 . 检修工艺不当 3 . 1 检汤手段 简单 株洲电厂在
8、机组正常运行中判断高加是否发生泄璐， 一般是比 较高 加进出口 流t， 再 结合高 加疏水 水位， 给水 温度及疏水端差的 变化情况来 进行判断. 而高 加 检 修拐盖后 寻找 泄漏点，则是用水侧注水， 汽侧通压缩空气， 很据水侧气泡情况来进行到断的旅始方法。 灌水 检漏法只能 检侧出已 经发生 泄漏的的 成型 汤点， 而 根本 无法检 翻出 一 些橄 小的 初期裂 缝， 给检修后的高加运行留下隐患。由于高加内 给水压力最离 可达 1 7 .6 5 M B ， 这些斑水法 无法检侧到的徽小裂纹，很容易在高压， 冲刷及振动等恶劣工况下 迅速发展扩张， 进而形 成新的泄漏点。 此外灌水检漏法在实际
9、 操作过程中， 由 于无高温水源， 一般是 淮用凝结水( 4 0 左右) ， 而高加的温度往往因 保温及其它因 素造成检修时冷却不够， 大多在 1 0 0 以 上。 这样在灌 水检汤过程中，高加的管板及其与钢管的焊口 将经历一次急剧冷却， 产生极大的 应力，从 而对高 加形成损害。 3 . 2 堵苦工艺粗糙 株洲电 厂高加检修一般均发生在机组正常 运行过程中，由于各项用离描施不是十分有 效， 加上高加的 冷却不够， 堵管的工作环境十分恶劣， 有时环境 沮度甚至高 达 6 0 -7 0 C. 加上水室经常排水不尽， 造成堵管时的工艺， 特别是封焊这一个盆耍环节， 处理的 十分粗 糙， 极易在焊口
10、 的周围 形成一个很大的 应力分布场，给附近的 钥管及其娜口留 下脸息。 4 ， 无停运保护系统 株洲电 厂1 2 5 M W机组4台 高加自 从 投入 运行之 后， 一 直 未设It 停 运保 护系统， 使裕 高加各个部件在长期停运时容易发生氧化 及电 化腐蚀， 加剧 U型钢管及其坪口 须坏，从而 导致泄漏。 三，防治高加钢管娜渝的几点措施: 1 . 改造高 加疏水控制系统， 提高高加运行水位 鉴于 株洲电 厂 1 2 5 M W 机组的高 加疏水 控制系 统 存在着 种种 缺陷 和不足， 无 法维持高 加 的 正 常 水 位 运 行 ， 因 此 决 定 对 其 进 行 彻 底 改 造 。
11、经 过 考 察 调 研 ， 以 及 在 本 厂 连 续 排 污 扩 i 外 容器，轴封加热器上的成功试用， 最后采用了由 西安交大根据汽一液两相流原理研制生产 的 疏水自 动控制装置 ( 其具体工作原理见 “ 湖南电 力” 9 8 年第3 期本人论文 连续排污扩 容器水位自 动控制系统改造 ) 。 通过检修， 运行及经销商 ( 株洲市 索贝 科技发展有限公司) 三方的通力合作，目 前该 套装it在# 1 2机4 5高加上已 经投入运行. 其结合原疏水电 动调整门 共同会与调整， 在不同 的运行工况下， 均能维持高加的正常水位 ( 4 5 0 m m -5 5 0 m m ) 且保持称定。由 于
12、硫水水位 的提高使疏水搜盖住了 疏水冷却器的下 端入口， 朽 高 加的疏水流速减棍， 对高 加俐管管束 及疏水管道的冲刷大大减弱， 高加的安全性及经济性也因 此而有了 极大的提离。 2 . 提离运行亲质， 改普运行操作 针对运行人员 对高加投。 退过 程中 给水 温度变化率的 重视程度不够，以 及操作过于简 化等等一系列存在的问 题， 株洲电 厂有关领导及技术人员首先从提高相关运行人员的业务 素质着手， 通过一系列的技术培训后， 使得相关运行人员对高加设备特性的认识程度都有 了 较大的提高。 除此之外，生产技术部门 还加强了高加的设备管理力度， 并且修改和完普了 相应的运 行操作规程。 严格规
13、定了 在机组正常运行过程中 投， 退商 加时必须全过程手动级祖操作高 加进汽电动门 ( 高加满水事故除外) ，以 控制给水温度变化率在合格范圈之内，防止因沮度 变化率过大而产生热应力对高加造成损害. 3 .改善检修工艺 31 采用先进检泪方法 由于灌水检汤法的不精确性， 使得许多微小的初期裂纹无法枪侧裕到， 而给日 后的安 全 运行留下隐患.为 彻底解决 这一 不容乎视的问 题， 株洲电 厂目 前 采用了 一 种先进的 检侧 方法一超声波检汤法。 超声波检漏法相对灌水检漏法而言， 不仅降低了高 加检汤的劳动强度， 同时也通免了 灌水检漏法对高加产生的 热应力， 更重要的是它大大提高了 高加检幼
14、的精确度， 可以 很容 易的 将一些灌水检漏法无法检测到的微小裂纹检侧出来加以处理，以 防止这些还未形成泄 漏的裂纹继续扩张而发展成为新的 漏点。 3 . 2 提高堵管工艺 为解决高加堵管过程中， 特别是封焊环节所带来的热应力问 题，株洲电 厂采用了一种 新式的堵管工艺，既使用液压堵管机代替传统的 堵头封焊法进行堵管。由 于使用液压堵管 机在 堵管过程中 对工 作 环境的 要求不高，高 沮和水室排水 不尽对堵管工 艺的 实施都不会造 成影响，加上操作十分简单，并且可以 大大提高堵管速度，因 此很受检修人负 欢迎。 当 然，最重要的还是这种堵管工艺的质it十分可靠，株洲电 厂采用这种工艺已 堵管
15、 5 根， 所堵钥管经长期运行考验，从未发生过堵头脱落或重复泄翻等等质1t问 瓜， 而采用堵 头封焊法所堵的钢管， 却有少数焊口 在长期运行后产生裂纹， 形成重复泄汤。 4建立离加停运保养制度， 减轻离 加腐蚀。 由于株洲电厂的高加在设计安装时未考虑设置停运保养系统，因此高加的停运保养只 能 通过根据现实条 件制定一系 列保 养制度， 并严格执行这些制 度来实现。 制 度规定高 加短 期 停运时汽， 水侧分 别运用汽，水 保护， 既水侧充满给水， 汽 侧保持一定水 位， 井关闭 所 有汽侧隔离门防止空气漏入;高加长期停运时，汽，水侧分别排尽积水并充分干澡。至于 长期停运时汽，水侧充氮保护，由
16、于目 前条件不成熟， 哲时还未能实现。 四. 高加目前的运行状况: 株洲电 厂 1 2 5 M W机组的4台高 加在检修， 运行及有关技术人员的共同努力下，通过 对 其 一 系 列 的 改 造 及 对 运 行 操 作 的 改 善 提 高 1 加 上 对 检 修 工 艺 的 改 善 等 等 措 施 的 实 施 ， 目/ 少 前运行的十分正常， U型钢管爆漏故障在# 1 2 机的高加上已 再未发生 ( 琉水控制系统仅改 造了 # 1 2 机) ， 其高加投运率也上升为1 0 0 % e # 1 1 机的高加由 于疏水控制系统还未 进行改造， 高加疏水水 位偏低的问 题还继续存在， 但因其他几项措施的实施，高加的运行状况也较以 前有了 很大的改善， 其U型钢管爆漏故障发生率亦大大降低。 目 前， 有关技术人员正在进行# 1 1 机高加疏水控制系统改 造的 前期准备工作，相信通 过改造之后. 们1 机的高 加运行状况将会得到进一步的改 普。 五. 结论: 高压加热器的安全， 经济运行，对整台机组的安全性，经济性都有
