200MW机组高压加热器投入率偏低的原因分析及建议

何东荣

(广东韶关发电厂,   广东   韶关   512132)

【摘 要】本文对广东韶关发电厂200MW机组高加投入率偏低问题的进行了多方面的原因分析，并就如何提高高加投入率提出了相应的对策措施。

【关键词】高压加热器；   泄漏；   高加投入率；     温升率；   温降率；   换热

0   概况

广东韶关发电厂＃8、9机是哈尔滨汽轮机厂生产的N200—130/535/535型汽轮机，它是一次中间再热、凝汽式单轴三缸三排汽汽轮机，所配用的给水高压加热器是（以下简称高加）GJ-550型立式U形管式加热器，配有外置式ZL－50型蒸气冷却器和SL－90型疏水冷却器，高加系统如图1所示。

1   存在的问题

近几年来，由于高加泄漏现象增加，为及时消除泄漏现象，高加常被迫退出运行进行检修，又由于高加解列困难，导致检修工期延长，上述两方面的因素直接降低了高加投入率，严重影响了机组负荷、效率及发电标准煤耗。今年上半年，高加投入率只有87%，以机组年运行10个月即7200小时计，则高加相对机组每年少运行13%×7200＝936小时。以退出高加运行，机组少带的负荷为20MW/小时，机组平均运行负荷180MW/小时计，则2台机组每年因高加停运少发电936小时×2×20MW/小时＝37440MW，相当于1台200MW机组少运行8.6天。200MW机组高加退出运行发电标准煤耗增多8.3g/kw.h，则2台机组每年多耗标准煤936×2×18×10⁴ kw.h ×8.3g/kw.h＝2796.8t，以每吨标煤 350元计，则2台机每年多消耗生产成本97.9万元，由此可见高加退出运行造成发电经济性明显降低。

2                   高加投入率偏低的原因分析

1、 加泄漏频繁

高加泄漏的原因是多方面的，主要原因是投入与停运方式不当，使高加换热管泄漏机会增大。＃8机3台高加：在20次泄漏中有3次是旧焊缝泄漏，17次是换热管泄漏，分别占15%和85%，可见大多数情况是换热管泄漏。

高加投入与退出是容器压力和温度交变的过程，我厂＃8、9机高加系统不是随机起动和随机滑停的，而是在负荷升至60MW-80 MW时才投高加，负荷降至60MW-80 MW时才退出高加运行。在投入与退出高加时，高加给水温升温降经常超标。特别是锅炉灭火处理过程中，给水温度在减负荷阶段3－4分钟内从240℃降至160－170℃，温降率达17.5℃/分；在加负荷阶段4－5分钟从160－170℃升至240℃，温升率达14℃/分，而根据厂家与部颁高加运行规定要求，高加给水最大温升不得超过3－5℃/分，高加给水最大温降不得超过1.7℃/分，而我厂由于缺少必要的管理手段，在投入与停运高加时，高加给水温升温降经常超标，远远超过规定要求。该运行方式使高加换热管壁承受很大的温差而产生热应力，特别是胀口部位和旧焊缝部位，承受的应力更大。从实际情况看，高加泄漏都是发生在机组起停时，可见高加投停方式是引起高加泄漏的主要原因。

2、投高加时注水速度太快，降低了换热管的使用寿命，增大了泄漏机会

按规定要求对停运后的高加重新投运注水时应缓慢进行，给换热管一个暖管时间，然后再按一定速度来注水，以减小温差应力和冲击力，但我厂运行人员在对停运后高加注水时，为缩短注水时间，一开始注水时，就全开注水门，快速注水，此时高加换热管承受很大温差和压差产生巨大的热应力和冲击力，特别是换热管胀口部位，承受的应力更大，因胀口部位管壁本来就薄，再加上管板较厚，管板与钢管膨胀、收缩不一致，热应力因此而产生，经过长期反复的热应力积聚，管壁疲劳，强度减弱，积累到一定程度管壁便被冲蚀击穿而泄漏，该情况在高加堵管较多时影响更大。

2、 高加解列困难，延长了检修工期，推迟了高加的及时投入

主要原因有：1）阀门关不严，这既有阀门本身质量问题，也有检修质量问题，实际生产中常因阀门关不严而导致高加汽水系统难以快速隔离，如＃8机高加在最近的一次检修中，因进汽门内漏，解列后的第三天，高加水室内温度依然在100℃左右，检修工期因此而延长数天。

2）运行操作方面：在解列高加时，因部分运行人员经验不足或责任心不强，常使高加汽水系统阀门开关不到位，漏关阀门的现象时有发生，从而使高加解列时间延长，进而使检修工期延长。

3）天气原因：夏天环境温度高，高加汽水系统解列后，容器内温降慢，检修人员无法进入容器内作业，为及时消除缺陷，必须先用压缩空气吹扫容器，以使容器温降加快，检修工期因此而延长。

4、焊接质量差，增加了检修工期，降低了高加投入率

高加泄漏堵管时，因换热管材质为不锈钢，堵管后需对堵头与管接合处四周进行补焊，以使堵头牢固堵住管口。在高加筒体内补焊时，焊接空间狭小，焊接所产生的浓烟无法及时排出，焊接人员作业环境差，再加上部分焊工施工技术差或责任心不强，马虎了事，因此焊接质量没有保证，使旧焊缝泄漏的机会增大，＃8机3台高加在20次泄漏中有3次是旧焊缝泄漏，17次是换热管泄漏，旧焊缝泄漏占高加泄漏率的15%，可见在高加堵漏工作中，焊接质量较大程度地影响着高加的投入率。

5、管壁积垢，热阻和热应力增大，降低了换热管使用寿命

管壁清洁程度也会影响管子的使用寿命，生产实际表明，给水温度已达不到设计值，设计值为240℃，实际平均值只有220℃，最低时只有205.3℃，给水温度进出水温差减小，表明管壁积垢严重，换热效果变差，管内给水流通受阻，积垢部位管壁内外的温差增大，热应力也因此增大，经过一定时间的积累，该部位管壁疲劳，强度和硬度降低，在热应力、冲击力以及磨擦力的多重作用下被击穿而产生泄漏。正因为如此，从实际情况来看，泄漏部位多在胀口部位（管板与钢管结合处）和积垢严重部位。

3   建议

1、改变高加投入与停运方式，采用随机启动与随机滑停

采用随机启动与随机滑停的运行方式，可以降低高加投入与退出的温升和温降率，具体做法是：在机组启动过程中，高加从汽机冲转至满负荷随机启动，从满负荷至机组解列高加一直随机运行，只是将高加疏水转不上除氧器时转至低加。我厂＃8、＃9机高加是可以随机启动与停运的，在以前的开机过程中已得到证明，但由于运行人员长期以来的习惯性行为，高加一直未能随机启动。

2、重新制订锅炉灭火、紧急停机时高加的投停措施

重新制订措施，在锅炉灭火、紧急停机时立即切断进入高加的汽水，不使高加急剧冷却或加热，避免大的热应力产生。待机组运行正常后才按要求重新暧管、投入。

3、及时更换堵管率超标的高加容器

实际统计数据表明，韶关发电厂＃8、＃9机疏水冷却器容器堵管率均超过15%的允许值，为避免换热管和旧焊缝泄漏的恶性循环建议更换之，从而达到提高高加投入率的目的。

  4、及时清洗高压加热器换热管

清洗高压加热器换热管，可以清除管内沉积物，降低换热管积垢部位内外的温差应力和热应力，减少换热管泄漏机会，进而提高高加投入率。清洗方式可以采用物理清洗或化学清洗方式，目前该两种清洗方式在技术上已很成熟，在发电厂中应用较多。

5、提高检修质量

提高检修质量，包括热控、动力机械、焊接检修质量。在热控检修方面，主要是高加水位计自动保护装置的检修；动力机械检修方面主要是高加汽水系统阀门和管路检修；焊接主要指堵漏时的焊接以及汽水管路的焊接。如果以上三方面的检修质量和检修工艺有保证，无重复性检修现象和欠维修现象发生，认真对待每一个环节，则会降低高加系统缺陷发生率，提高高加投入率。

6、加强培训，建立相应的监督考核机制，缩短高加系统解列时间

对相关运行人员和检修人员进行培训，让他们认识到高加投入率的重要意义，明白自己所做工作的重要性，并对不规范性操作，如解列高加时开关阀门不到位、漏关阀门、投运高加时注水速度过快，以及焊接质量差等现象实行必要的监督和考核，以规范运行操作，从而达到缩短高加解列时间、提高高加投入率的目的。

4   结论

高加投入率是发电机组一项重要的节能指标，投入率高低直接关系到机组的负荷、效率及发电标准煤耗。高加投入率高低关系到许多方面，其中环境因素不可避免，我们只能从检修和运行角度多想办法，建立适当的监督、考核和激励机制，充分调动相关人员的积极性，齐心协力地提高高加投入率。