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摘 要：高压加热器是火电厂汽轮机系统的主要辅助设备，对降低能耗、提高电厂热效率起着重要作用。高压加热器漏泄严重影响电厂正常运行。本文对高压加热器漏泄产生的原因进行分析并結合实际工况提出防止措施，为预防漏泄提供指导。
关键词：高压加热器；管系漏泄；分析 高压加热器（简称高加）是火力发电厂汽轮机系统中重要的辅助设备，是主要利用汽轮机的抽汽来加热锅炉给水进而使得给水达到所需温度的装置。某电厂现有6台国产200MW热电联产机组，汽轮机为超高压中间再热三缸双抽两排汽单轴凝汽式，每台机组配有两台高压加热器。高压加热器的稳定运行对于降低燃料消耗、提高电厂热效率、提高机组经济性及保证机组的安全运行有着重要作用。
如果高压加热器发生故障停运，锅炉的给水只能通过旁系管道进入，给水温度将大幅降低，锅炉的水冷壁管也可能由于超温而受到损坏，从而导致煤耗增加，发电效率降低。因此，高压加热器的运行状况受到广泛重视。
1 高压加热器原理及规范
200MW机组常用的高压加热器为卧式U型高压加热器，主要由管侧和壳侧两大部分组成，包括给水进出口、疏水出口、疏水冷却段、凝结段、危急疏水出口、上级疏水进口、管束、过热蒸汽冷却段、蒸汽进口机给水出口等。
管侧段的流程为：给水首先由给水进口流入高压加热器的U形管，然后通过疏水冷却段、凝结段及过热蒸汽冷却段三个传热区域进入水室，再从给水出口流出；壳侧段的流程为：汽轮机抽汽由蒸汽进口进入高压加热器，然后通过过热蒸汽冷却段、凝结段及疏水冷却段三个区域从疏水出口流出高压加热器的壳体部分。
2 高压加热器漏泄现象及危害
2.1高压加热器的漏泄现象
（1）高加水位波动异常，高加水位高信号报警；
（2）高加端差增大，远高于正常值，正常疏水水位无法保持，给水温度降低；
（3）高加事故疏水阀开度明显增大甚至打开，内部有类似水冲刷的漏泄声；
（4）给水泵转速增加，给水流量增大，其原因是由于高加漏泄，水侧大量漏入汽侧并通过疏水逐级自流导入除氧器。
（5）相同负荷工况下，给水流量明显增大，其原因是由于高加漏泄导致传热恶化从而造成了给水温度的降低。
（6）高加运行过程中若不是由于保护误动及高加疏水不畅的原因而发生突然解列的现象，则必然是由于漏泄导致。
2.2高压加热器漏泄危害
（1）高加漏泄会导致其漏泄管周围正常的管束受到高压水的冲刷、冲击而导致破坏漏泄，受损管束数量增加，从而加剧漏泄程度；
（2）高加漏泄时随着水位的急剧增高，若不及时采取保护措施，待水位淹没抽气管的进口，蒸汽带水将返回到蒸汽管道甚至进入汽缸从而造成汽轮机水击事故；
（3）高加漏泄导致解列时，随着给水温度的降低，为保持负荷不变需增加燃煤量及风机处的出力，从而造成炉膛过热，汽温升高，标准煤耗增加，机组热耗率增加进而引起厂用电量的增加；
（4）高加漏泄导致停运时会引起汽轮机末几级蒸汽流量的增加从而加剧叶片的腐蚀，还会使得锅炉壁温度超过极限值，抽汽口各级叶片轴向推力增加。若高加漏泄时间过长，会严重影响高加的投入率及电厂的发电量。
3 高压加热器漏泄原因分析
导致高压加热器漏泄的原因主要从材料本身问题、工程人员检测问题及高加运行环境几个方面进行分析，其中材料自身问题是最主要原因。导致材料自身漏泄的原因主要有管子材质、冲刷、振动、腐蚀和超压等几个方面，此外，运行环境的恶劣及检修过程中的失误也可能导致高加的漏泄。
（1）材质
管子材质不良，管壁薄厚不均时，若遇到高压加热器工作状况异常，就可能导致劣质管子发生漏泄。
（2）冲刷
管子的外壁受到汽水两相流的冲刷，逐渐变薄从而发生穿孔或受到给水的压力而引起鼓破，若高加内部已有管子发生损坏并导致漏泄，则给水将从漏泄口冲出并冲刷破坏附近的管子或者隔板从而导致给水压力的降低及锅炉给水的减少，若发现管子有漏泄应及时停运并检修以降低损伤程度。
（3）振动
通过高加管子内部的蒸汽流速严重超出设计值时管子会发生振动，若激振频率等于或接近管子自身的固有频率则会由于共振而引起管子的破裂损坏。蒸汽流速严重超标的原因在于进入高加的给水温度偏低，此时为了保证足够的热量则需加大进入高加的蒸汽量从而引起管子共振，共振也会引起管子外壁与隔板管孔的摩擦从而使管子变薄，然后在高压水的作用下管子会发生破裂。
（4）腐蚀
当给水中的溶解氧过高或声值过低时会使得高加管子的内壁受到腐蚀，此外当高加运行过程中若空气排放不完全或者高加停运时仍不断有蒸汽漏入则会使得高加管子的外壁受到腐蚀。
（5）超压
若高加水侧压力过高，而水侧又未安装安全门，此时过高的压力会使得管子发生鼓胀变粗甚至开裂，低负荷运行时锅炉给水调节门的开度较小，无法通过调整压头低的给水泵运行将使得高加长时间处于高压力下运行，运行过程中负荷的突变或者紧急熄火时易发生此类情况。
除材料自身的各种问题外，高加恶劣的运行环境也会加剧管子的破坏，此外在检修过程中，若没有及时对漏泄管子周围进行保护性的堵管及补焊，则会因残余应力过大而导致焊口漏泄。
4 高压加热器漏泄防止措施
结合高压加热器漏泄的现象及原因分析，漏泄的防止可以从以下几方面着手。
（1）设置完善的放空气系统，在高加投运初期，水侧、汽侧应排净空气，若发现高压加热器的水位出现了明显的上升并且水泵出力异常增大，这就表明高加已经产生了漏泄现象，此时应尽快停止使用以防因漏泄喷出的高压水柱的冲击而导致漏泄管束增加。
（2）加强机组启动过程中的水汽监督，定期化验，合理使用排污系统。高加加热器运行过程中应保持合适的补水率，严格控制加热器的水位严禁无水干烧，一般将水位设定在量程的1/3处。
（3）在机组的启动或停运过程中，应保持高加水侧和汽侧压力、温度及流量的平稳变化以防止高加内部产生热应力而变形。虽然高加可以在设定的极限压力和温度下的不用压力及温度状况下运行，但为了保证设备长期的正常安全运行，使用过程中需避免压力和温度的骤然变化。
（4）在机组甩负荷及高加紧急停运时，应根据停用时间的长短，分别采用充水、充汽或者充氮等防腐措施，尽可能地使高加随机滑启滑停值运行，并立即切断高加汽侧和水侧，检查抽汽逆止阀、电动门是否已关严，防止蒸汽继续进入壳体对不流动的给水进行加热从而引起管子的变形，切断给水后可以避免抽汽消失后给水快速冷却管板而导致的管口焊缝产生热应力变形。
（5）高加停运检修时，要对每根管子进行探伤和水压试验等检测，对于存在漏泄的端口要进行补焊，并进行适当的热处理，消除热应力。对于管子本身的漏泄，要先查清管束漏泄的形式及位置，并选用合适的堵管工艺，将被堵管的端头部位要进行良好的处理。
5 结论
为确保火力发电厂机组的经济运行，各高加均应投入运行。如果由于故障必须停用高加时，应当按照机组规定的高加停用台数和负荷的关系，或者根据汽轮机抽汽压力来确定机组的允许最大出力。预防高压加热器漏泄是火电厂汽机运行专业一项系统工程，需要结合实际工况对漏泄原因进行细致分析，对预防措施加以改进和提高。运行人员要规范操作方法，检修人员要提高工艺水平，加强设备维护和保养，确保高加正常投运，减少高加漏泄给电厂带来的损失，提高汽轮发电机组运行的可靠性和经济性。
关键词：高压加热器；管系漏泄；分析 高压加热器（简称高加）是火力发电厂汽轮机系统中重要的辅助设备，是主要利用汽轮机的抽汽来加热锅炉给水进而使得给水达到所需温度的装置。某电厂现有6台国产200MW热电联产机组，汽轮机为超高压中间再热三缸双抽两排汽单轴凝汽式，每台机组配有两台高压加热器。高压加热器的稳定运行对于降低燃料消耗、提高电厂热效率、提高机组经济性及保证机组的安全运行有着重要作用。
如果高压加热器发生故障停运，锅炉的给水只能通过旁系管道进入，给水温度将大幅降低，锅炉的水冷壁管也可能由于超温而受到损坏，从而导致煤耗增加，发电效率降低。因此，高压加热器的运行状况受到广泛重视。
1 高压加热器原理及规范
200MW机组常用的高压加热器为卧式U型高压加热器，主要由管侧和壳侧两大部分组成，包括给水进出口、疏水出口、疏水冷却段、凝结段、危急疏水出口、上级疏水进口、管束、过热蒸汽冷却段、蒸汽进口机给水出口等。
管侧段的流程为：给水首先由给水进口流入高压加热器的U形管，然后通过疏水冷却段、凝结段及过热蒸汽冷却段三个传热区域进入水室，再从给水出口流出；壳侧段的流程为：汽轮机抽汽由蒸汽进口进入高压加热器，然后通过过热蒸汽冷却段、凝结段及疏水冷却段三个区域从疏水出口流出高压加热器的壳体部分。
2 高压加热器漏泄现象及危害
2.1高压加热器的漏泄现象
（1）高加水位波动异常，高加水位高信号报警；
（2）高加端差增大，远高于正常值，正常疏水水位无法保持，给水温度降低；
（3）高加事故疏水阀开度明显增大甚至打开，内部有类似水冲刷的漏泄声；
（4）给水泵转速增加，给水流量增大，其原因是由于高加漏泄，水侧大量漏入汽侧并通过疏水逐级自流导入除氧器。
（5）相同负荷工况下，给水流量明显增大，其原因是由于高加漏泄导致传热恶化从而造成了给水温度的降低。
（6）高加运行过程中若不是由于保护误动及高加疏水不畅的原因而发生突然解列的现象，则必然是由于漏泄导致。
2.2高压加热器漏泄危害
（1）高加漏泄会导致其漏泄管周围正常的管束受到高压水的冲刷、冲击而导致破坏漏泄，受损管束数量增加，从而加剧漏泄程度；
（2）高加漏泄时随着水位的急剧增高，若不及时采取保护措施，待水位淹没抽气管的进口，蒸汽带水将返回到蒸汽管道甚至进入汽缸从而造成汽轮机水击事故；
（3）高加漏泄导致解列时，随着给水温度的降低，为保持负荷不变需增加燃煤量及风机处的出力，从而造成炉膛过热，汽温升高，标准煤耗增加，机组热耗率增加进而引起厂用电量的增加；
（4）高加漏泄导致停运时会引起汽轮机末几级蒸汽流量的增加从而加剧叶片的腐蚀，还会使得锅炉壁温度超过极限值，抽汽口各级叶片轴向推力增加。若高加漏泄时间过长，会严重影响高加的投入率及电厂的发电量。
3 高压加热器漏泄原因分析
导致高压加热器漏泄的原因主要从材料本身问题、工程人员检测问题及高加运行环境几个方面进行分析，其中材料自身问题是最主要原因。导致材料自身漏泄的原因主要有管子材质、冲刷、振动、腐蚀和超压等几个方面，此外，运行环境的恶劣及检修过程中的失误也可能导致高加的漏泄。
（1）材质
管子材质不良，管壁薄厚不均时，若遇到高压加热器工作状况异常，就可能导致劣质管子发生漏泄。
（2）冲刷
管子的外壁受到汽水两相流的冲刷，逐渐变薄从而发生穿孔或受到给水的压力而引起鼓破，若高加内部已有管子发生损坏并导致漏泄，则给水将从漏泄口冲出并冲刷破坏附近的管子或者隔板从而导致给水压力的降低及锅炉给水的减少，若发现管子有漏泄应及时停运并检修以降低损伤程度。
（3）振动
通过高加管子内部的蒸汽流速严重超出设计值时管子会发生振动，若激振频率等于或接近管子自身的固有频率则会由于共振而引起管子的破裂损坏。蒸汽流速严重超标的原因在于进入高加的给水温度偏低，此时为了保证足够的热量则需加大进入高加的蒸汽量从而引起管子共振，共振也会引起管子外壁与隔板管孔的摩擦从而使管子变薄，然后在高压水的作用下管子会发生破裂。
（4）腐蚀
当给水中的溶解氧过高或声值过低时会使得高加管子的内壁受到腐蚀，此外当高加运行过程中若空气排放不完全或者高加停运时仍不断有蒸汽漏入则会使得高加管子的外壁受到腐蚀。
（5）超压
若高加水侧压力过高，而水侧又未安装安全门，此时过高的压力会使得管子发生鼓胀变粗甚至开裂，低负荷运行时锅炉给水调节门的开度较小，无法通过调整压头低的给水泵运行将使得高加长时间处于高压力下运行，运行过程中负荷的突变或者紧急熄火时易发生此类情况。
除材料自身的各种问题外，高加恶劣的运行环境也会加剧管子的破坏，此外在检修过程中，若没有及时对漏泄管子周围进行保护性的堵管及补焊，则会因残余应力过大而导致焊口漏泄。
4 高压加热器漏泄防止措施
结合高压加热器漏泄的现象及原因分析，漏泄的防止可以从以下几方面着手。
（1）设置完善的放空气系统，在高加投运初期，水侧、汽侧应排净空气，若发现高压加热器的水位出现了明显的上升并且水泵出力异常增大，这就表明高加已经产生了漏泄现象，此时应尽快停止使用以防因漏泄喷出的高压水柱的冲击而导致漏泄管束增加。
（2）加强机组启动过程中的水汽监督，定期化验，合理使用排污系统。高加加热器运行过程中应保持合适的补水率，严格控制加热器的水位严禁无水干烧，一般将水位设定在量程的1/3处。
（3）在机组的启动或停运过程中，应保持高加水侧和汽侧压力、温度及流量的平稳变化以防止高加内部产生热应力而变形。虽然高加可以在设定的极限压力和温度下的不用压力及温度状况下运行，但为了保证设备长期的正常安全运行，使用过程中需避免压力和温度的骤然变化。
（4）在机组甩负荷及高加紧急停运时，应根据停用时间的长短，分别采用充水、充汽或者充氮等防腐措施，尽可能地使高加随机滑启滑停值运行，并立即切断高加汽侧和水侧，检查抽汽逆止阀、电动门是否已关严，防止蒸汽继续进入壳体对不流动的给水进行加热从而引起管子的变形，切断给水后可以避免抽汽消失后给水快速冷却管板而导致的管口焊缝产生热应力变形。
（5）高加停运检修时，要对每根管子进行探伤和水压试验等检测，对于存在漏泄的端口要进行补焊，并进行适当的热处理，消除热应力。对于管子本身的漏泄，要先查清管束漏泄的形式及位置，并选用合适的堵管工艺，将被堵管的端头部位要进行良好的处理。
5 结论
为确保火力发电厂机组的经济运行，各高加均应投入运行。如果由于故障必须停用高加时，应当按照机组规定的高加停用台数和负荷的关系，或者根据汽轮机抽汽压力来确定机组的允许最大出力。预防高压加热器漏泄是火电厂汽机运行专业一项系统工程，需要结合实际工况对漏泄原因进行细致分析，对预防措施加以改进和提高。运行人员要规范操作方法，检修人员要提高工艺水平，加强设备维护和保养，确保高加正常投运，减少高加漏泄给电厂带来的损失，提高汽轮发电机组运行的可靠性和经济性。