上汽300?MW亚临界机组#3高加泄漏原因分析

党小冬

摘 要：在文中针对上汽300 MW亚临界汽轮机组#3高压加热器在停机过程中经常出现的换热管破裂现象进行了综合分析，并对事故的发生经过进行了详细阐述，在此基础上就出现事故的原因进行了综合分析，以此为基础就如何改善这种情况提出了几点建议。通过实际的改进，这种情况得到了有效的改善，为正常生产奠定了基础。

关键词：高压加热器 泄漏 逆流 正常疏水 危急疏水

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0041-02

上汽300 MW亚临界汽轮机组#3高压加热器在机组停机过程中，极易发生换热管破裂。针对#3高加泄漏原因分析探讨积极采取应对措施，及时消除#3高加内漏隐患，保证机组安全运行。该文主要针对上汽300 MW机组停机过程中#3高加频繁泄漏现象进行分析并采取应对措施。

该汽轮机为N300-16.7/538/538型汽轮机是上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造的，为亚临界、一次中间再热、高中压合缸、双缸双排汽、单轴、抽汽凝汽式汽轮机。该机组共设8级回热抽汽，分别供3台高加，1台除氧器，4台低加。

1 事故经过

2016年3月25日，19：00分接值长令停#5机，停机为滑参数停机。21：20机组负荷207 MW，机组开始减负荷，22：50机组负荷降至0 MW。打闸停机。

在机组负荷降至110 MW时，发现#3高加水位升高，水位升至+150 mm，连锁开启危急疏水阀疏水，待水位降至-38 mm，危急疏水阀关闭，后水位急剧升高，此后出现液位反复波动，初步判断为#3高加内部换热管道破裂。停机后待机组冷却后，进行#3高加内部管道检查，发现一处管道管口破裂，焊接修复后装复。见图1。

2 事故原因分析

这是由于#3高加正常疏水出口在除氧器，正常运行中是受三段抽汽压力压迫疏水走向较高的除氧器。但在停机过程中，三段抽汽压力逐渐降低至0.6 MPa时，也就是在22：05分，这个压力不能支撑正常疏水走向除氧器，此时危急疏水又没有开启，导致正常疏水管道内的冷凝水逆流回高加内，加上此时压力及温度降低过程中，在高加内的过热蒸汽冷却段不断地有冷凝水产生，二者叠加后导致水位急剧上升，在水位第一次超过+150 mm时，连锁开启危急疏水阀，水位急剧下降，危急疏水阀关闭，但是输水管道内的逆流水及过热蒸汽冷却段的冷凝水还在不断增加，导致水位继续上升，连锁开启危急疏水阀。

其次，在运行操作上，在停机时，由于受负荷降低影响，三段抽汽压力、温度都在下降，导致正常疏水在压力下降到0.6 MPa时，由于压力不足导致疏水逆流，此时，应关闭正常疏水，而启动危机疏水阀进行水位调节，控制水位在±38 mm内，尽量不出现水位较大波动；但是运行人员认为是疏水阀开度小，疏水量不足，加大疏水阀开度进行疏水，从此时的高加水位曲线上看，此项操作并没有降低高加水位，水位还在持续上升，直到水位达到连启危机疏水阀后，水位才开始降低。

最后，在22：09～22：12的3 min内，#3高加入口蒸汽温度从441 ℃降至335 ℃，降幅106 ℃。这是由于高加水位的第一次降低将入口管道的热蒸汽拉至高加的过热蒸汽冷却段进行冷却，但在高加水位第二次升高时，又将此高加的过热蒸汽冷却段的冷却蒸汽反压回入口蒸汽管道，导致管道内蒸汽温度急剧降低。

3 改进措施

首先，加强机组停机过程中的高加水位控制，尽量使水位稳定在报警值范围内。在机组停机时，当出现#3高加水位升高且超过报警值时，结合机组负荷、三抽压力及水位上升速度等，确认是因三抽压力降低导致#3高加正常疏水逆流时，应及时关闭正常疏水阀，通过调整危急疏水阀来控制水位。

其次，在停机切除高加时，高加水位尽量在正常范围内，且水位稳定持续一段时间后进行，先切断汽侧气源，观察高加水位、温度及压力稳定后，在进行水侧切换。尽量避免水位出现较大波动，这是由于伴随着水位的剧烈波动，往往会出现温度、压力等参数随水位变化而产生剧烈变化，对设备性能不利，较严重的就会出现高加内部换热管道破裂。

最后，停机状态下每台机组高加的正常疏水逆流压差都有不同，这是由于每天机组的设备布局及管道走向均有所不同，同时各厂停机参数也不完全相同，所以在理论计算后要结合实际运行情况进行总结，设置合理的操作条件，有效规避停机时#3高加正常疏水逆流产生。可以通过观察多次停机水位变化来确定，或进行专项试验来确定。建议在逆流产生之前关闭正常疏水阀，通过危急疏水阀来调节高加水位。

4 结语

#5机组#3高加在2015年发生内漏3次，2016年一季度发生1次，且均发生在机组停机过程中。

之前分析认为#3高加在所有加热器中，汽侧与水侧压差最大，因此在运行中属于最薄弱点，在汽轮机停机过程中，由于蒸汽参数及给水参数变化较为剧烈，导致#3高加非常容易产生管道破裂，是由于系统设计原因造成。但在之后连续不断地出现多次高加内漏后，进一步地分析认为，在3台高加中，#3高加的运行工况由于系统设计的原因，#3高加正常疏水是接到除氧器，比#1、2高加的正常疏水压差大出很多，这就使得#3高加在降负荷时，由于蒸汽参数的变化，使#3高加的正常疏水无法正常进行而产生逆流，在不进行人为干预的情况下，就会出现#3高加水位多次剧烈波动，内部的换热管道由于反复多次的工况变化，而产生疲劳降低材料机械性能，在加上较大的汽水压差而产生换热管道破裂。

在实际运行当中，根据机组设备布置情况及运行工况，要认真分析各高加水位变化，特别是工况较为复杂的#3高加，在机组启停时，要根据系统特点，理论计算加实际测算，设置合理的运行调整方案，有效控制水位变化，稳定运行参数。

参考文献

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[2] 梁娜，丁常富，丁振宇.基于概率神经网络的高压加热器故障诊断及仿真[J].发电设备，2010（2）：97-100.

[3] 李飞舟，王翔.高压加热器运行故障分析及对策[J].科技创新与应用，2015（3）：120.