600MW超临界发电机组高压加热器泄漏分析及处理措施

广东红海湾发电有限公司 袁宏伟

高压加热器（简称“高加”）是发电厂重要的辅助设备，通过利用回热抽汽加热给水提高机组运行效率。高加发生泄露故障的频率较高，除了降低效率还有可能造成汽缸变形甚至叶片断裂等事故。

关于高压加热器的文章，倪鑫[1]以托克托电厂11号机组为例，结合高加泄漏常见因素，阐述了3号高加泄漏现象及对机组的影响，并提出了相应防范措施。文献[2]以台山电厂2号机组高压加热器的泄漏为例，说明高压加热器泄漏的现象及影响，分析高压加热器产生泄漏的原因并探讨相关的预防措施。文献[3]介绍某热电厂高压加热器泄漏的原因分析以及处理过程、处理情况，根据原因分析及运行工况制定相应防范措施。文献[4]、文献[5]研究0号高压加热器对锅炉侧运行、汽轮机侧运行及全厂运行的影响。

1 故障现象及故障分析与判定

某电厂600MW超临界机组的汽轮机是N600-24.2/566/566型号的一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。给水系统采用单元制，配备2台50%容量的汽动给水泵（简称“汽泵”），1台30%容量的电动给水泵（简称“电泵”）作为启动和备用；三台100%容量卧式高压加热器串联布置，高压加热器系统共用一个快速电动大旁路阀，以保证高压加热器退出运行时锅炉最大给水量。

正常情况下，两台汽泵流量之和大于锅炉侧给水流量，两者的偏差为过热器减温水流量、再热器减温水流量、高旁减温水流量等，且能维持一定数值。对比近4个月的流量数据，机组在同等负荷（450MW）的条件下，汽泵流量与炉侧给水偏差出现明显变大的趋势（图1）。

图1 同等负荷下（450MW）汽泵给水流量与锅炉给水流量偏差趋势

2019年12月上旬，机组AGC负荷指令555 MW，A汽泵流量1068t/h，B汽泵流量1052t/h，锅炉侧给水流量1713t/h，两汽动给水泵流量之和与锅炉侧给水流量偏差最大约450t/h。在A汽泵流量大于1050t/h后，A汽泵3号轴承振动幅值达78μm，A汽泵无法继续带高负荷，导致机组出力受限制。

汽泵流量计和锅炉给水流量计之间主要可能泄漏点有汽动给水泵再循环、高旁减温水、电泵出水电动门及出水旁路电动门、电泵中间抽头、高加本体和该给水系统管道设备上的放水排空阀等。通过现场排查，高旁减温水阀、汽泵倒暖阀、电泵出水电动门及出水旁路电动门未见内漏现象，给水系统管道设备上的放水排空阀除已确认发生内漏的阀门外，未发现新的内漏阀门，且凝坑冒水汽无明显扩大，排除原本内漏阀门泄漏量扩大的可能。分别关闭A、B汽泵再循环调整门前电动门，给水流量无明显变化，排除汽泵再循环泄漏量扩大。

通过对比近4个月的数据，发现机组2、3号高加正常疏水调整门开度有逐步变大的趋势。初步可判定为2、3号高加正常疏水调整门堵塞导致通流减小或高加存在泄漏。

2 泄漏验证

为验证是否高加泄漏和排查高加泄漏情况，在负荷允许的情况下对高加解列，解列的原则为先汽侧后水侧。

验证1号高加是否泄漏。12月上旬机组稳定在480MW负荷，准备逐步解列2号机高加汽侧。在完全退出1号高加汽侧且全关1号高加正常疏水调门和危疏调门后，1号高加水位基本稳定在-130mm左右。汽泵给水流量之和与锅炉侧给水流量偏差仍有450t/h，可排除1号高加泄漏（图2）。

图2 1号高加解列后的参数趋势图

验证2号高加是否泄漏。在完全退出2号高加汽侧且全关2号高加正常疏水调门和危疏调门后，2号高加水位基本稳定在-78mm左右。汽泵给水流量之和与锅炉侧给水流量偏差仍有450t/h，可排除2号高加泄漏（图3）。

图3 2号高加解列后的参数趋势图

验证3号高加是否泄漏。在完全退出3号高加汽侧，全关3号高加正常疏水调门且全开危疏调门后，3号高加水位仍快速上涨至高限值（CRT上显示1800mm），水位高二值开关量报警发出，现场检查高加本体水流声明显，翻板液位计显示满水。将高加进口三通阀切至旁路，关闭1号高加出水电动门后，锅炉给水流量从1330t/h快速上升至1620t/h，上涨约300t/h左右。为保持锅炉给水稳定，将A汽泵再循环调门开至20%，同时3号高加水位快速下降至-167mm。A、B汽泵给水流量之和与锅炉给水流量偏差由450t/h左右降至100t/h左右。综上判断机组3号高加水侧往汽侧泄漏，泄漏量约300t/h（图4）。

图4 3号高加解列后的参数趋势图

3 高加解列后的运行调整及高加泄漏的处理

由于机组3号高加水侧存在较大的泄漏量，在高加解列后缺陷彻底处理前需对运行方式进行调整。

高加退出后，由于汽轮机进汽量增大，机组的汽机总胀、低压缸胀差及轴向位移略有上涨，加强监视主再热蒸汽压力、汽机轴向位移、推力瓦温、机组各轴承振动、高中压缸胀差、低压缸胀差等参数，特别是在负荷变化阶段，控制相关参数不超限；控制各段抽汽压力不超过VWO工况对应抽汽压力值，防止叶片过负荷产生断裂，2号机负荷限高至570MW。

高加退出后锅炉给水温度下降约90℃，汽水分离器出口过热度降低，主蒸汽温度控制较难。可适当降低锅炉中间点温度运行，加强炉膛吹灰，防止锅炉过热器金属壁温超限；高加解列后，一段和三段抽汽逆止门前疏水气动门、各高加连续排汽一次手动门保持关闭，运行中加强监视各段抽汽管壁上下温度。该温度明显降低或偏差大于45℃时，开启该抽汽逆止门前疏水气动门，待温度偏差小于30℃以内再关闭相关疏水门；高加退出后，影响机组的经济性且凝泵出水量增大，加强监视除氧器水位及凝结水泵运行情况。

12月下旬机组停运，处理3号高加泄漏缺陷：利用压缩空气从3号高加就地水位计排污门处接入，汽侧压力控制在0.3MPa以上，用肥皂水对3号高加水室进行查漏，9根钢管有不同程度的泄漏。堵漏采用面堵漏的方式，渗漏管道采用单根管道堵漏，用专用工具将有泄漏记号的管道管口管口及管板清理光洁，可见金属光泽。加工专用堵头，用手锤将专用堵头打入泄漏U型管处，焊接后进行着色检查，确定焊接合格。堵漏完成后，利用压缩空气和肥皂水再次进行查漏。

经验：重要设备的缺陷检查很重要。应制定机组检修计划，定期安排对高加系统进行涡流探伤，根据探伤情况进行合理封堵；在启停机过程中应控制给水温升速度，防止温度变化率过大；在机组正常运行中应保证高加水位在正常值，同时控制好给水压力波动在合理范围内。