1、600MW 机组高加泄漏处理及原因分析郑兴华（国电山东聊城发电厂，山东省 聊城）【摘要】：本文根据现场实际情况，重点对 600MW 机组汽轮机高加泄漏的发现、处理、原因分析及防范措施进行了总结，对于其它电厂同类型高加泄漏缺陷的发现及处理具有一定的参考价值。【关键词】：600MW 机组 高加 泄漏 处理 分析1 设备介绍山东聊城发电厂一期工程装机容量为 2600MW。给水系统串联布置了三台高压加热器，该加热器是由上海动力设备有限公司引用福斯特惠特动力公司的设计制造技术并制造的，基本上为全焊装置，水室为半球形头、小开口自密封式人孔，U 型无缝碳钢管、双流程、卧式布置。主要技术参数见表 1。高加采用
2、内置三段结构，即过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段，有效地提高了回热系统的热经济性。#1、2 高加水侧共用一大旁路，入口门为三通阀；#3 高加水侧单独设旁路，入口门为三通阀，#3 高加停运时，#1、2 高加正常疏水至除氧器。图 1高加内部结构图表 1高加主要技术参数表序号 名称 单位 #1高加 #2高加 #3高加1 型号 / JG-2063-1-3 JG-2231-1-2 JG-1745-1-22 加热面积 m2 2063 2231 17453 管侧设计压力 MPa 27.5 27.5 27.54 管侧设计温度 290 265 2155 壳侧设计压力 MPa 7.47 4.73 2.076 壳
3、侧设计温度 420/290 360/265 460/2157 U型管总数 根 2634 2477 23368 管子规格 mm 16*2.11 16*2.11 16*2.119 管子与管板连接方式 / 焊接后爆胀 焊接后爆胀 焊接后爆胀10 给水流量 t/h 195411 给水入口温度 246.6 202.8 171.812 给水出口温度 279.3 246.6 202.813 蒸汽压力 MPa 6.198 3.754 1.64714 蒸汽温度 389.7 324 429.315 加热管材质 / SA556GRC-216 管板材质 / 20MnMo17 壳体材质 / SA516GR7018 生产
4、厂家 上海动力设备有限公司2 #2机组#3 高加管束泄漏处理2.1 #3高加第一次泄漏处理机组运行中，发现#1、2 机组在负荷相同的情况下，#2 机组#3 高加正常疏水阀开度比#1机组#3 高加正常疏水阀开度大，同时，#3 高加就地异音增大，并且汽前泵出口给水流量与省煤器入口流量偏差增大。综合以上现象，判断为#3 高加管束存在泄漏现象。有关参数见表 2。表 2 #1、2 机组高加参数比较表机组负荷（MW）#3高加正常疏水阀（%）#2高加正常疏水阀（%）#1高加正常疏水阀（%）#3高加水位（mm）#2高加水位（mm）#1高加水位（mm）#1 385 50-80 60 60 -1.97 -1.64
5、 10#2 385 100 65 60 0.2 38 24计划对#3 高加进行隔离检修，但由于入口门为三通阀，并且出口门也无法关闭严密，运行中无法检修高加，决定利用机组调停机会对#3 高加进行检修。机组停运后，将#3 高加汽、水侧进行隔离后，检修人员打开水侧人孔门，发现 U型管泄漏情况如下：出水侧：上部左侧第一排第 9、10 根，上部左侧第二排第 9根，上部左侧第三排第 10、11根，上部左侧第四排第 11根，下部第三排右侧第 1根，下部第四排右侧第 1根，下部第六排右侧第 1根，泄露 9根管子；进水侧；泄漏位置与出水侧位置相对称。使用内窥镜探头伸入泄漏管道内在 1.11.2 米区域拍摄照片如
6、图 2：图 2 泄漏管道内部照片处理方法：对泄漏的 9根管子严格按照检修规程规定的检修工艺进行焊接封堵，并对泄漏管子的外围一圈管子做封堵保护，共堵管 25根。检修完毕后，机组启动，#3 高加投入运行。2.2 #3高加第二次泄漏处理#3高加投入运行 3个月后，#2 机负荷 470MW，发现#3 高加正常疏水调阀接近全开的情况下水位偏高（79mm 左右） 。同时，#3 高加就地异音增大，并且汽前泵出口给水流量与省煤器入口流量偏差增大。综合以上现象，判断为#3 高加管束存在泄漏现象。由于机组运行中无法检修，决定利用机组调停机会对#3 高加进行检修。解体后发现区域 1（原堵管处）附近管子又有泄漏，有三
7、根管子原堵头冲掉，三只管孔端部部分贯通，附近三只管堵向管内退出，密封焊焊肉破裂。第一次堵管如图 3所示。图 3第一次堵管图示经与上动厂家技术人员讨论，制定处理方案如下：2.2.1 区域 1挖补区管子堵漏1 挖补区域如图 4所示：共堵管 17根，用磨削办法将挖补区挖出，深 10mm，注意挖补区周边过渡圆滑，以利于焊接。图 4 挖补区域 12 挖补区管子钻取：用多槽钻头钻管子的端头，深 54 mm，所用钻头直径与受损伤的管子外径相等。 3铰孔：用直槽扩孔铰刀铰除去全部剩余的管壁，达到要求的深度。禁用双槽麻花钻头，铰孔操作时勿损伤管板孔。4 加工堵头：使用 A3热轧非再硫化钢材料。堵头约长 38mm
8、，锥度在 0.05 mm / mm的范围内，与管孔紧配。锥形堵头的大端至少应比管孔大 0.025 mm，但不大于 0.050 mm，避免在附近管孔带造成过大应力。堵头为实心堵头。5清洁和抛光管孔和堵头：除去所有的氧化物、潮气、油脂和油污，最后的清洁工作应使用丙酮，不得使用氧化物溶剂。6 堵头压入至低于管板面 10 mm的部位，操作时要使用堵头压入工具。7 磨去受影响管孔的管孔带，使其与堵头顶部平齐。8 焊补与探伤：（a）进行低于堆焊层的焊接时，焊接区域要预热到 121。必须十分小心，避免局部过热，局部温差不超过 5683。在管板上进行焊接时，要避免电弧碰着管端或管子与管板的密封焊缝。（b）将挖
9、补区堵头和管孔带的顶部密封焊。使用直径为 2.5mm结 506焊条，逐步堆焊挖补区，堆焊完三层为止，每隔一层焊缝锤击一次。如堆焊层与管板表面齐平，切勿敲击表面焊道。在焊下道焊道前必须除去焊渣和清洁焊缝。（c）层间温升不能超出 5683，如总温升超过 139，让管板冷却至 65，但不要低于 38。（d）在整个打磨区堆焊好三层后让其冷却，并除去所有焊渣，进行着色检查。打磨和修补所显示的缺陷。（e）使用直径为 3.2mm的结 507焊条，将凹坑补焊至与管板原来的表面平齐，不要锤击表面焊道。（f）冷却焊缝，着色检查堵管焊缝，不允许有线性显示。（9）全部焊补堵管工作结束，在汽侧注 0.6MPa压缩空气打
10、压试验。2.3区域 1挖补区以外的单个漏管的堵漏共堵漏管 2根，如图 5中涂黑部分，加强堵管 10根，如图 5中部分打“”部分。技术措施如下：图 5 区域 1挖补区以外堵漏1 在离管板面 6375mm 的深处测定管子内径，用胀管器内离管板 6375mm 的管子进行冷胀，将管子内径扩大 0.127mm，以保证被堵部位的管子与管板完全贴合。2 用直槽扩孔铰刀铰刮管孔直到表面光滑，测定铰刮后管子的确切内径。3 加工管子堵头，材料为使用 A3热轧非再硫化钢材料。堵头约长 50mm，锥度 0.05 mm / mm，大端至少应比管孔大 0.025 mm，但不大于 0.050 mm，避免在附近管孔带造成过大
11、应力。在堵头大直径端打一沉孔，深为 19mm。保留最小厚度 3mm，以减少焊接时产生的应力，堵头应磨平。4 密封焊用直径 2.5mm或 3.2mm的结 506焊条，使用起弧板起弧和停弧。5 着色检查堵管焊缝，不允许有线性显示。全部焊补堵管工作结束，在汽侧注入 0.6MPa压缩空气进行打压试验，全面检查无泄漏。机组启动后，投入#3 高加运行。3原因分析3.1 冲刷侵蚀该#3 高加泄漏部位为过热蒸汽冷却段，该位置管束容易受到湿蒸汽的侵蚀。蒸汽冷却段内汽流速度较高，如果蒸汽中含有一定水分，则就容易出现侵蚀损坏。在蒸汽中含有水分的可能原因：（1）进入高加的蒸汽过热度低，在蒸汽冷却段内就出现了部分凝结（
12、 2）由于机组参数的变化，进入高加的蒸汽中含有一定的水分。 （ 3）当蒸汽冷却段中有管子泄漏时，漏出的给水会随蒸汽流动，冲蚀管束。3.2管束振动具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用下会产生振动，当激振频率与管束自然振动频率相吻合时，引起管束振动，造成管束损坏。过热蒸汽冷却段是发生管束损坏可能性最大的区域，蒸冷段壳侧是按通过过热蒸汽来设计的，汽流设计速度比较高，一般为3045m/s。有两种情况会使汽流速度大幅度增加：（1）高加超负荷，如给水温度降低，则该级高加的抽汽量就会大大增加，造成汽流速度大幅增加。 （2）蒸汽压力降低，这时抽汽量可能减少，但由于比容增大，可能使容积流量即汽流速度大大超过
13、设计值。3.3材质、工艺不良，管壁厚度不均匀，会使管束在运行中大量被损坏。3.4 管束给水入口端侵蚀入口端侵蚀是一种侵蚀和腐蚀共同作用的损坏过程，其机理是管壁金属表面形成的氧化膜被高紊流度的给水破坏并带走，最终导致管束的破损。在给水温度高于 230时，管束内壁会形成一个致密的 Fe3O4膜，它能对管壁起保护作用。但给水温度在 150180度范围内，Fe3O4 膜很不稳定，且十分疏松，极易被水冲刷掉。在 600MW负荷时，#3 高加入口给水温度为 168，由于机组负荷率的影响，经常运行在 150162范围内，因此，#3高加入口端侵蚀现象会特别明显。4防范措施加强高加下端差和汽侧水位监视，保持下端差在 5.6左右，避免高加低水位或无水位运行。加强高加运行参数监视，特别是正常疏水阀开度指示变化，在机组负荷不变的情况下，若开度增大，在排除疏水阀无堵塞后，则说明管束存在泄漏现象，应尽早停运高加查漏。检修专业利用机组调停或检修机会，加强高加汽侧查漏。参考文献：1、 火电厂给水加热器的运行、维护和检修中国电力出版社2、 集控运行规程山东中华发电有限公司聊城发电厂作者：郑兴华，国电山东聊城发电厂调运部汽机专工，毕业于山东省电力学校。地址：山东省聊城发电厂调运部联系电话：0635-8612775
