上汽300?MW亞臨界機(jī)組#3高加泄漏原因分析

黨小冬

摘 要：在文中針對上汽300 MW亞臨界汽輪機(jī)組#3高壓加熱器在停機(jī)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的換熱管破裂現(xiàn)象進(jìn)行了綜合分析，并對事故的發(fā)生經(jīng)過進(jìn)行了詳細(xì)闡述，在此基礎(chǔ)上就出現(xiàn)事故的原因進(jìn)行了綜合分析，以此為基礎(chǔ)就如何改善這種情況提出了幾點(diǎn)建議。通過實(shí)際的改進(jìn)，這種情況得到了有效的改善，為正常生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高壓加熱器 泄漏 逆流 正常疏水 危急疏水

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（b）-0041-02

上汽300 MW亞臨界汽輪機(jī)組#3高壓加熱器在機(jī)組停機(jī)過程中，極易發(fā)生換熱管破裂。針對#3高加泄漏原因分析探討積極采取應(yīng)對措施，及時消除#3高加內(nèi)漏隱患，保證機(jī)組安全運(yùn)行。該文主要針對上汽300 MW機(jī)組停機(jī)過程中#3高加頻繁泄漏現(xiàn)象進(jìn)行分析并采取應(yīng)對措施。

該汽輪機(jī)為N300-16.7/538/538型汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)制造的，為亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸、抽汽凝汽式汽輪機(jī)。該機(jī)組共設(shè)8級回?zé)岢槠?，分別供3臺高加，1臺除氧器，4臺低加。

1 事故經(jīng)過

2016年3月25日，19：00分接值長令停#5機(jī)，停機(jī)為滑參數(shù)停機(jī)。21：20機(jī)組負(fù)荷207 MW，機(jī)組開始減負(fù)荷，22：50機(jī)組負(fù)荷降至0 MW。打閘停機(jī)。

在機(jī)組負(fù)荷降至110 MW時，發(fā)現(xiàn)#3高加水位升高，水位升至+150 mm，連鎖開啟危急疏水閥疏水，待水位降至-38 mm，危急疏水閥關(guān)閉，后水位急劇升高，此后出現(xiàn)液位反復(fù)波動，初步判斷為#3高加內(nèi)部換熱管道破裂。停機(jī)后待機(jī)組冷卻后，進(jìn)行#3高加內(nèi)部管道檢查，發(fā)現(xiàn)一處管道管口破裂，焊接修復(fù)后裝復(fù)。見圖1。

2 事故原因分析

這是由于#3高加正常疏水出口在除氧器，正常運(yùn)行中是受三段抽汽壓力壓迫疏水走向較高的除氧器。但在停機(jī)過程中，三段抽汽壓力逐漸降低至0.6 MPa時，也就是在22：05分，這個壓力不能支撐正常疏水走向除氧器，此時危急疏水又沒有開啟，導(dǎo)致正常疏水管道內(nèi)的冷凝水逆流回高加內(nèi)，加上此時壓力及溫度降低過程中，在高加內(nèi)的過熱蒸汽冷卻段不斷地有冷凝水產(chǎn)生，二者疊加后導(dǎo)致水位急劇上升，在水位第一次超過+150 mm時，連鎖開啟危急疏水閥，水位急劇下降，危急疏水閥關(guān)閉，但是輸水管道內(nèi)的逆流水及過熱蒸汽冷卻段的冷凝水還在不斷增加，導(dǎo)致水位繼續(xù)上升，連鎖開啟危急疏水閥。

其次，在運(yùn)行操作上，在停機(jī)時，由于受負(fù)荷降低影響，三段抽汽壓力、溫度都在下降，導(dǎo)致正常疏水在壓力下降到0.6 MPa時，由于壓力不足導(dǎo)致疏水逆流，此時，應(yīng)關(guān)閉正常疏水，而啟動危機(jī)疏水閥進(jìn)行水位調(diào)節(jié)，控制水位在±38 mm內(nèi)，盡量不出現(xiàn)水位較大波動；但是運(yùn)行人員認(rèn)為是疏水閥開度小，疏水量不足，加大疏水閥開度進(jìn)行疏水，從此時的高加水位曲線上看，此項操作并沒有降低高加水位，水位還在持續(xù)上升，直到水位達(dá)到連啟危機(jī)疏水閥后，水位才開始降低。

最后，在22：09～22：12的3 min內(nèi)，#3高加入口蒸汽溫度從441 ℃降至335 ℃，降幅106 ℃。這是由于高加水位的第一次降低將入口管道的熱蒸汽拉至高加的過熱蒸汽冷卻段進(jìn)行冷卻，但在高加水位第二次升高時，又將此高加的過熱蒸汽冷卻段的冷卻蒸汽反壓回入口蒸汽管道，導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽溫度急劇降低。

3 改進(jìn)措施

首先，加強(qiáng)機(jī)組停機(jī)過程中的高加水位控制，盡量使水位穩(wěn)定在報警值范圍內(nèi)。在機(jī)組停機(jī)時，當(dāng)出現(xiàn)#3高加水位升高且超過報警值時，結(jié)合機(jī)組負(fù)荷、三抽壓力及水位上升速度等，確認(rèn)是因三抽壓力降低導(dǎo)致#3高加正常疏水逆流時，應(yīng)及時關(guān)閉正常疏水閥，通過調(diào)整危急疏水閥來控制水位。

其次，在停機(jī)切除高加時，高加水位盡量在正常范圍內(nèi)，且水位穩(wěn)定持續(xù)一段時間后進(jìn)行，先切斷汽側(cè)氣源，觀察高加水位、溫度及壓力穩(wěn)定后，在進(jìn)行水側(cè)切換。盡量避免水位出現(xiàn)較大波動，這是由于伴隨著水位的劇烈波動，往往會出現(xiàn)溫度、壓力等參數(shù)隨水位變化而產(chǎn)生劇烈變化，對設(shè)備性能不利，較嚴(yán)重的就會出現(xiàn)高加內(nèi)部換熱管道破裂。

最后，停機(jī)狀態(tài)下每臺機(jī)組高加的正常疏水逆流壓差都有不同，這是由于每天機(jī)組的設(shè)備布局及管道走向均有所不同，同時各廠停機(jī)參數(shù)也不完全相同，所以在理論計算后要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行總結(jié)，設(shè)置合理的操作條件，有效規(guī)避停機(jī)時#3高加正常疏水逆流產(chǎn)生?？梢酝ㄟ^觀察多次停機(jī)水位變化來確定，或進(jìn)行專項試驗來確定。建議在逆流產(chǎn)生之前關(guān)閉正常疏水閥，通過危急疏水閥來調(diào)節(jié)高加水位。

4 結(jié)語

#5機(jī)組#3高加在2015年發(fā)生內(nèi)漏3次，2016年一季度發(fā)生1次，且均發(fā)生在機(jī)組停機(jī)過程中。

之前分析認(rèn)為#3高加在所有加熱器中，汽側(cè)與水側(cè)壓差最大，因此在運(yùn)行中屬于最薄弱點(diǎn)，在汽輪機(jī)停機(jī)過程中，由于蒸汽參數(shù)及給水參數(shù)變化較為劇烈，導(dǎo)致#3高加非常容易產(chǎn)生管道破裂，是由于系統(tǒng)設(shè)計原因造成。但在之后連續(xù)不斷地出現(xiàn)多次高加內(nèi)漏后，進(jìn)一步地分析認(rèn)為，在3臺高加中，#3高加的運(yùn)行工況由于系統(tǒng)設(shè)計的原因，#3高加正常疏水是接到除氧器，比#1、2高加的正常疏水壓差大出很多，這就使得#3高加在降負(fù)荷時，由于蒸汽參數(shù)的變化，使#3高加的正常疏水無法正常進(jìn)行而產(chǎn)生逆流，在不進(jìn)行人為干預(yù)的情況下，就會出現(xiàn)#3高加水位多次劇烈波動，內(nèi)部的換熱管道由于反復(fù)多次的工況變化，而產(chǎn)生疲勞降低材料機(jī)械性能，在加上較大的汽水壓差而產(chǎn)生換熱管道破裂。

在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，根據(jù)機(jī)組設(shè)備布置情況及運(yùn)行工況，要認(rèn)真分析各高加水位變化，特別是工況較為復(fù)雜的#3高加，在機(jī)組啟停時，要根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)，理論計算加實(shí)際測算，設(shè)置合理的運(yùn)行調(diào)整方案，有效控制水位變化，穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)。

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