高压加热器安全经济运行探讨

高伟

摘要：高压加热器是火电厂运行系统中非常重要的设备构成之一，同时也是各类故障的高发区域。已有数据中统计认为：火电厂中高压加热器因各种原因所出现的故障仅仅低于锅炉四管故障，占到了整个火电厂设备运行故障近1/3的比例。基于此，本文主要对高压加热器安全经济运行进行分析探讨。

关键词：高压加热器;安全经济运行

1、高压加热器系统流程及参数

华能南京热电有限公司现有两台汽轮机为抽汽背压式，型号：CB50-10/565/2.6/1.6，型式为单缸、单轴、抽汽、反动、其设计点为额定抽汽工况：主汽进汽压力10 MPa，温度565℃，流量480t/h;中压抽汽压力2.6 MPa，流量85 t/h;排汽压力1.6 MPa，于2017年12月完成两台汽轮机“72+24h”试运行后正式投入商业运行。

华能南京热电每台机组配两台100%容量的单列、立式高压加热器。当任一台高加水侧故障时，两台高加同时从系统中退出，给水通过三通阀快速切换至旁路供锅炉。高加疏水正常运行时#1高加→#2高加→除氧器。启、停机组和事故状况下，高加疏水经危急疏水输至定排扩容器。投入商业化运行后，2台机组的高加运行中多次出现高加正常疏水调节阀堵塞情况，在此对并通过调节阀堵塞情况的分析，降低风险，并提出了高加经济运行的方法。

2、高加正常疏水调节阀堵塞情况处理

#1机自2017年04月16日并网以来已运行近一年时间，从7月开始#1机高加正常疏水调门开度缓慢由52%上升至85%，严重影响高加正常运行。

根据汽泵出口流量和锅炉进口流量比对，以及#2高加正常疏水门开度变化参数综合考虑，认定为#1高加正常疏水调门问题。根据趋势图可以看出，为维持设定的水位，#1高加调门开度持续增大，严重影响了高加及机组的安全运行。11月13日，运行调整将#1机#1高加单独隔离，检修处理#1高加正常疏水调门问题。经检修解体后发现，该门通流部分孔洞结垢严重，调门套筒网孔均被部分或全部堵塞，通流面积明显降低。

从套筒网孔中清理出大量的粉末状黑色固体，虽未送样化验，但根据其他电厂调门堵塞物质分析来看，该物质可能为磁性氧化铁Fe?O?粉末。处理过后的疏水调门开度恢复至35%，但是经过一段时间的运行，#1高加正常疏水调门的开度又在缓慢的上升，再度面临隔离检修的过程，大大降低了机组运行的稳定性和经济性。

3、原因分析

高加管束泄露的原因概括起来主要有以下几方面：

调门结构及笼式套筒材料的调查调阀及阀笼套材质为有磁性的420不锈钢，具有较好的耐蚀性、韧性和防锈性能。笼罩内有两圈网孔，呈一定角度均匀布置，行间距大约4.5mm，共40孔，孔径约5mm。因为材质具有磁性，孔径较小，均匀布置的圆型降噪孔形成磁场产生磁力，极易吸附系统内的磁性Fe?O?粉末，吸附磁性Fe3O4粉末是一个逐渐发展的过程，最终会造成孔洞完全堵塞，这也是我们看到#1高加疏水调门开度缓慢增大的原因。

（2）根据化学运行检测和化验数据来看，去年7月初至今，机组运行时水及蒸汽中铁离子的含量（电导率）基本控制在合格范围内，个别样由于机组启动和取样系统误差造成超标，可以得出系统内汽水中铁离子含量不是导致高加疏水调门频繁堵塞的主要原因。

（3）锅炉受热面氧化皮由于高加进汽压力波动，或者疏水调节阀调节不灵敏导致水位波动较大，管材将冲蚀严重，氧化皮脱落，最终造成疏水调节阀堵塞。

4、改善高加工作环境方法探讨

4.1加强汽水品质管理

降低机组汽水系统中铁离子的含量，加强化学混床运行的监测，尤其是凝水回收系统的监测，严格控制除盐水中铁离子的含量，提高汽水品质。

4.2 加大高加停用后的保养工作

加强高加运行时水位调整，严格控制高加进汽参数。用时，针对高加危急疏水门内漏问题，展开研究，做好系统隔离，并配合检修处理。后期对备用机组高加进行保养工作，防止管板腐蚀。

4.3调整高加运行方式

4.3.1高加启、停时，应严格按厂家说明书要求控制温升、温降速度，将水位控制在正常范围内。机组在启、停及低负荷时，高加的单侧受压和冲刷比较严重;机组启动时，特别是热态启动时，主汽压力都偏高，如汽侧没有压力，水侧投入会造成单侧受压。

4.3.2高加水侧在冲转前投入，控制给水压力，开启高加排空气，缓慢开启注水门对高加进行充分的排空，防止高加内积存空氣导致管束局部过热损坏，暖管后投入水侧运行。汽侧随机投入时，必须严格控制抽气的升温速度。在高加暖管过程中，疏水采用逐级自流，以尽量减少高加的汽、水侧压差。机组并网后，当高加的汽侧压力高于除氧器压力时，应及时将疏水导入除氧器。主汽参数必须按照升温、升压曲线进行，不得大幅度地变化。严格控制升负荷速率可以有效控制抽气参数，防止高加管束急剧受热产生过大的热应力，造成损坏。

4.3.3尽量避免在额定参数停机。停机过程中严格控制给水压力，停机前解列高加汽、水侧运行，避免高加单侧受压和冷、热冲击。

4.4维持高加水位正常

在机组正常运行中，高加水位低会造成管束冲刷严重，在启、停过程中水位显示往往不准确，有的电厂采取退水位保护或全开3台高加的危急疏水维持运行，这种操作方式会造成高加汽侧在极低水位运行，导致高加管束受到强烈冲刷。高加水位显示不准时就地检查水位，而且不得同时开启3个高加的危急疏水。

4.5机组启动时防止氧化皮脱落

加强锅炉启动与运行中的控制，严格按照锅炉启动要求，控制合格的升温升压速率。运行中合理调整燃烧工况，加强对锅炉主汽温及各受热面的控制及调整，尽量减少主汽温及锅炉受热面壁温的大幅度波动。同时，及时了解入炉煤煤种特性，防止因煤质大幅度波动，造成汽温、汽压发生大幅度变化，使氧化皮脱落。

5、高加安全经济运行方法

5.1衡量加热器效率的主要指标

上端差：抽气压力下的饱和温度与加热器出水温度差值。下端差：加热器疏水温度与其进水温度差值。机组运行中加热器上、下端差达到设计值，才能保证加热器的经济高效运行。

5.2水位调整试验

5.2.1试验内容

为确定高加最佳运行水位，本厂对高加进行了以下试验：通过加热器水位调整试验，确定加热器端差相对较小时所对应的水位和机组运行中的最佳水位，以提高加热器传热效率，进而提高机组热效率。

5.2.2试验方法

2007-11-18，在50MW负荷时，解除加热器水位保护，按一定幅度调整加热器水位，待加热器运行参数稳定后记录其运行数据并计算加热器端差。

5.2.3试验结论

通过试验得出：正常运行中加热器水位直接影响加热器的效率，尤其是下端差的影响非常明显，但不同的机组其影响不同，应进行实际测量，并结合安全因素综合考虑，来确定加热器（包括高、低压加热器）的最佳水位，提高加热器传热效率和机组热效率。加热器低水位运行不仅影响效率，而且会加剧管束的冲刷，造成管束的泄漏。在运行中改善加热器运行环境，特别是降低高加进汽温度，减小汽、水压差是防止管束泄露、延长使用寿命的有效办法。

6、结束语

针对高加正常疏水调节阀平凡堵塞现象，华能南京热电采取了多种措施对高加运行的经济性和安全性进行了分析，找到了解决的方法，投运4年来高加的性能和故障率一直属于同类机组中的优秀水平。

参考文献：[1]王江峰.浅论发电厂电气系统运行中故障原因及应对措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015，（12）.

[2]杜运辉.2×300MW火电厂电气安装及调试过程中存在的问题分析与处理[J].广东建材，2009，（07）.