提高高加放氣管道運行可靠性

1、.提高高加放氣管道運行可靠性吳 軍 顧海棟（上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司）【摘 要】本文針對外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司的兩臺900MW 機組的高加放氣疏水系統(tǒng)存在的安全、經(jīng)濟上的設(shè)計缺陷，通過分析，詳細敘述了高加放氣管道系統(tǒng)的改進過程及措施，并對已經(jīng)采取的技術(shù)改進前后的效果進行了對比?！娟P(guān)鍵詞】高加 放氣管道 吹損 安全運行 節(jié)能降耗1 前言上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司，安裝有兩臺900MW 汽輪發(fā)電機組。其中汽輪機采用SIEMENS公司(西門子)生產(chǎn)的HMNN 型汽輪機，鍋爐采用由德國ALSTOM 能源公司(EVT)設(shè)計生產(chǎn)的超臨界直流塔式爐。二臺汽輪發(fā)電機組已分別于2004-4-20

2、及2004-9-22 完成168 投入商業(yè)運行。公司汽輪機系統(tǒng)設(shè)計主要有西門子公司負責(zé)完成，有上海華東電力設(shè)計院擔(dān)任業(yè)主工程師來負責(zé)審核。兩臺機組自2004.4 和2004.9 投入商業(yè)運行以來，運行中經(jīng)常發(fā)生高加放氣管道管壁因蒸汽吹損而發(fā)生的泄漏，每次檢修中都發(fā)現(xiàn)管壁存在不同程度的吹薄。2008.5.10 #5 機組七號高加B 汽側(cè)放氣總門后管道由于蒸汽長期吹損而發(fā)生斷裂，造成凝汽器跌真空，險些釀成機組跳閘事故。高加放氣系統(tǒng)運行的現(xiàn)狀嚴重威脅著機組的安全運行，消除這個安全隱患已經(jīng)刻不容緩。2 設(shè)備簡介2.1 高加系統(tǒng)簡介：我公司高加系統(tǒng)包括四臺高壓加熱器（雙列）。從中壓缸抽出的六抽供給六號高

3、壓加熱器A/B,從高壓缸排汽抽出的七抽供給七號高壓加熱器A/B，七號高壓加熱器A 產(chǎn)生的正常疏水自流入六號高壓加熱器A，然后再自流入除氧器，同樣七號高壓加熱器B 產(chǎn)生的正常疏水自流入六號高壓加熱器B，然后在自流入除氧器。加熱蒸汽在熱交換器管外流動。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量只能從高溫物體傳遞到低溫物體。由于此物理現(xiàn)象，來自加熱蒸汽傳來的過熱熱量和凝結(jié)熱量傳遞給流經(jīng)管道的水。部分熱量取自通過疏水冷卻而產(chǎn)生的熱量，并將此熱量通過疏水冷卻段管道傳遞給給水。由于加熱蒸汽向水傳遞恒定的熱量時會導(dǎo)致蒸汽體積減小，所以加熱蒸汽至給水加熱器的流量是恒定的。全國火電600MW 級機組能效對標(biāo)及競賽第十五屆年會論文

4、集 汽機185減溫、冷凝和疏水冷卻這三個過程在各個獨立的熱交換器中完成。給水加熱的程度主要取決于給水加熱器本體中的凝結(jié)壓力和加熱蒸汽溫度，同時在很大程度上還取決于熱交換器的結(jié)構(gòu)。2.2 六號高壓加熱器A/B 及七號高壓加熱器A/B六號高壓加熱器A/B 及七號高壓加熱器A/B 均為臥式安裝的圓筒形鋼結(jié)構(gòu)，如下圖。六號高壓加熱器A/B 及七號高壓加熱器A/B 的殼側(cè)均裝有一根啟動放氣管（短管N9）和一根運行放氣管（短管N10）。過冷卻段裝有一根獨立的啟動放氣管（短管11）。在高加投運初期，高加應(yīng)通過啟動放氣管和運行放氣管排空殼側(cè)的不凝結(jié)氣體。在高加正常運行期間，應(yīng)通過運行放氣管排出溶解在蒸汽中的不

5、凝結(jié)氣體。過冷卻排氣口僅在高加啟動初期的短全國火電600MW 級機組能效對標(biāo)及競賽第十五屆年會論文集 汽機186時間內(nèi)啟用，以完成疏水過冷卻段的注水和排氣。2.3 主要技術(shù)參數(shù)六號高加設(shè)計壓力/溫度（殼側(cè)）： 3.4MPa/243七號高加設(shè)計壓力/溫度（殼側(cè)）： 7.2MPa/289高加放氣管道材料： 碳鋼（A106B）3 高加放氣系統(tǒng)存在問題、原因分析及改造措施3.1 存在問題我公司原設(shè)計汽機高加放氣管道均接至凝汽器系統(tǒng)立管，由于正常運行六號高加壓力為24.8bar，七號高加壓力為54.9bar，凝汽器真空>95%。因此蒸汽在高加放氣管道中流速很高。兩臺機組自2004.4 和2004.

6、9 投入商業(yè)運行以來，運行中經(jīng)常發(fā)生高加放氣管道管壁因蒸汽吹損而發(fā)生的泄漏，每次檢修中都發(fā)現(xiàn)管壁存在不同程度的吹薄。2008.5.10 #5 機組七號高加B 汽側(cè)放氣總門后管道由于蒸汽長期吹損而發(fā)生斷裂，造成凝汽器跌真空，險些釀成機組跳閘事故。下表為2007 年到2009 年間，我公司兩臺機組發(fā)生程度不同的高加放氣管道泄漏事件表：項 目 輕微泄漏（次） 較大泄漏（次） 管道斷裂（次）#5 機組高加放氣管道泄漏 4 4 1#6 機組高加放氣管道泄漏 3 1 0合 計 133.2 原因分析通過討論，我們我們對高加放氣管道泄漏的原因逐一進行排查分析：序號 因 素 驗證方法 驗證結(jié)果 要因確認1 運行

7、人員培訓(xùn)質(zhì)量差 通過隨機考問和加強培訓(xùn) 運行人員培訓(xùn)質(zhì)量可以有很大提高 非要因2 運行人員責(zé)任心差 通過溝通和班組內(nèi)激勵機制 運行人員積極性可以有很大提高 非要因3 管路兩端差壓過大 通過測量管道內(nèi)流速管道內(nèi)蒸汽流速過大，超過材料設(shè)計允許流速，說明管路兩端差壓過大，容易造成管道吹損要因4 檢修質(zhì)量差 通過隨機抽查和加強檢修管理 檢修質(zhì)量可以有很大提高 非要因5 管道材料選擇不合理 查閱管道材料設(shè)計參數(shù) 該材料參數(shù)為 ，不適合在本管道采用 要因6閥門密封件材料選擇不合理查閱管道材料設(shè)計參數(shù) 該材料參數(shù)為 ，可以在本管道采用 非要因7 閥門操作時機不統(tǒng)一 查閱運行操作記錄由于各運行班組操作習(xí)慣差異

8、，操作時機也存在差異，但通過建立啟動程序卡問題可以得到解決非要因全國火電600MW 級機組能效對標(biāo)及競賽第十五屆年會論文集 汽機187從上表可以看出高加放氣管路兩端差壓過大和高加管道材料選擇不合理是造成高加放氣管道容易泄漏的主要原因。3.3 改造措施針對以上查找出來的主要原因，我們制定了以下措施，對高加放氣管道進行技術(shù)改造：序號 要因 對策 目標(biāo) 措施1 管路兩端差壓過大 管路改接將高加放氣管道運行差壓從原來的56bar 降低到43.5bar進行改造，將高加放氣管路由接至凝汽器系統(tǒng)立管改接至除氧器給水箱管道材料選擇不合理更換高加放氣管道金屬材料增強高加放氣管道的強度原來采用的材料為：碳鋼（A1

9、06B）擬更改為：不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）在09 年11 月#5 機的5C03 檢修及10 年5 月#6 機6C04 檢修中，我們分別完成了對兩臺機組高加放氣管路系統(tǒng)的技術(shù)改造，見下圖：全國火電600MW 級機組能效對標(biāo)及競賽第十五屆年會論文集 汽機1884 效果2009.11/2010.4 兩臺機組均完成了高加放氣管道的改造，至今未發(fā)生過一起泄漏事件。且在2010.10 5C04 檢修中對#5 機經(jīng)一個檢修周期運行后的高加放氣管道測壁厚，未發(fā)現(xiàn)有管壁吹薄現(xiàn)象。由于改造后高加放氣管道接入除氧器，較之以前接入凝汽器，回收了這部分熱量，使機組經(jīng)濟性也得到了相應(yīng)的提高。5 結(jié)語通過對高加放氣管道系統(tǒng)的技術(shù)改造，使我公司在安全運行上消除了一個重大隱患，同時在節(jié)能降耗上取得了很好的成績。由于我公司給水系統(tǒng)在