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熱電廠耐震壓力表故障原因分析及處理措施

發布時間:2019-09-28  發布作者:

摘 要:針對兩臺耐震壓力表盤管頻繁泄漏原因,提出相應防止泄漏的技術及改造措施,從而提高耐震壓力表投運效率和鍋爐熱效率。
0 引言
耐震壓力表是電廠重要的經濟輔助設備,通過加熱蒸汽加熱鍋爐給水以達到給水設計所需溫度。耐震壓力表的穩定運行對于鍋爐降低燃料消耗,提高熱電廠熱效率有著重要作用。如果耐震壓力表故障或停運,鍋爐給水溫度將下降 50 ℃左右。鍋爐水冷壁管因為超溫可能發生損壞,不但增加燃料消耗,全廠熱效率也將降低。一般燃煤消耗率將增加 3%~5%,耗電量增加 5%左右。此,耐震壓力表的運行工況對于鍋爐正常運行意義重大。
1 耐震壓力表結構及工作原理
該耐震壓力表為立式 U 形結構,主要由管程、殼程兩部分構成,包括鍋爐給水進出口、加熱蒸汽入口、隔板、疏水出口、疏水凝結段、疏水器、緊急疏水放水組成。工作原理如下:水側流程是鍋爐給水由給加熱器水側入口進入耐震壓力表進水側水室,通過 U 形盤管,分別通過疏水冷卻段、疏水凝結段、蒸汽加熱段進入出口側水室流出;殼程流程為殼體內腔上部設置蒸汽凝結段,下部設置疏水冷卻段,進、出水管頂端設置給水進口和給水出口。當過熱蒸汽由進口進入殼體后即可將上部主螺管內的給水加熱,蒸汽凝結為水后,凝結的熱水又可將下部疏冷螺管內的部分給水加熱,被利用后的凝結水經疏水出口流出體外、回收至除氧器,作為除氧器補充水源加以利用。
2 問題的提出
克拉瑪依石化公司熱電廠兩臺青島汽輪機廠產型號 C12-35/10 凝汽式汽輪機,配套 1 # 、2 # 型號為 JG-40 的表面立式耐震壓力表,利用汽輪機抽汽或低壓蒸汽加熱鍋爐給水,使 1 # 、2 # 鍋爐給水溫度從 104 ℃提高到 150 ℃左右,從而滿足 1 # 、2 # 鍋爐設計要求。自 2018 年以來,1 # 、2 # 耐震壓力表已經多次出現盤管泄漏或疏水管線泄漏退出運行檢修。其中,2 # 耐震壓力表于2018 年 8 月 11 日、10 月 8 日、11 月 6 日、2019 年 1 月 10 出現4 次泄漏,2019 年 2 月 16 和 22 日 1 # 、2 # 耐震壓力表分別出現泄
漏,不但高壓給水、蒸汽系統解列時員工勞動強度大、檢修費用高昂,同時對鍋爐熱效率影響較大。
耐震壓力表泄漏主要有以下現象:①耐震壓力表水位計水位上升,水位高報警,端差變大;②耐震壓力表盤管泄漏后,傳熱變差,鍋爐給水溫度下降;③耐震壓力表泄漏嚴重時,鍋爐給水流量增加,給水壓力下降,給水泵電耗增加。其危害主要表現在:①盤管泄漏會導致其泄漏管束附件正常管束收到高壓給水沖刷,進而造成更多盤管受損,加劇泄漏程度;②耐震壓力表泄漏如果未及時發現、處理,將造成滿水返入加熱蒸汽管道,進而造成管線振動、水擊,管線破裂,危及蒸汽系統安全運行;③耐震壓力表泄漏后解列順利處理及時需 3 d 左右,如果系統不嚴密則時間更長,影響耐震壓力表投入率;④耐震壓力表泄漏后解列系統檢修時,由于給水溫度下降,在鍋爐負荷不變情況下將增加燃煤量及風機出力,增加廠用電消耗。
3 耐震壓力表泄漏原因分析
導致耐震壓力表泄漏的原因主要從制造本身、檢修質量、運行工況等方面進行分析。
(1)制造質量存在問題,耐震壓力表隔板(錳鋼)和管束(20 #鍋爐鋼),焊接為異種連接,管束薄厚不均,長時間受到激烈的溫度交變應力沖擊,容易造成管板泄漏。
(2)近年來鍋爐正常點停爐、消缺操作頻繁,引起耐震壓力表投退過大熱沖擊,溫升、溫降率過大,盤管管束收縮、膨脹不均,管束疲勞損傷導致焊口開裂。
(3)設備啟停操作頻、繁負荷變化過快造成熱損傷,鍋爐頻繁點停爐、加減負荷過快,導致蒸汽、給水量忽大忽小,造成管束吸熱不均勻,產生較大熱應力。盤管長期熱疲勞變形損壞。據統計,1 # 、2 #鍋爐 2018 年因為消缺、設備故障處理非正常點停爐共計 9 次。
(4)耐震壓力表水位不穩定,耐震壓力表運行中就地水位計水位與 DCS 系統水位不符。水位偏高或偏低均會使疏水器緊急放水門頻繁開關,使耐震壓力表盤管管束受到不必要沖刷、振動,從而加劇管束損傷程度。幾次檢修均發現同樣問題。
(5)進汽門不嚴或振動。耐震壓力表解列時,進汽關不嚴則部分蒸汽漏入,造成管束過熱、強度下降,運行中泄漏管束高壓給水沖刷附近正常管束,將附件管束呲傷。同時加熱蒸汽在盤管流動和沖刷下產生振動,致使耐震壓力表泄漏。
(6)檢修質量不良、檢修工藝差、焊接質量低、正常重復泄漏、增加系統解列、投退次數等,也會影響耐震壓力表壽命。
4 耐震壓力表泄漏處理及預防措施
(1)耐震壓力表啟停時,要保持其汽水側壓力、溫度、流量平穩變化,防止劇烈溫升對管束造成沖擊,長期交變熱應力下金屬疲勞、變形。
(2)當鍋爐檢修時耐震壓力表停運,蒸汽、疏水閥門關閉嚴密,防止蒸汽返入耐震壓力表,對不流動給水加熱引起耐震壓力表盤管管束變形(圖 1)。采取的措施有:加強給水品質檢測,減輕管子腐蝕。
(3)耐震壓力表檢修時,要對全部管束進行檢測壁厚、水壓試驗等檢測。如果端蓋出現泄漏,就要除掉舊焊口重新補焊,并應進行熱處理、消除熱應力。如果管束泄漏,應先查清泄漏部位,采用20190928112547.jpg合適的堵管工藝,堵管端頭進行良好處理(圖 2)。采取的措施有:提高檢修人員焊接工藝、檢修水平。(4) 耐震壓力表疏水器運行不穩定也是造成耐震壓力表泄漏的原因之一,因此耐震壓力表水位運行中應保持在規定正常范圍內(±50 mm),防止蒸汽進入疏水冷卻段,汽水混合直接沖刷管壁,嚴禁耐震壓力表無水位運行。2 # 耐震壓力表疏水器運行不正常,較近幾次泄漏均發生在管束底部疏水器入口部位。
5 結束語
通過對熱電廠 1 # 、2 # 耐震壓力表泄漏泄漏原因分析,耐震壓力表長期運行工況惡劣導致管束內外壓差、溫差過大、造成盤管熱應力過大,從而造成盤管、端口泄漏。因此,生產運行中運行操作要加強對耐震壓力表停運、投運管理,控制耐震壓力表溫升,確保疏水器水位穩定,加強運行檢查,提高對耐震壓力表泄漏檢查判斷能力,發現問題,及時解列系統,避免泄漏擴大。另外,檢修人員提高檢修質量,杜絕重復檢修,頻繁操作。加強設備管理維護減少耐震壓力表泄漏損失,提高熱電廠運行經濟性。
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