600MW超临界机组3号高压加热器泄漏处理

600MW超临界机组3号高压加热器泄漏处理

徐传堂

（华润电力（常熟）有限公司江苏苏州215536）

摘要：文中介绍了上海动力设备有限公司生产的600MW机组高压加热器的结构，并针对高压加热器在运行过程中出现内漏的问题进行了原因分析，同时给出了高压加热器泄漏的处理途径。

关键词：高压加热器管子泄露管板泄露处理

1概述

华润电力（常熟）有限公司3号机组#3高压加热器在运行过程中多次出现内漏（管子泄露、管板泄露），高加内漏后往往采用系统隔离、系统走大旁路的方法进行处理，在处理过程中往往存在一定的安全风险。另外由于工作环境温度偏高、工作环境的限制，施工堵漏人员往往不能对泄露部分进行彻底处理。本次利用机组大修的机会，对3号高加进行彻底的检查处理。

2#3高加的构造和运行参数

2.1高压加热器的构造

3号机组#3高压加热器为卧式、“U”型管、双流程表面式加热器，锥柱形封头，水室采用自密封结构。#3高加传热区设有过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段和疏水冷却段，#3高加安装在13.7m层，高加采用大旁路系统，进口、出口、旁路均为电动闸阀。

2.2高压加热器主要运行参数见表1。

表1真空泵主要运行参数

3.高压加热器泄漏检查情况

3．1高加涡流探伤情况（见图1）

本次共检测5346根换热管，发现可记录性缺陷管29根（红色）；共有13根不通管（蓝色）；291根管管口进不去（因管口有异物、变形或因筒体封头结构及隔板角度影响；绿色）；198根已堵管（黑色）。

3.2压缩空气打压查漏情况

通过对加热器通压缩空气进行试压，进一步确定泄漏的具体情况，最后决定对发现的缺陷管29根（红色）进行处理、对已堵过的198根管道周围管板进行重新打磨处理（黑色）。

图1

4.1和1、2号高加相比，3号高加运行工况比较差，相比疏水量最大，而且相比1、2号高加其给水温度最低、抽汽温度却最高，导致换热管及管板的热应力均很大，容易发生泄漏；

4.2我厂高加自2005年投产以来，运行已十多年，高加内部管子、管板已出现一定的磨损老化；

4.3我厂3台机组中，只有3号机组3号高加发生泄漏，高加内部管道的加工工艺、焊接工艺质量可能存在问题。

4.4在超越设计工况下运行会缩短加热器寿命，因为压差随流速平方成正比，蒸汽或给水会大大缩短加热器寿命，而我厂机组已改进扩容，但高加并未跟随改进。

5#3高加内漏的处理方案

根据以上情况，经我司广泛了解、沟通，邀请有资历、有业绩的加热器堵漏公司进行处理，具体针对此台高加的检修方案如下：

1、高压加热器充分降温后，将人孔门打开，拆卸水室分隔板；

2、将气侧相连接的管道阀门都关闭，往气侧打入压缩空气，同时在水侧管板上涂抹肥皂液进行找漏，查找新的管口漏点或者焊疤上面的泄漏点；

3、找到新漏点以后做好标记，然后将气侧的压缩空气泄掉，将已经电焊了的原电焊疤打磨掉，不可长时间打磨一个位置。一定要将原电焊疤清理干净，露出原管板材质。对管板进行着色探伤，如果发现管板有裂纹，要在裂纹两头钻出终止裂纹孔；

4、对打磨抛光好的管板区域使用高加管板专用加热棒进行加热，加热到100°左右（如果管束内有积水会造成积水沸腾，影响加热棒工作，我们也可以结合火焰加热方式进行预热），减少电焊应力对管板的影响，降低电焊后焊疤出现裂纹的可能性；

5、采用钨极氩弧焊对进水室全部管口、管板进行修复焊接，然后进行覆盖焊接处理，焊接过程中每焊一层要进行局部预热，每焊接一处管板之前要对其进行压缩空气吹灰，更换铜质毛刷头进行抛光。焊接过程中每焊一层要进行敲击焊渣，焊接后对焊缝进行抛光，着色检验，焊接面不高于管板平面2mm；

6、焊接完毕以对焊接处进行局部退火处理，温度120℃，帮助消除焊接应力，最后再次查漏验收；

6#3高加内漏的焊接工艺：

1、焊前清理：采用打磨、钢丝刷、化学溶剂擦洗方法，将坡口面及附近区域打磨干净，去除油、锈、水等杂质，露出金属光泽；

2、焊接方法：采用手工钨极氩弧焊（M-GTAM）

3、焊接材料：焊丝GBER50-6，规格Φ2.4mm；

4、焊丝在使用前要抛光，切割到适合的长度；

5、焊前预热温度≥130℃，层（道）间温度控制在280-300℃，钨极类型及尺WCeΦ2.5mm，电流衰减时间；3-4s，保护气体及流量；100%Ar，8-12L/min。

6、焊接电参数：

表2

7、采用少量摆动的操作技巧，采用风铲和钢丝刷进行焊道间清理，收弧时填满弧坑；

8、焊后按要求检测合格。

7处理后运行情况

重新处理、堵漏后，进行灌水试验，没有发现泄漏；投入运行后，没有发生异常，效果良好。

8结束语

高压加热器在长期投入运行过程中，出现内漏是不可避免的，预防和解决问题很关键，要认知以下两点：

1、在管侧，换热管进口端是高压加热器管系最易发生泄漏的部位之一。换热管进口端泄漏，主要是给水进口端侵蚀造成的，其产生侵蚀的原因现已很清楚，一般认为给水温度在120～200℃时管内壁会形成氢氧化亚铁Fe（OH）2，其化学反应式：Fe+2H2O=Fe（OH）2+H2氢氧化亚铁Fe（OH）2这层氧化膜结构疏松，易被水冲刷掉，蚀坑就是由于这种氧化膜不断产生，又不断冲刷而形成的。而当给水温度高于200℃时，管内壁会形成硬性的四氧化三铁Fe3O4氧化膜，它能对管壁起保护作用，其化学反应式：3Fe+4H20=Fe3O4+4H2。同时高加管板的给水进口侧与给水出口侧温差大，存在热应力差。更易造成换热管和管板的焊缝裂纹。

2、加热器在冷态启动或者运行工况发生变化时，温度的变化率限定在≤55℃/h。必要时可允许变化率≤110℃/h。但不能再超过此值。规定这个温度变化率可使厚实的水室、管板、壳体和管束有足够的时间均匀地吸热或散热，以防止热冲击。