高压加热器换热管泄漏常见问题分析及对策

高压加热器换热管泄漏常见问题分析及对策

叶娟俞鹏

（南京汽轮电机集团泰兴宁兴机械有限公司江苏泰兴225442）

摘要：高压加热器（以下简称高加）是火力发电厂热力系统中的重要辅机，其运行状况的好坏对机组的经济性和安全性均有较大的影响，本文分析了换热管泄漏的原因，并针对换热管的泄漏提出对策，对机组的安全运行具有十分重要的意义。

关键词：换热管；泄漏；冲蚀；磨损

一、U行管高加管束泄漏的原因

管系泄漏的原因多种多样，主要分为换热管破裂损坏、管口焊缝泄漏以及包壳泄漏。

1.换热管破裂损坏。

换热管破裂损坏的原因：（1）管子质量不好，管子上的伤痕、沟槽等表面缺陷以及管子热处理不当是管子质量不良的标志之一。（2）换热管振动。如果蒸汽流速过高，将会引起换热管振动，换热管与隔板间相互摩擦以致换热管磨损破坏。（3）管子锈蚀损坏。由于给水含氧量过多以及水化学不良等原因不良，或是汽侧空间空气排除不彻底引起，特别是一些蒸汽流通不畅的死角处。存放以及停运期间保养不当也会引起锈蚀。（4）换热管的冲蚀。主要发生在蒸汽冷却段入口处和出口处、疏水冷却段入口处及包壳焊接接头处等。（见图1）

2.管口焊缝泄漏。

管口焊缝泄漏的原因（1）换热管和管板的连接焊缝焊接质量不佳，产生裂纹或断裂。（2）管口处易受给水冲刷，未做好防护措施。（3）热应力损坏。高加在投运或运行中，升温或降温过快，或经常变动负荷而导致给水温度变化，导致焊缝周围经受交变热应力和制造过程中遗留的问题会使焊缝金属的微小裂纹逐渐扩展直至泄漏，甚至直接疲劳断裂。（见图2）

图1图2

3.高加包壳泄漏的原因

（1）制造过程中焊接接头及筒身焊缝存在咬边、气孔、焊缝，及裂纹等缺陷。（2）设备在检修期内需排净内部积水，并进行充氮保护，但现场未按要求实施，导致设备在检修期，引起焊接接头处发生腐蚀。（3）长期的蒸汽冲刷，导致过热段蒸汽出口处的蒸汽包壳焊接接头产生缺陷。（4）由于疏水与蒸汽的温差过大，产生温差应力，若该处焊接接头存在缺陷，长期的交变应力产生疲劳裂纹，导致焊接接头开裂。

二、问题对策

由前文对高加各种问题的分析来看，我们应当合理的选择换热管材料、优化结构设计，并正确处理管束泄漏问题。

1.合理选材

压力容器设计的首要问题就是选材，根据用户提供的条件并充分考虑到介质特性（主要是腐蚀性）、操作温度及压力等使用工况并结合材料的相容性及制造加工的工艺性能，确定换热管的材料，厚度。换热管从材质上来看，碳钢的换热管换热系数K值要略高于不锈钢。但是不锈钢的污垢系数要小得多，即两相比较，同等条件下，碳钢的换热效果略好一些，但是，长期运行后形势就逆转了。虽然换热管理论上不考虑腐蚀裕度，但是腐蚀的情况是客观存在的。所以同等条件下，不锈钢换热管的厚度比碳钢减薄1-2mm，甚至更多。因此，换热效果肯定是不锈钢更优。但是不锈钢成本远高于碳钢的成本，因综合考虑。

2.优化结构设计

下图所示为两种管口结构。图a所示管口采用凸口焊加不锈钢防磨套管，不锈钢的耐磨性要比碳钢管好的多，可较好的承受入口流速的冲击；图b所示管口采用的是在水室中增加整流板，可减缓给水进入管口的冲刷和涡流，防止管子磨损磨损。

图3是一种蒸汽冷却段结构。这种结构最大化了蒸汽入口的通流面积；在出口处改变了蒸汽的流向，使得汽水混合物减速后再冲向换热管，有效的缓解了换热管的冲蚀。一般来说，冲蚀严重的换热管都分布在外围几排换热管上，若将外围几排换热管的材质换成不锈钢，内部的换热管仍然使用碳钢管；或者将外围几排换热管加厚，那不仅提高了设备的质量还相对的节省了成本。

图3

图4所示为防冲杆结构，在布管区外围第一排和第二排上不布置管子而改用圆钢，让它去承受蒸汽冲击，成为防冲杆，避免第三排管子被冲坏。

图4防冲杆结构

3.正确处理管束泄漏问题

（1）高加的运行参数要严格控制。在加投、停过程中，严格控制高加管壁的温升率、温降率，以防管子受到过大的热应力作用而破裂。

（2）加强高加的定期检查，特别是过热蒸汽冷却区和与之相对的区域应作为重点监督、检验的部位。另外，若发现最外面两层管排有泄漏、减薄、变形的管子时，要及时采取措施。

（3）应严格控制给水含氧量和pH值等参数，防止腐蚀。保证加热器的排空气系统正常工作并采取正确有效的防腐措施。

（4）对U形管高加管束的泄漏，堵管是一种主要的修复手段。在堵管前应查清管束泄漏的形式及位置，并据此选用合适的堵管方式及工艺。

（5）对于已发现的管束泄漏，应及早停用检修，查明究竟是管子本身漏还是焊缝漏，不应草率地将管子堵塞，甚至将附近几根管子都堵塞。若是管口漏，便应补焊。

三、结束语

本文对高加的管束泄漏原因及对策进行了相关的论述。藉此希望能和同行和有关专家交流学习，如有什么错误和不足之处，望同行和各位专家指正。

参考文献：

[1]毛申允.高压加热器的运行故障分析.电站辅机，2008.6：1-5

[2]蔡锡琮.高压加热器.北京：水利电力出版社，1995：320-346

作者简介：

叶娟，（1983-），女，助理工程师，从事高压加热器、除氧器等电站辅机的设计技术工作。