【導(dǎo)讀】印度嘉佳發(fā)電廠2×660MW. 印度嘉佳發(fā)電廠2×660MW超臨界燃煤機(jī)組工程1#機(jī)組3#高加爆管分析報告。高加投退日期平均溫。管側(cè)設(shè)計壓力管側(cè)設(shè)計溫度(℃)230. T-MCR工況給水流量(t/h)VWO工況給水流量(t/h). 換熱管材料SA-556C2換熱管根數(shù)2667. 換熱管規(guī)格φ16×換熱管堵管率10%. 公稱換熱面積(㎡)1700實際換熱面積(㎡)1720. 加）由我公司承制。本工程共兩臺機(jī)組，機(jī)組電廠編號分別為1#、2#機(jī)組，每臺機(jī)組串。該項目1#機(jī)組于2021年5月投入運(yùn)行，2#機(jī)組于2021年9月也投入運(yùn)行。組的3#高加的啟停時間及溫升率見表二。20210927退投/12/6機(jī)組跳閘熱態(tài)恢復(fù)。降率達(dá)到℃；2#機(jī)組啟動溫升率達(dá)℃，停機(jī)溫降率達(dá)到℃；均超過《高壓。加熱器安裝使用說明》中“溫升率不得大于5℃/min，溫降率不得大于2℃/m

　　

【正文】 h） 現(xiàn)場返修人員嚴(yán)格按照堵管工藝操作，檢修后盡快投入運(yùn)行，減少設(shè)備的常溫 氧化。 i）檢測腐蝕集中區(qū)的換熱管壁厚情況，壁厚減薄量低于 2 mm 時應(yīng)進(jìn)行評估，之后 決定出來措施。 五 . 現(xiàn)場關(guān)注的主要問題及說明 1）現(xiàn)場認(rèn)為，溫度升降速度大往往是引起元件的變形和裂紋，不會引起換熱管的斷裂。 《高壓加熱器安裝使用說明》規(guī)定 “加熱器啟停時，溫升率不得大于 5℃ /min，溫 降率不得大于 2℃ /min”。如果加熱器溫度變化率太大，加熱器管板、換熱管及換熱管與 管板之間的封口焊縫處出現(xiàn)很大的熱應(yīng)力。過熱段的溫度變化率較其他部分突出，因此 過熱段換熱管的熱應(yīng)力也相對較大。在換熱管壁光滑時，換熱管內(nèi)的溫差應(yīng)力不會引起 換熱管的屈服變形與開裂，如果換熱管有腐蝕坑時，腐蝕坑周邊的集中應(yīng)力與溫差應(yīng)力 耦合，則有可能引起換熱管的開裂。在介質(zhì)壓力的作用下，給水進(jìn)入腐蝕坑內(nèi)形成死區(qū)， 介質(zhì)濃度增大，加快了坑內(nèi)的腐蝕速度。在給水壓力，換熱管壁的集中應(yīng)力和溫差應(yīng)力 以及腐蝕的聯(lián)合作用下，換熱管出現(xiàn) 裂紋或穿孔。在上述應(yīng)力及給水的沖擊下，裂紋迅 速擴(kuò)展，直至換熱管斷裂。換熱管穿孔在給水沖擊下，裂口也會逐漸擴(kuò)大，但穿孔處的 斷裂傾向性較裂紋尖端的斷裂傾向性小。 19 印度嘉佳發(fā)電廠 2660MW 超臨界燃煤機(jī)組工程 1機(jī)組 3高加爆管分析報告 A 版 2）過熱段的防沖擋板采用花焊，其焊接質(zhì)量及隔板與包殼的焊接質(zhì)量引起換熱管爆管。 過熱段包殼結(jié)構(gòu)見圖 18，外弧板、側(cè)板、頂板以及封板均采用外側(cè)焊縫，且在筒體 外裝配好后放入筒體內(nèi)，該裝配件與隔熱板采用內(nèi)側(cè)焊接（在圖 12 中可見焊縫），然后 采用內(nèi)側(cè)焊接裝配左弧板、右弧板及底板，最后立管架，裝配換熱管。在裝配換熱管時 已完成過熱段包殼的焊接工作，也就是說過熱段的焊接不會對換熱管造成傷害。 圖 18 過熱段包殼結(jié)構(gòu)圖 因加熱器的提升溫度較大，為避免熱應(yīng)力的影響，所有隔板（折流板）與過熱段包 殼、疏冷段包殼及筒體均有間隙，均不采用焊接裝配。因此不存在隔板與包殼的焊縫， 當(dāng)然也不會對換熱管造成影響。 3）關(guān)于該項目換熱管堵管率的說明 該項目技術(shù)協(xié)議條款要求 “當(dāng)有 5%的堵管時，供方仍能保證高壓給水加熱器的性 能滿足汽輪機(jī)組各工況給水加熱的要求以及各工況下加熱器疏水端差和給水端差的要 求 ”，而在協(xié)議的技術(shù)特性表中注明 “備用管子根數(shù)為 10%”。我公司實際按照 10%的 堵管裕量展開設(shè)計，也就是說高加有 10%的堵管裕量。 4）三次泄漏都發(fā)生在過熱段，三次泄漏之間的關(guān)系分析 從高加次泄漏的截面位置示意圖（圖 15）中可以清晰看到，三次共有 12 處泄漏點 （包括單根泄漏和泄漏區(qū)域），共有 8 處集中在離管板中心 544～ 617 范圍內(nèi)，第二次及 第三泄漏點也在該集中區(qū)。我們認(rèn)為這三次泄漏的性質(zhì)是相同的，既是換熱管的嚴(yán)重氧 化腐蝕及二次破壞。 5）如何通過水位變化判斷管熱管是否泄漏 一般情況下，換熱管泄漏量 相對于疏水量都較小，同時由于加熱器的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)特 性，一般不會引起安全閥起跳，也不是所有工況都會引起水位急劇升高致高加自動解列 ， 20 化學(xué)成分， % C Si Mn P S Cr Mo Ni Cu ≤ ≥ ~ ≤ ≤ 室溫力學(xué)性能 MPa 高溫下的屈服強(qiáng)度 MPa σs σb 100 150 200 250 300 350 400 450 500 ≥280 ≥480 251 244 237 227 216 202 191 180 171 印度嘉佳發(fā)電廠 2660MW 超臨界燃煤機(jī)組工程 1機(jī)組 3高加爆管分析報告 A 版 往往需要通過水位變化及給水流量的變化進(jìn)行判斷，手動解列高加。換熱管泄漏分為封 口焊泄漏、換熱管開裂及穿孔，換熱管斷裂等情況，前兩種因泄漏量很少，汽側(cè)水位無 明顯變化，正常疏水閥開度也無明顯增大，一般很難通過水位變化進(jìn)行判斷。換熱管開 裂或者單根斷裂時的泄流量偏大，可以用給水泵流量、進(jìn)省煤器給水流量和減溫水流量 的關(guān)系進(jìn)行判斷。不考慮流量計測量偏差及閥門內(nèi)漏的情況下，給水泵流量 =進(jìn)省煤器 給水流量 +減溫水流量。若發(fā)現(xiàn)后者之和小于給水泵流量時，則可能存在換熱換泄漏， 需加強(qiáng)汽側(cè)水位及給水流量的監(jiān)控，做進(jìn)一步的甄別。當(dāng)汽側(cè)運(yùn)行水位基本不變，正常 疏水閥開度逐漸變大，若設(shè)備的蒸汽流量和上級疏水量都很穩(wěn)定，則可以斷定換熱管斷 裂，需理解列高加。 6）關(guān)于換熱管材料的說明 換熱管采用 SA556Gr. C2，該牌號是 ASME SA556M 標(biāo)準(zhǔn)中的鋼號，為管式給水加 熱器用碳錳鋼小口徑管，珠光體型熱強(qiáng)鋼，是美國 HEI 給水加熱器標(biāo)準(zhǔn)推薦的專用換熱 管材，在國內(nèi)、國際上普遍采用，擁有很豐富的使用 經(jīng)驗，在國內(nèi)百萬超超臨界機(jī)組中 也普遍使用。 我公司生產(chǎn)的已投入運(yùn)行的高加中： 1000MW 機(jī)組 18 套、 600MW 等級 35 套、 300MW 等級 103 套、 300MW 以下機(jī)組 235 套均采用該牌號換熱管，原材料采購控制、加工制造、 焊接、脹接均有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗。 SA556Gr. C2 化學(xué)成分及力學(xué)性能見下表： 換熱管化學(xué)成分對比表 換熱管力學(xué)性能表 該機(jī)組采用的是德國本特勒原裝進(jìn)口的換熱管。我公司多年使用該公司的換熱管， 質(zhì)量一直都很可靠，沒有發(fā)現(xiàn)材料不合格的現(xiàn)象。此批換熱管資料齊全，檢驗齊備。 綜合以上所述，我們認(rèn)為，無論從使用業(yè)績還是材料特性上，高壓加熱器使用 SA556Gr. C2 都是合適，完全可以排除換熱管的材料問題。 7） 1和 2機(jī)組的采用相同的停機(jī)養(yǎng)護(hù)方法，停機(jī)時間也一致，為何 1機(jī)組 3高加數(shù) 21 印度嘉佳發(fā)電廠 2660MW 超臨界燃煤機(jī)組工程 1機(jī)組 3高加爆管分析報告 A 版 次泄漏，而 2機(jī)組則無泄漏。 2機(jī)組長期停運(yùn)，用聯(lián)氨溶液充滿管側(cè)，進(jìn)行濕法防腐。采用該濕法保護(hù)應(yīng)設(shè) 有配藥、加藥系統(tǒng)和廢液處理系統(tǒng)，聯(lián)氨溶液（控制 PH 為 ～ 之間）須完全充 滿水側(cè)，不得有空氣漏入。保護(hù)期間每 48h 分析一次，如發(fā)生水位下降，應(yīng)及時補(bǔ)充保 護(hù)液或充入氮氣（壓力維持在 ～ 之間）。 現(xiàn)場因閥門內(nèi)漏或其他原因，造成了 1機(jī)組的聯(lián)氨溶液緩緩減少，溶液水面緩緩下 降，液面附近的換熱管發(fā)生腐蝕，液面下降越慢換熱管腐蝕時間越長，腐蝕程度也越嚴(yán) 重。而 2機(jī)組保護(hù)期間聯(lián)氨溶液的泄漏遠(yuǎn)小于 1機(jī)組，聯(lián)氨溶液的液面未至頂層換熱 管處，所有的換熱管腐蝕情況都要輕微很多。因此在養(yǎng)護(hù)條件相同時，表現(xiàn)出不同的氧 化腐蝕情況。 22