楊俊廣

摘 要：某發(fā)電廠300MW機(jī)組高壓疏水?dāng)U容器運(yùn)行中反復(fù)出現(xiàn)的超壓運(yùn)行的情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察及分析，確定擴(kuò)容器超壓的原因：內(nèi)擋板原設(shè)計(jì)存在缺陷及選材不當(dāng)，造成疏水?dāng)U容器至凝汽器熱水井的通道堵塞疏水不暢引起。通過(guò)對(duì)疏水?dāng)U容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造以及材質(zhì)的改良，保證疏水?dāng)U容器系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高機(jī)組的安全可靠性。

關(guān)鍵詞：疏水?dāng)U容器 超壓 原因 對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）08（a）-0041-02

疏水?dāng)U容器是汽輪機(jī)的附屬部件，屬壓力容器，其主要作用是回收汽輪機(jī)本體及蒸汽管道的疏水。按接入疏水的壓力不同，某電廠將疏水?dāng)U容器分成高、中、低壓三個(gè)壓力容器。其中，高壓擴(kuò)容器主要收集主蒸汽系統(tǒng)的疏水。機(jī)組在啟停、低負(fù)荷運(yùn)行及事故處理操作中的疏水（汽）經(jīng)疏水?dāng)U容器擴(kuò)容后，蒸汽回收至凝汽器的喉部，疏水減溫減壓后回收到凝汽器的熱水井，從而達(dá)到提高機(jī)組熱循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性的目的。擴(kuò)容器超壓運(yùn)行，嚴(yán)重會(huì)影響凝汽器真空度，直接威脅機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為此，從檢修維護(hù)的角度出發(fā)，對(duì)疏水?dāng)U容器出現(xiàn)超壓的現(xiàn)象進(jìn)行剖析，找出超壓原因：疏水?dāng)U容器在設(shè)計(jì)，制造和安裝存在的問(wèn)題，并制定設(shè)備改造方案，從根本上消除超壓的根源。

1 設(shè)備概況”在我標(biāo)注的位置

1.1 設(shè)備規(guī)范

容積：1m3。

工作壓力：0.049MPa。

注：設(shè)備規(guī)范摘自該電廠運(yùn)行規(guī)程。

1.2 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

見(jiàn)圖1。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

為尋找機(jī)高壓疏水?dāng)U容器超壓的原因，研究者深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，查閱機(jī)組監(jiān)控電腦歷史趨勢(shì)，及運(yùn)行記錄，對(duì)高壓疏水?dāng)U容器發(fā)生的故障現(xiàn)象及數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。從2014年1月～2014年12月僅一年時(shí)間，發(fā)生超壓運(yùn)行的次數(shù)高達(dá)7次。調(diào)查汽機(jī)專業(yè)的檢修記錄了解到，2014年4月7日、9月22日，在高變熱應(yīng)力的反復(fù)作用下，擴(kuò)容器內(nèi)的擋板破裂、脫落至凝汽器熱水井的管道，造成管道堵塞，擴(kuò)容器無(wú)法正常疏水，造成高壓擴(kuò)容器的超壓運(yùn)行，直接影響到人身安全及機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

3 檢查及原因分析

針對(duì)該高壓擴(kuò)容器運(yùn)行壓力高的缺陷，對(duì)壓擴(kuò)容器及其系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢查，從設(shè)備本身、設(shè)備運(yùn)行二個(gè)因素入手，分析找出超壓的主要原因。

3.1 超壓的設(shè)備本身因素

3.1.1 使用壽命

該機(jī)組投產(chǎn)于20世紀(jì)90年代，未達(dá)30年的設(shè)計(jì)使用壽命。

3.1.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

高壓擴(kuò)容器為圓筒形的結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)直形擋板。該擋板的作用是增強(qiáng)筒體剛度，隔擋對(duì)應(yīng)兩端疏水的水（汽）沖撞，防止疏水直接沖刷筒體，使疏水母管排出的水（汽）在疏水?dāng)U容器中間迅速向四周擴(kuò)散冷卻降壓。如圖2。

解剖設(shè)備發(fā)現(xiàn)，中間的擋水板厚度為4 mm的A3鋼管，結(jié)構(gòu)上略顯單薄，且焊接質(zhì)量差。另外，高壓疏水?dāng)U容器在機(jī)組啟停、低負(fù)荷運(yùn)行及事故操作中，大量的高溫、高壓疏水排入疏水?dāng)U容器，使疏水?dāng)U容器內(nèi)部溫度、壓力產(chǎn)生驟變，高壓擴(kuò)容器外殼筒體與直形擋板因受熱的不均勻產(chǎn)生膨脹值不一致。而且，直形擋板自身的變形補(bǔ)償能力差，在熱應(yīng)力的作用下，很容易發(fā)生脆化出現(xiàn)裂紋。因此，高壓疏水?dāng)U容器在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上存在缺陷。

3.1.3 設(shè)備的選材

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)金檢的光譜分析，高壓擴(kuò)容器的擋水板使用的是A3號(hào)鋼（Q235）材料制造，其抗拉性、抗剪切性、抗扭性能遠(yuǎn)達(dá)不到它的使用條件的要求。因機(jī)主蒸汽系統(tǒng)疏水溫度有可能高達(dá)400℃以上，在高溫下，A3號(hào)鋼金屬晶體很容易發(fā)生蠕變，從而破壞金屬結(jié)構(gòu)。擋板在疏水母管排出的高溫、高壓水（汽）的沖刷下，產(chǎn)生交變應(yīng)力。在交變熱應(yīng)力的作用下，直形擋板（A3鋼材Q235）與殼體的連接焊口（未經(jīng)熱處理）產(chǎn)生裂紋，造成直形擋板破裂、脫落，碎片堵塞了疏水?dāng)U容器至凝汽器熱水井的管道。

3.2 超壓的設(shè)備運(yùn)行分析

3.2.1 運(yùn)行狀態(tài)

受地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷限制，機(jī)組停機(jī)備用次數(shù)增多。自2014年1月至2014年12月一年時(shí)間內(nèi)，機(jī)組的啟動(dòng)次數(shù)為5次，停運(yùn)次數(shù)為4次，啟停次數(shù)相對(duì)頻繁，對(duì)擴(kuò)容器及其系統(tǒng)的沖擊影響大。但這是客觀條件所致，屬地區(qū)調(diào)度因素。

3.2.2 人員操作

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主蒸汽系統(tǒng)的疏水均為關(guān)閉狀態(tài)，對(duì)高壓擴(kuò)容器不存在影響。僅在機(jī)組啟停、低負(fù)荷及事故處理的情況下才開啟疏水。在調(diào)查的一年時(shí)間內(nèi)，機(jī)組沒(méi)發(fā)生異常運(yùn)行的情況，且負(fù)荷均在60%額定負(fù)荷以上，未開啟疏水至高壓擴(kuò)容器。機(jī)組啟停操作方面，運(yùn)行人員嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度，并有相應(yīng)的規(guī)程、制度控制，應(yīng)不存在人為的操作不當(dāng)。

3.2.3 運(yùn)行環(huán)境

高壓擴(kuò)容器運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部為汽水共存的狀態(tài)，運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，汽蝕現(xiàn)象隨時(shí)發(fā)生，對(duì)擴(kuò)容器內(nèi)部的金屬部件是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。顯然，對(duì)于耐腐蝕性較差的A3號(hào)鋼（Q235）材料制造的擋水板，在長(zhǎng)期汽水的沖刷下，很容易腐蝕。但高壓擴(kuò)容器運(yùn)行環(huán)境，是上接凝汽器喉部，下接凝汽器熱水井的工作性質(zhì)決定，屬不可改變的因素。

綜上分析，設(shè)備的結(jié)構(gòu)及選材是造成高壓擴(kuò)容器超壓運(yùn)行的主要原因。

4 處理對(duì)策

根據(jù)高壓擴(kuò)容器超壓的主要原因，相應(yīng)地制定以下措施。

4.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

為改善直形擋板自身的變形補(bǔ)償能力差的缺點(diǎn)，對(duì)直形板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。由直形改為弧形結(jié)構(gòu)；且由一面直形擋板，增加到二面弧形擋板。采用弧形擋板取代原設(shè)計(jì)的直形擋板，其優(yōu)點(diǎn)是：在疏水?dāng)U容器受熱時(shí)，弧形擋板能膨脹自如，有充足的補(bǔ)償值。其溫度變形的補(bǔ)償能力能滿足疏水?dāng)U容器殼體與弧形擋板各自膨脹需求。同時(shí)，在疏水?dāng)U容器筒體內(nèi)還起到加強(qiáng)筋的作用，提高疏水?dāng)U容器的殼體剛度。如圖3所示。

4.2 改良疏水擋板的材質(zhì)

因高壓疏水?dāng)U容器工作環(huán)境為汽水共存的狀態(tài)。而且，機(jī)組疏水時(shí)溫度相對(duì)較高，普通的碳素鋼不能滿足使用要求，因此對(duì)擋板的選材進(jìn)行改良。選用了具有良好的抗拉性、抗剪性、抗扭性、抗氧化性、抗腐蝕性的16MnR錳鋼鋼材。并在擋板焊接完成后，對(duì)整個(gè)容器進(jìn)行熱處理，從而達(dá)到穩(wěn)固金相組織目的。

5 結(jié)語(yǔ)

2015年2月，利用機(jī)組停運(yùn)期間，對(duì)某電廠的高壓擴(kuò)容器經(jīng)改造。為檢查改造效果， 2015年3月～2015年8月，對(duì)機(jī)組監(jiān)控電腦歷史趨勢(shì)，及運(yùn)行記錄進(jìn)行檢查專訪。半年時(shí)間，機(jī)組的啟動(dòng)2次、停機(jī)1次、低壓負(fù)荷運(yùn)行及事故操作中，均未再出現(xiàn)高壓擴(kuò)容超壓運(yùn)行的現(xiàn)象。從而有效地根除高壓擴(kuò)容器超壓運(yùn)行的不安全因素，保證人身安全和機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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