600 MW机组高压加热器出水温度偏高的原因分析及对策

彭博伟

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

1 机组概况

某公司2台600 MW超临界机组分别于2007年9月和11月正式投产。汽轮机采用上海汽轮机有限公司生产的超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，共有八级抽汽，一级、二级、三级抽汽分别供#1，#2，#3高压加热器(以下简称高加)，四级抽汽供除氧器及小机用汽，五级、六级、七级、八级抽汽分别供#5，#6，#7，#8低压加热器。

机组采用的3台高加均由东方锅炉集团生产，均为卧式、全焊接、U形管管板式结构。其型号分别为 JG-2500-l，JG-2500-2，JG-1700-3。型号中的“JG”指高加，“JG”后的数字表示名义传热面积，最后的数字“1，2，3”指按抽汽压力由高向低的排列顺序号。3台高加的主要技术参数见表1。

2 高加出水温度的意义

高加亦称表面式给水加热器，是利用汽轮机抽汽加热锅炉给水的装置，在火电厂抽汽回热系统中占有非常重要的地位。给水通过高加被加热从而提高了循环效率，可提高电厂热效率，节省燃料，有助于机组安全运行。

有资料表明，若锅炉给水温度降低1 K，发电煤耗即上升0.083 g/(kW·h)。高加出水温度与机组效率、煤耗有着密切的联系，是经济指标中重要的一项考核指标。

3 存在的问题

该公司2台机组自投产以来，一直存在#2机组#1～#3高加出水温度高于#1机组对应高加(在同等工况下)出水温度的现象。由于#1机组高加出水温度与省煤器进口温度基本一致，因此怀疑#2机组高加出水温度存在偏差(见表2)。将#2机组温度元件拆除并在标准室进行校验，3个温度元件均合格。因以，在点信息分散控制系统(DCS)组态中加入偏置，校准其显示数值。

表1 高压加热器主要技术参数

2010年6月，#2机组#1高加出水温度比省煤器入口温度高很多。通过调阅DCS历史趋势发现，2010年2月，#2机组高加出水温度与省煤器入口温度及#1机组对应高加出水温度的偏差在2℃左右。在接下来的几个月里，该趋势不断加大。至2010年6月18日，#2机组#1高加出水温度比省煤器入口温度高10℃，达到289℃;同时，#2机组#3高加、#2高加出水温度比#1机组相应高加出水温度高7℃左右。

表2 2台机组高加出水温度对比

4 原因分析

4.1 系统原因

4.1.1 高加入口三通

从系统上看，高加出水温度偏离正常值较大，很有可能是因为高加入口三通阀安装不严密或存在内漏。由图1可以看出，入口三通阀在全开位置或者全关位置时均会有给水流过。

图1 高加给水系统示意图

如果高加入口三通阀存在内漏，那么一部分给水就没有流经高加系统，而是从高加旁路流走。负荷没有变化时，给水流量和抽气量也不会有很大的变化，这时被加热的水就减少，同样的热量就会把流入高加系统的给水加热至更高的温度。如果安装不严密导致高加入口三通没有达到实际全开位，那么也会有给水从高加旁路流走，导致高加出水温度偏高。

因此，机务专业人员继续向开方向手摇高加出口电动门，手轮只摇了5圈后就无法再摇动，此时观察高加出水温度没有变化。

4.1.2 高加旁路管道

对高加旁路管道进行检查，也可以确定是否有给水流经旁路。首先，拆除高加旁路管道不同部位的保温，用测温仪采取多点测温的方法，测得温度基本接近环境温度，并且几个测温点温度基本一致。然后，缓慢开启旁路管道手动疏水门，未见有水流出，基本可排除给水流经高加旁路进入省煤器的可能。

4.1.3 高加水侧泄漏

高加给水管路发生泄漏，同样也会导致给水量减少。通过调阅运行记录发现，没有疏水调门开度增大或者水位上升的趋势，各高加疏水温度也很稳定。因此，基本可以排除高加泄漏导致出水温度出现偏差的因素。

4.2 测量系统

测量系统如果存在问题，同样会使高加出水温度偏离正常值。整个测量回路大致可以分为元件、安装位置、补偿导线和DCS组态。#1～#3高加出水温度测量元件安装于各高加出口管道根部，可以直接测量高加出水温度。

4.2.1 回路检查

热控专业人员对#2机组高加出口温度元件进行校验，合格。通过对比元件长度和内套管深度后，认定元件完全可以插入套管底部，不存在插入深度不够，导致温度测量不准的情况。进行DCS组态检查，2台机组高加出水温度均为K分度，没发现问题。然后将#1，#2机组对应的高加温度元件进行互换，并将元件接至备用补偿导线，DCS画面显示温度与原来一致，#2机组高加出口温度仍然偏高。

4.2.2 就地检查

热控人员分别测量#1，#2机组就地测量元件处的电压，电压一致;2台机组处于同一个汽机房内，故环境温度一致，所以，送至DCS的温度显示应该一致;同时，查对K分度热电偶对应表，发现#2机组的显示温度比查表计算所得的温度高10℃，可判断热控测量回路的补偿导线存在问题。

临时拉一根K型补偿导线，将元件接入后，发现DCS画面显示温度与#1机组一致，#2机组#1高加出水温度与省煤器入口温度也一致，判断为补偿导线有问题。因为现场热电偶大部分为K，E 2种分度，立刻找来一个E分度元件接原来的补偿导线，发现这时温度显示与#2机组省煤器入口温度一致。因此，进一步判断补偿导线为E型，与温度元件型号不一致。

补偿导线的作用在于补偿测量元件接线处与DCS卡件处的温度差，2月处于冬季，就地温度与DCS电子间温度基本一致，不存在补偿问题;当现场温度逐渐升高后，温差渐渐增大，此时补偿导线发挥作用，测量差越来越大。

5 处理措施

由于重新拉电缆工作量比较大，因此保持原补偿电缆不动。将#2机组3台高加的出口温度元件全部更换为E型温度元件并修改DCS组态重新下装后，#2机组高加出水温度与#1机组高加出水温度基本一致，#1高加出水温度与省煤器进口温度基本一致。

6 经验总结

(1)高加的效率一般是达不到设计值的，因此，高加出口温度比设计的出口温度高出10℃是不可能的;同时，#2机组高加曾经发生过水侧泄漏事件，封死了很多给水管路，加热效率只能比设计值低。

(2)在查看2台机组补偿导线的颜色时，因K型与E型补偿导线颜色差别不大，也对问题的判断产生偏差。

(3)由于2台机组就地元件均为K型热电偶，#1机组补偿导线为K型，#2机补偿导线为E型，因此，2台机组无论怎样互换元件或DCS卡件都不会使测量温度发生变化。判断温度是否正确最根本的方法是就地检测测量元件处的电压和环境温度，看通过计算得出的温度是否与DCS一致。

(4)由于#2机组高加出水温度偏差是从2月至6月缓慢增大的，使得对于问题的判断产生了误区，认为高加系统存在问题，给判断高加出水温度偏高的真实原因增加了难度。

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