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軸封蒸汽電加熱器典型故障發現及處理過程

【摘 要】本文主要通過對某電廠軸封蒸汽電加熱器扑克王app下载二维码典型故障發現及處理過程,來分析軸封控制系統及加熱器故障的可能的原因,為及早發現大型機組配置的軸封蒸汽電加熱器故障提供建議。

【關鍵詞】軸封蒸汽電加熱;電加熱管;可控硅觸發器

引 言:大型發電機組為解決啟機過程中軸封蒸汽溫度偏低,進而影響汽輪機轉子使用壽命的問題, 通常在軸封系統配置一臺蒸汽電加熱器,以提高軸封供汽溫度。 在機組啟動過程中或輔汽溫度較低時,投入輔汽至軸封蒸汽電加熱聯鎖,當輔汽至軸封蒸汽電加熱器出口母管溫度 <300℃ 時, 軸封蒸汽電加熱器自動投入運行,有效解決軸封蒸汽溫度偏低問題。軸封蒸汽電加熱控制系統不穩定和加熱器故障及滲漏等為日常運行維護的常見故障,發生頻率較高,且不容易發現。本文通過對某電廠軸封蒸汽電加熱控制系統及加熱器故障發現及處理過程,對故障的原因做出分析,并為及早發現故障提供建議。

1 事故經過

2018 年 4 月, 某電廠維護人員日常巡檢時發現汽機變振動較大,調取電壓曲線發現三相電壓不平衡,立即對汽機變負荷展開檢查。 最終發現在機組軸封蒸汽電加熱投入運行時,汽機段電壓不平衡、汽機變振動偏大,軸封蒸汽電加熱退出運行時,汽機段電壓平衡,汽機變正常。 既而對軸封蒸汽電加熱進行全面檢查。每臺機組配置一臺功率為 300kW 的蒸汽電加熱器,每臺蒸汽電加熱器分為 3 組, 每組功率 100kW , 加熱器額定電壓AC380V ,為三角形接法。 蒸汽電加熱器控制系統,通過采樣加熱器出口母管溫度,控制可控硅觸發器來調節加熱器的電壓,致使出口母管的溫度達到目標值,形成閉環調節。檢查中發現,在加熱器投入運行時,控制柜測量三組可控硅輸出電壓均不平衡,電壓不平衡率超過 50% ,可控硅觸發器出廠設置選用的是電壓觸發接線方式, 觸發器跳線選擇為電壓輸入,即使更改為電流觸發接線方式,三相電壓仍不平衡,外加電源、人為改變可控硅觸發角,三相電壓仍不平衡,最終分析發現控制隔離變的 N 端和可控硅觸發器的 N 端與控制柜的外殼未接地,接地整改后三相電壓平衡。同時對三組加熱器的直阻進行測量,絕緣進行檢查,情況如表 1 

打開軸封電加熱器接線腔檢查, 發現第一組和第二組的每根加熱器管的連接銅排已經嚴重損壞, 并發現在加熱器管板和散熱區部位有滴水現象,詳見下圖,以上分析,初步判斷內部加熱管有損壞。 因現場不具備檢修條件,進行返廠處理。

2 處理方案

扑克王app下载二维码打開腔室對加熱器內部進行檢查,對 42 支電加熱管進行檢測,有 11 支電加熱管絕緣電阻、直阻值均不滿足要求,其中散熱區散熱套管在水壓試驗過程中有 1 支漏水。

處理步驟:

( 1 )將電加熱器抽芯,放在水井里做浸水試驗。 發現有 11根電熱器完全損壞, 2 根絕緣電阻為 5MΩ , 4 根絕緣電阻為

扑克王app下载二维码10MΩ ,其它電熱器在 20MΩ 以上,將所有未損壞的電熱器進入 500℃ 烘箱 48h 排潮,再進行檢測,發現 5MΩ 和 10MΩ 沒有變化,說明已損壞。

扑克王app下载二维码( 2 )割掉腔室,磨掉所有的電熱管焊接處,拆除所有的電熱管、拉桿及折流板。 將檢測合格的電熱管進烘箱進行 48h 排潮。

扑克王app下载二维码( 3 )用鉆床切削掉散熱區漏水的散熱套管。

( 4 )按照產品功率及外形尺寸重新制作電加熱管及散熱套管。

扑克王app下载二维码( 5 )重新安裝散熱套管并焊接,將拉桿及折流板重新焊接到管板上, 將重新制作的電熱管及原有好的電熱管重新按要求穿進散熱套管進行焊接。

( 6 )對所有電加熱管進行耐壓試驗、測絕緣電阻及阻抗,合格后將電熱管與散熱套管重新焊接起來后, 將電加熱器芯與容器安裝好做水壓試驗。

扑克王app下载二维码( 7 )根據要求做 30min 水壓試驗,檢測散熱套管是否漏水及絕緣電阻是下降。

扑克王app下载二维码( 8 )將檢測好的電加熱器立起來,兩次滴絕緣膠并上絕緣瓷頭、螺母墊片等。

( 9 )根據要求腔室內接線。 檢測耐高壓、絕緣電阻、相間阻抗等。

3 原因分析

電加熱器進口溫度 200℃ , 出口溫度 270℃ , 蒸汽流量5.4T/h ,從容器外殼顏色已經變藍發黑判斷,原因為經受過內部高溫透熱,而產生此現象的原因可能有以下幾點:

( 1 )配套的恒溫控制柜在運行過程中出現三相不平衡現象,可能導致部分加熱器超溫;

( 2 )蒸汽流量不穩出現波動,氣量偏小,電熱管瞬間出現超高溫并擊穿,電熱管出現撕裂炸管;

( 3 )由于電加熱器運行時間較長,已達 5 年,電熱管長期以來吸收潮氣,在電熱管內部聚集,導致管內部氧化鎂粉絕緣降低,電熱管外殼與導電棒之間引弧,造成電熱管擊穿并產生炸管現象;

扑克王app下载二维码( 4 )該電加熱器于 2013 年 2 月底設計制造,在管板和接線盒之間散熱區部位原設計采用不銹鋼護套管, 電熱管穿過護套管在接線腔室端板處焊接密封而成。