1 概述：
某电厂二期2台汽轮发电机组采用美国通用电气公司(GE) 一次中间再热、亚临界、单轴、双缸、双排汽、冲动凝汽式汽轮机，型号为D5 TC2F42， 经济连续出力(ECR)350MW。配套三台高压加热器系福斯特•惠勒公司生产的U型管表面卧式加热器，其中，#6高压加热器汽源取自汽轮机中压缸第三级抽汽。
2020年4月21日，#3机组负荷363MW，运行人员发现来自的#6高加正常疏水阀开度由66%增大到105%，出水温度由213℃下降至206℃，水位由-79 mm增至+6mm，疏水端差由4.54℃增至6℃。
2 处理过程简述：
#3机#6高加正常疏水阀开度异常后，初步原因为由于正常疏水阀结盐，导致通流面积减小所致。因此，8月21日隔离正常疏水阀前、后隔离阀，高加正常疏水调阀进行检查，清理了阀门内部结垢、重新设定阀门关闭零位，但投运后该阀开度及加热器运行参数并未改善，机组负荷250MW时#6高加危急疏水阀开度也增至94%。
为确认#6高加是否存在管束泄漏, 8月22日机组减负荷至180MW，待负荷稳定后，将#7高加至#6高加正常疏水阀逐步关闭，#7高加疏水通过危急疏水阀直排凝汽器，由危急疏水阀调整#7高加水位；然后将#6高加水侧、汽侧交替缓慢隔离，过程中观察#6高加水位变化及危急疏水阀动作情况无异常；直至汽、水侧阀门均处于关闭状态；再微开高加进水阀小旁路，约10分钟后#6高加汽侧水位明显上升，从而确认该高加管束泄漏，
8月25日，拆除#6高加人孔门盖，高加汽侧充压缩空气查漏确认高加出水侧左起第35列，下部第1、2根泄漏，用进口液压p2-500-Q型管塞对泄漏管束堵漏，对与泄漏点相邻管束做预防性封堵，至8月28日凌晨抢修工作结束，#6高加投运后各参数正常。
3 原因分析：
3.1 高加进水、进汽对高加管束的热冲击
高加管束受到急剧的加热和冷却时，其管束材料产生很大的温差，进而引起冲击热应力，这种现象称为热冲击。由热冲击产生的热应力超过材料的屈服极限导致高加管束的损坏和泄漏。
高加容易产生受到热冲击影响而被破坏的位置主要有两类。一类为高加进汽入口导流挡板出口处的管束，此处首先接触高温蒸汽，受到的热应力最大；另一类为承受较大给水压力和因温度分布不均产生交变热应力的管束焊缝，当给水压力和交变热应力的累积影响导致焊缝的微小裂纹逐步扩大时，就会导致泄漏。
加热器在启停过程或调峰时负荷变化速度太快、主机或加热器故障而骤然停运加热器时，都会使金属温升率、温降率超过规定，导致高加的管束与管板受到较大的热应力，管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏，引起端口泄漏。
3.2 工作介质对管束的损伤和破环
(1) 冲刷侵蚀：过热蒸汽冷却段及其出口处管束最易受到湿蒸汽的侵蚀。过热蒸汽进入高加进汽包壳后对管束形成持续冲刷，特别是超热负荷时抽汽流量超限流速加快，易造成过热段最外侧管束受蒸汽冲刷致管壁减薄而泄漏。若汽流中含有大直径的水滴时，管子外壁受汽、水两相流冲刷，更容易变薄，发生穿孔或受给水压力而鼓破。
(2) 管子给水入口端的冲蚀：损坏部位一般发生在给水入口端200mm处。入口管端侵蚀是侵蚀和腐蚀共同作用的表现，其具体原因是管端金属表面氧化层被高速紊流的给水破坏带走，这种连续不断的过程导致管壁不断减薄，最终破损，有时损坏面会扩大至管端焊缝甚至管板。
(3)相邻管束的介质冲刷：当高加内某根管子发生损坏泄漏时，高压给水从泄漏处以极大的速度冲出会将邻近的管子或隔板冲刷破坏。
3.3腐蚀
机组给水品质规定：给水容氧＜20ppb,PH值为9.0—9.5。若给水容氧超标，将造成高加U型钢管管壁腐蚀减薄，且钢管与管板间的胀口会因腐蚀而松弛。
在高加长时间停运时，若没有按要求采取蒸汽侧充氮和水侧充氨来进行保养，将会导致管束内部壁受到腐蚀。
3.4水侧超压
高加管束水侧超压轻则造成安全阀动作跑水，重则导致管束超过屈服极限，特别是原来存在缺陷的管束和胀口更容易发生泄漏。这种情况的发生通常是由于汽动给水泵调节失灵，转速异常升高所致。
3.5 在机组高压加热器组中，#6号高加所处的工作条件相对恶劣，发生泄漏的概率最大，其具体表现为：
(1) 六号高压加热器抽汽为再热后第一段抽汽，抽汽温度高，压力低，比容大，因此在加热器中的流动速度较快，从而引起加热器内部有关部件的冲蚀、振动和破坏。
(2) 六号高加水位控制较难，其水位受七、八号高加的疏水的影响并且疏水量较大，因而引起的波动也较大。电厂从安全角度考虑，一般采用低水位运行，但这会导致加热器疏水冷却段存在汽水两相流，一方面冲蚀疏水冷却段，另一方面由于两相流的存在，抽汽热量不能被完全利用，这就引起加热器抽汽量的增加。这些也会导致加热器的冲蚀、振动和损坏。
(3) 六号高加给水来自给水泵出口，承受的水侧压力最高，抽汽压力来自三抽蒸汽，相比压力最低，因此六号高加汽水两侧压差在高压加热器组中最大。在高压加热器组中，六号高加抽汽温度最高，给水温度最低，所以汽水两侧的温差也是高压加热器组中最大的。
3.6 管束振动
（1）启动时暖管不充分、管道积水或给水温度过低、机组超负荷等情况下，发生水锤现象时，通过加热器管子间蒸汽流量和流速工况超过设计值较多时，具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用下会产生振动。当激振力的频率与管束自然振动频率或其倍数相吻合时，将引起管束共振，使振幅大大的增加，导致管子与管板的连接处受到反复作用力造成管束损坏。
（2）二期高加使用管束的规格为φ15.875×1.448mm，国内此类型高加一般选用φ16×2mm的管束。二期高加管束壁厚偏薄使其强度、刚度偏低，在管束与支撑隔板间隙偏大时，管束振动幅度加大，加剧管束的磨损而泄漏。
（3）支吊架松动，管道布置不合理，会造成管束与高加本体振动不同步引起断裂而泄漏。
3.7 管束材质及制造、检修工艺不良
（1）管子材质不良、管壁厚簿不均、组装前管子有缺陷、胀口处过胀、管子外侧有拉损伤痕等，在加热器遇到异常工况时，会导致管束损坏。
（2）在检修时，一般常用锥形塞焊接堵管，捶击力量太大，引起管孔变形；在焊接过程中，如预热、焊缝位置及尺寸不合适，都会造成邻近管子与管板连接处的损坏，使之出现新的泄漏。
7 防范措施：
（1）加强技术监督管理，检修中对管束进行涡流探伤检查，普查管束腐蚀、壁厚减薄的现状，及时封堵减薄量超标的管束。
（2）经常比较高加参数，发现高加管束泄漏，尽快停用高加，避免泄漏管束吹损邻近管束。
（3）高压加热器的投停过程中，必须要严格控制高压加热器的温升、温降速度，减小热应力和胀差，发生异常时及时停止高加的投停操作。
（4）控制高压加热器疏水水位，严格控制疏水水位在设计值±25mm范围内，防止蒸汽进入疏水冷却段，造成汽液两相流冲刷管壁。
（5）当高加泄漏后，对靠近泄漏管子的一层管子进行预防性堵管，防止周围钢管因冲刷减薄留下泄漏隐患。
（6）对管束强度进行校核，评估高加寿命，加强运行管理。
（7）控制减少机组的启停次数，缓解加热器受到冷热冲击的频次。
结束语
总而言之，造成高压加热器管束泄漏的因素很多，特别是对于运行时间达到十年以上的高压加热器，管束泄漏是火力发电厂频发性缺陷，如何控制加热器管束泄漏的频次、延长设备的使用寿命，提高机组运行的可靠性、经济性和发电能力是摆在技术管理人员的现实问题。因此，本文根据电厂高压加热器实际运行情况，结合管束泄漏检查发现的问题，进行了故障原因分析和制定了预控措施，有效降低电厂发生加热器管束故障的可能，并在实际应用中得到验证。
参考文献：
(1) 姚利娜、李吉波 300MW机组高压加热器泄漏原因分析及预控措施，宁夏电力2006第五期(2) 张国 673 高压加热器泄漏原因分析及防止措施 工业技术2005第24期
(2) 李延群、冯兴隆 大容量机组高压加热器故障原因分析及对策 热力发电2003第6期