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[摘 要]暖风器在运行的过程中，会发生泄露，造成空预器冷端低温腐蚀、积灰等不良后果，同时也使得维护量大增，检修人员疲于应付，针对这种情况，本文分析讨论了暖风器发生泄漏的原因及解决措施，并针对目前运行的暖风器提出了一些建议。
[关键词]暖风系统 泄露 解决措施
中图分类号：TK224.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0037-01
引言
目前电站锅炉使用的暖风器大部分是利用蒸汽作为热源来加热空气的，这样可以避免在预热器金属表面造成的氧腐蚀和三氧化硫造成的硫酸腐蚀，使金属壁的积灰大为减轻，不致因堵灰造成风系统阻力的增加，从而大大延长空气预热器的使用寿命，确保了机组的安全稳定运行。 锅炉暖风器工作压力一般为0.4～1.0Mpa，工作温度一般为150～350℃，基本属于低温低压，其比较常见的缺陷为泄漏，分为内部泄漏和外部法兰泄漏。
1.暖风系统的泄露部位
1.1 内部泄漏
暖风器在运行的过程中，风道内的振动比较小，一般不应该发生泄漏，并且内部泄漏比较难找，只能通过堵管的办法来实现。发生内部泄漏后，如果泄漏量比较小，外部不容易发现，容易造成空预器的堵灰，只有水从风道内流出或暖风器停运时风从暖风器疏水管道流出才能发现泄漏。在检查中可以发现，暖风器的泄漏一般是在管道与联箱的连接处（胀接的管子更容易发生此类缺陷），而管子泄漏的可能性极小，再仔细分析暖风器的结构，发现焊缝开裂是因为管排间的相对热膨胀引起。暖风器的膨胀有两种情况，一种是整体热膨胀，由管内工质温度引起；另一种是管排间的热膨胀，主要是由空气进出口温度不同引起。以大唐盘电一次风暖风器运行工况为例：进口风温为-17℃，出口风温为40℃，进出口温差约为60℃，由此温差引起的管排间的相对膨胀量一般大于1mm。 在以前的结构设计上，考虑了整体热膨胀，但很少考虑管排间的热膨胀，由于此膨胀在结构上不能吸收，导致在薄弱的焊缝处拉裂，造成泄漏。解决此泄漏问题的关键在于在结构上要有吸收上述两种膨胀现象的结构措施。
1.2 外部泄漏
目前较为常见的为外部泄漏。外部泄漏的主要原因是由于水击所引起的，由于系统内设计或安装不合理，疏水口不在系统的最低点，暖风器内部积水不能及时疏尽，这些水过冷后又与热的蒸汽进行热交换，反复混合，造成的水击现象比较严重。在暖风器投运后，检查各来汽管道的温度，其值与来汽温度应该相差不大，如果来汽管道的温度在100℃左右，造成水击的可能性比较大，在此处增加疏水点；另暖风器来汽联箱的盲肠端不易太长，否则容易积水。若暖风器堵管的数目比较多时，与设计工况不符，疏水温度较低并且量大，疏水阀无法将其及时疏出，容易在暖风器内部发生水击，这时可将疏水旁路阀打开，增加暖风器内蒸汽的流动速度。设计安装时，各暖风器的疏水管道在经过疏水门后混合，而避免混合后进行疏水。因为各暖风器的换热能力和流动阻力不完全一样，如果现混合后疏水，容易造成暖风器间形成差压，造成系统内压力波动，形成水击。针对这种情况，可以对暖风器结构进行改进，例如增设疏水点、各暖风器的疏水管道在经过疏水门后混合。
2.发生泄漏的原因分析
2.1 由于水击振动造成传热管焊缝开裂、疏水管焊口开裂以及法兰接合面泄漏。
系统水击问题一般发生在调节情况下，现在暖风器热力系统内有4个并联暖风器，在蒸汽母管与疏水扩容器之间的汽水侧组成4个并联支路。各支路的汽水流量不仅取决于支路的流动阻力，同时还取决于暖风器的换热能力。暖风器的换热能力主要取决于暖风器本身，变化不大；当调节不当或其它原因使得某支路的流动阻力相对较大，进汽流量较小时，将会在该支路的暖风器内形成低压，造成系统内压力波动，形成水击。另外，疏水各支管阻力若相差过大，由于相互干挠也经常会造成阻力较大的一路疏水不畅形成水击振动。强烈而持续的振动又造成管道焊口开裂、法兰密封接合面损坏。因为暖风器的来汽参数、一二次风量、环境温度均为变量，经常变化，特别是北方地区冬季环境温度变化频繁而且相差悬殊，这样暖风器就需要经常调整，调整过程中若调整不合适就会发生水击振动，这也是泄漏频繁发生，重复缺陷较多的原因。
2.2 暖风器有时存在结冰现象造成传热管冻裂
一般暖风器下数第一排最先接触到冷风，风温最低，风温由下向上递增，所以下数第一排管换热介质之间的温差最大，凝结水量也最多，另一方面因为暖风器为水平布置或小倾角布置，再加上暖风器出口与疏水箱的高差较小（约2.5m）在无压依靠自流疏水的情况下，有时会出现疏水不畅现象，若下数第一排管疏水不畅，靠近出口联箱处的积水往往就会成为过冷水进而结冰，并将传热管冻裂。
2.3 由于热胀冷缩原因传热管存在焊口拉裂的可能。
传热管在冷轧加工时局部存在应力，退火时可能出现微裂纹，另外暖风器在长度方向上和高度方向上存在热胀冷缩现象，虽然有的锅炉暖风器在长度方向上增加了波形补偿器，但高度方向上仍无法补偿，这样就存在因热胀冷缩原因导致传热管焊口拉裂及微裂纹扩大的可能。
3.暖风泄露的解决方法
3.1 加强冬季运行期间对暖风器设备的管理
就目前冬季运行期间设备的管理手段来看，主要是通过加强设备点检，及时发现异常，加以处理，消除隐患。一是检查暖风器是否存在内漏，可通过安装的观察窗查看，未安装观察窗的，通过从微开的风机排污门处查看是否有流水来确定（这种方法不太可靠，特别是氣温很低时，流下的水可能在风道内结冰而不流出），如有内漏要及时隔离。二是检查暖风器是否有水击振动现象，要及时分析原因并联系运行进行人员调整消除，一般要在保证出口风温要求（冷端综合温度不低于138℃）下，将各支管疏水温度调整至彼此相差10～15℃以内（经验值），以避免发生水击。三是检查是否存在外漏点和其它缺陷，特别是来汽调门、供汽总门分门、疏水分门、疏水器等关键处是否有法兰垫漏汽漏水、阀门阀芯脱落、疏水器浮球损坏等，发现问题及时消除，避免因缺陷扩大停系统处理。四是通过SIS画面经常查看暖风器运行各参数，如来汽压力、温度、调门开度、一二次风出入口风温、各支管疏水温度、排烟温度以及空预器出入口烟气压差等，从中观察和分析是否有异常现象，及时应对。
3.2 对暖风器本体进行必要的改造
对内漏严重打堵解列超过25%（换热面积设计裕量25%），换热面积已不能满足设计和使用要求的暖风器本体，如5号炉暖风器要利用大小修时机进行更换，新的暖风器在设计上要有所改进，出口联箱要布置在风罩外，并考虑加装管座，以利于检修和提高强度，风罩要做成波纹盒状，能够补偿暖风器在长度方向上的膨胀量；另外传热管壁厚要增至3mm，提高强度。其它有少量传热管内漏的暖风器要利用检修时机打压检查彻底封堵。
3.3 做好冬季运行前的准备工作
每年入冬前，要全面地认真检查和检修暖风器系统所有设备，特别是要把上年运行中发现的问题做为检修重点，做到对设备状况心中有数，再就是要准备好必要的备件材料，如疏水器的浮球，各种填料、密封垫等，以备不时之需。
4.结语
通过必要的设备和系统改造以及大力加强冬季运行期间的设备管理，暖风器系统泄漏缺陷多发的问题是能够解决的，暖风器设备是可以受控在控的。
参考文献
[1] 罗洪新，苏盛波，赵敏.国产首台600MW机组锅炉暖风器系统在运行中存在的问题及解决的措施.黑龙江电力，2000，22（1）.
[2] 赵之军，陆逢莳，等.锅炉新型暖风器及其自动控制装置应用实践.中国电力，2007，40（9）.
[关键词]暖风系统 泄露 解决措施
中图分类号：TK224.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0037-01
引言
目前电站锅炉使用的暖风器大部分是利用蒸汽作为热源来加热空气的，这样可以避免在预热器金属表面造成的氧腐蚀和三氧化硫造成的硫酸腐蚀，使金属壁的积灰大为减轻，不致因堵灰造成风系统阻力的增加，从而大大延长空气预热器的使用寿命，确保了机组的安全稳定运行。 锅炉暖风器工作压力一般为0.4～1.0Mpa，工作温度一般为150～350℃，基本属于低温低压，其比较常见的缺陷为泄漏，分为内部泄漏和外部法兰泄漏。
1.暖风系统的泄露部位
1.1 内部泄漏
暖风器在运行的过程中，风道内的振动比较小，一般不应该发生泄漏，并且内部泄漏比较难找，只能通过堵管的办法来实现。发生内部泄漏后，如果泄漏量比较小，外部不容易发现，容易造成空预器的堵灰，只有水从风道内流出或暖风器停运时风从暖风器疏水管道流出才能发现泄漏。在检查中可以发现，暖风器的泄漏一般是在管道与联箱的连接处（胀接的管子更容易发生此类缺陷），而管子泄漏的可能性极小，再仔细分析暖风器的结构，发现焊缝开裂是因为管排间的相对热膨胀引起。暖风器的膨胀有两种情况，一种是整体热膨胀，由管内工质温度引起；另一种是管排间的热膨胀，主要是由空气进出口温度不同引起。以大唐盘电一次风暖风器运行工况为例：进口风温为-17℃，出口风温为40℃，进出口温差约为60℃，由此温差引起的管排间的相对膨胀量一般大于1mm。 在以前的结构设计上，考虑了整体热膨胀，但很少考虑管排间的热膨胀，由于此膨胀在结构上不能吸收，导致在薄弱的焊缝处拉裂，造成泄漏。解决此泄漏问题的关键在于在结构上要有吸收上述两种膨胀现象的结构措施。
1.2 外部泄漏
目前较为常见的为外部泄漏。外部泄漏的主要原因是由于水击所引起的，由于系统内设计或安装不合理，疏水口不在系统的最低点，暖风器内部积水不能及时疏尽，这些水过冷后又与热的蒸汽进行热交换，反复混合，造成的水击现象比较严重。在暖风器投运后，检查各来汽管道的温度，其值与来汽温度应该相差不大，如果来汽管道的温度在100℃左右，造成水击的可能性比较大，在此处增加疏水点；另暖风器来汽联箱的盲肠端不易太长，否则容易积水。若暖风器堵管的数目比较多时，与设计工况不符，疏水温度较低并且量大，疏水阀无法将其及时疏出，容易在暖风器内部发生水击，这时可将疏水旁路阀打开，增加暖风器内蒸汽的流动速度。设计安装时，各暖风器的疏水管道在经过疏水门后混合，而避免混合后进行疏水。因为各暖风器的换热能力和流动阻力不完全一样，如果现混合后疏水，容易造成暖风器间形成差压，造成系统内压力波动，形成水击。针对这种情况，可以对暖风器结构进行改进，例如增设疏水点、各暖风器的疏水管道在经过疏水门后混合。
2.发生泄漏的原因分析
2.1 由于水击振动造成传热管焊缝开裂、疏水管焊口开裂以及法兰接合面泄漏。
系统水击问题一般发生在调节情况下，现在暖风器热力系统内有4个并联暖风器，在蒸汽母管与疏水扩容器之间的汽水侧组成4个并联支路。各支路的汽水流量不仅取决于支路的流动阻力，同时还取决于暖风器的换热能力。暖风器的换热能力主要取决于暖风器本身，变化不大；当调节不当或其它原因使得某支路的流动阻力相对较大，进汽流量较小时，将会在该支路的暖风器内形成低压，造成系统内压力波动，形成水击。另外，疏水各支管阻力若相差过大，由于相互干挠也经常会造成阻力较大的一路疏水不畅形成水击振动。强烈而持续的振动又造成管道焊口开裂、法兰密封接合面损坏。因为暖风器的来汽参数、一二次风量、环境温度均为变量，经常变化，特别是北方地区冬季环境温度变化频繁而且相差悬殊，这样暖风器就需要经常调整，调整过程中若调整不合适就会发生水击振动，这也是泄漏频繁发生，重复缺陷较多的原因。
2.2 暖风器有时存在结冰现象造成传热管冻裂
一般暖风器下数第一排最先接触到冷风，风温最低，风温由下向上递增，所以下数第一排管换热介质之间的温差最大，凝结水量也最多，另一方面因为暖风器为水平布置或小倾角布置，再加上暖风器出口与疏水箱的高差较小（约2.5m）在无压依靠自流疏水的情况下，有时会出现疏水不畅现象，若下数第一排管疏水不畅，靠近出口联箱处的积水往往就会成为过冷水进而结冰，并将传热管冻裂。
2.3 由于热胀冷缩原因传热管存在焊口拉裂的可能。
传热管在冷轧加工时局部存在应力，退火时可能出现微裂纹，另外暖风器在长度方向上和高度方向上存在热胀冷缩现象，虽然有的锅炉暖风器在长度方向上增加了波形补偿器，但高度方向上仍无法补偿，这样就存在因热胀冷缩原因导致传热管焊口拉裂及微裂纹扩大的可能。
3.暖风泄露的解决方法
3.1 加强冬季运行期间对暖风器设备的管理
就目前冬季运行期间设备的管理手段来看，主要是通过加强设备点检，及时发现异常，加以处理，消除隐患。一是检查暖风器是否存在内漏，可通过安装的观察窗查看，未安装观察窗的，通过从微开的风机排污门处查看是否有流水来确定（这种方法不太可靠，特别是氣温很低时，流下的水可能在风道内结冰而不流出），如有内漏要及时隔离。二是检查暖风器是否有水击振动现象，要及时分析原因并联系运行进行人员调整消除，一般要在保证出口风温要求（冷端综合温度不低于138℃）下，将各支管疏水温度调整至彼此相差10～15℃以内（经验值），以避免发生水击。三是检查是否存在外漏点和其它缺陷，特别是来汽调门、供汽总门分门、疏水分门、疏水器等关键处是否有法兰垫漏汽漏水、阀门阀芯脱落、疏水器浮球损坏等，发现问题及时消除，避免因缺陷扩大停系统处理。四是通过SIS画面经常查看暖风器运行各参数，如来汽压力、温度、调门开度、一二次风出入口风温、各支管疏水温度、排烟温度以及空预器出入口烟气压差等，从中观察和分析是否有异常现象，及时应对。
3.2 对暖风器本体进行必要的改造
对内漏严重打堵解列超过25%（换热面积设计裕量25%），换热面积已不能满足设计和使用要求的暖风器本体，如5号炉暖风器要利用大小修时机进行更换，新的暖风器在设计上要有所改进，出口联箱要布置在风罩外，并考虑加装管座，以利于检修和提高强度，风罩要做成波纹盒状，能够补偿暖风器在长度方向上的膨胀量；另外传热管壁厚要增至3mm，提高强度。其它有少量传热管内漏的暖风器要利用检修时机打压检查彻底封堵。
3.3 做好冬季运行前的准备工作
每年入冬前，要全面地认真检查和检修暖风器系统所有设备，特别是要把上年运行中发现的问题做为检修重点，做到对设备状况心中有数，再就是要准备好必要的备件材料，如疏水器的浮球，各种填料、密封垫等，以备不时之需。
4.结语
通过必要的设备和系统改造以及大力加强冬季运行期间的设备管理，暖风器系统泄漏缺陷多发的问题是能够解决的，暖风器设备是可以受控在控的。
参考文献
[1] 罗洪新，苏盛波，赵敏.国产首台600MW机组锅炉暖风器系统在运行中存在的问题及解决的措施.黑龙江电力，2000，22（1）.
[2] 赵之军，陆逢莳，等.锅炉新型暖风器及其自动控制装置应用实践.中国电力，2007，40（9）.