锅炉暖风器泄漏原因分析及解决措施

口处工质为过热蒸汽，中间工质为饱和的蒸汽和凝结水，出口为凝结疏水。汽侧蒸汽来自电厂辅助联

热风出口

蒸汽进口

疏水出口

器入口二次风竖直风道内，暖风器截面面积6950

mm×3670mm，厚4mm，长800mm[1]。

电厂运行规程规定，一、二次风温度低于20℃或冷端平均温度低于70℃时应投入暖风器运行。

2

冷风进口

存在的问题

自机组投产运行以来,锅炉暖风器故障率较高,

图1暖风器铝翅管结构示意图

经常发生泄漏，采用堵管的办法解决，反而使暖风器

[收稿日期]2010-12-20；[修改日期]2011-03-18

[作者简介]王喜军（1976—），男，内蒙古人，助理工程师，从事电厂锅炉技术管理工作。

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王喜军，等：锅炉暖风器泄漏原因分析及解决措施2011年第29卷第3期

换热效果变差。出现的问题主要有：

（1）由于暖风器故障，在环境温度(冷风温度)较低时，空气预热器出口一、二次热风温低于设计值，增大了空气预热器冷端的低温腐蚀程度。

（2）由于烟气水分增加，灰尘容易粘结在电除尘阴极线和阳极板上，不容易振打下来。如果电除尘器内温度长期低于设计值，会造成除尘效率下降，并腐蚀除尘器内部部件。

（3）暖风器疏水输送到除氧器，由于暖风器换热管泄漏，进入疏水箱的冷凝水不畅，疏水量少，泵启停频繁，对泵体和电机造成损害。经检查发现离心式疏水泵入口已发生汽蚀现象。

管102根，材质20号钢；每台暖风器沿空气流动方向设计为6排，错列布置。二次风暖风器外管122根，材质20号钢；内管122根，材质20号钢；每台暖风器设计为6排管，错列布置。外管规格直径25mm厚2mm，内外套管形式见图2、图3。内套管内为蒸汽工质，外管与内管之间为汽水两相工质,外管翅片与空气进行换热。蒸汽工质在翅片管内形成了1个封闭的循环回路，蒸汽进口端和冷凝水排放端在同一侧，另一端的内管沿管长方向可自由移动（设计膨胀量30mm），外管在暖风器腔体内打卡固定（设计50mm浮动长度），也可以自由滑动。内管和外管均有足够的膨胀量，使管子所受热应力大大减少。

由于暖风器采用套管结构，实现了汽水分流，蒸汽在内管内流动，凝结水在内外管的环形空间中流动。由于暖风器在插入支撑框架时具有一定的倾斜度，疏水的排放更加畅通。在翅片管出口处，内管为过热蒸汽，环形空间内为冷凝水，出口处的冷凝水经内套管的过热蒸汽加热，温度与饱和水温度偏差较小，传热温差大，换热效果较好。

3

3.1

原因分析[2]

泄漏

（1）暖风器换热管外侧装有翅片，以加强换热。

翅片材料为铝质，采用轧制或焊接工艺。由于热胀冷缩的作用，翅片与管子易发生脱落，在局部疲劳应力作用下，产生裂纹。

（2）暖风器换热管结构设计不合理，膨胀量设计不足，造成管材局部热应力加大，导致管束泄漏。

（3）锅炉零米设备布置较紧凑，一、二次冷风道距离短且弯头较多，因此风道将产生较大振动及阻力，而暖风器本体与风道焊接，此振动会传递到暖风器本体上，易使管束在交变应力作用下发生泄漏。

4.2更换换热器

重新进行热力计算,一次风暖风器选择STNFQ-

1.2/800-940型换热器，换热面积为940m2；二次风

暖风器选择STNFQ-1.2/350-440型换热器。

4.3提高标高

疏水泵安装位置不变，将暖风器提高标高安装，

使疏水口标高高于疏水箱正常液位高度，在疏水侧设计安装自动浮球式疏水阀，使疏水合理回收。

3.2疏水不畅

疏水箱距离泵入口的高度必须保证有效的汽蚀

高度。暖风器疏水系统未设计自动疏水阀，且设备布置紧凑，疏水箱设计标高较暖风器的疏水口标高高。暖风器标高被限制，造成暖风器疏水不畅，疏水量达不到设计值。同时暖风器的换热能力也受到限制，管系内易发生水冲击，使得管道振动，增大了管道泄漏的可能性。

图2

铝翅管结构示意图

铝翅片基管

4

4.1

改造措施

改进结构

暖风器本体结构采用内套管加外管翅片（翅片

汽

由薄铝片轧制而成），且设计为可抽出形式，似火柴盒抽出式原理。在风道内设计移动轨道，在夏季不需要投运暖风器时，可将暖风器疏水排净，整体抽出，封闭暖风器腔体端盖，使风道阻力减小。

一次风暖风器外管102根，材质为20号钢；内

汽

水

图3套管自由端局部

（下转第111页）

2011年第29卷第3期张立功，等：直接空冷机组A列外电气设备的污闪原因及预防

111

外位置。该方案具有以下几个优点：

（1）将A列外所有外露绝缘的电气设备移出，可以避免这些部位因清洗污水污染造成污闪事故。

（2）主变、启（备）变、悬式绝缘子、主变避雷器等设备布置到空冷岛外部后，其外绝缘可按照当地的环境污区分布等级进行合理配置，不必再考虑因清洗污水造成的污秽闪络因素。

（3）与设备布置在空冷岛下方相比，主变离相封闭母线和启（备）变共箱封闭母线需要加长，变压器占地面积需要增加，相应投资增加，但与发生污闪事故的损失相比其经济性仍有优势。例如：按600

5结语

A列外电气设备发生污闪事故的2个必备条件

是污秽条件及潮湿条件，而凝汽器水清洗工作导致空冷岛下方A列外电气设备发生污闪事故的风险增加。在直接空冷机组的设计和运行中应将该风险进行重点考虑，积极采取针对性技术措施来有效控制污闪风险，确保机组的安全、可靠运行。

[参考文献]

[1]邱丽霞，郝艳红，李润林，等.直接空冷汽轮机及其热力系

统[M].北京：中国电力出版社，2006：87.

MW机组设备投资核算，假如500kV避雷器损坏，价格为8万元/台；更换施工费用约3万元；一次停

机的停电损失约为528万元（抢修最短时间33h、机组平均负荷400MW、电价为0.4元/kWh）。可见，

[2]华北电力科学研究院.快速积污导致的输变电设备污闪机

理及防治措施研究专题技术报告[R].北京：华北电力科学研究院，2007：5-12.

1次污闪事故造成损失约为539万元，但封闭母线设备等投资只需增加290万元左右。

（4）有效避免了空冷岛落物造成电气设备损坏或导电部位短路接地事故的发生。

经调研，山西京能漳山电厂2×300MW空冷机组采用该设计方案，运行过程中，上述电气污闪风险始终可控，同时运行维护量也大大降低。

[3]武汉高压研究所．GB/T16434—1996高压架空线路和发

电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准[S].北京：中国标准出版社，1996：3-11.

[4]机械电子工业部.JB/T5895—1991污秽地区绝缘子使用

导则[S].北京：机械工业出版社，1991：3-14.

[5]国家电网公司.国家电网公司十八项电网重大反事故措施

[M].北京：国家电网公司，2005：16-18.

编辑：郭昆

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（上接第106页）5

改造效果

设备布置方式，合理设计设备安装位置及空间，以提高设备及系统利用效率。

（2）加强设备运行维护，在暖风器不投运时，关闭汽门并将疏水排净，定期检查暖风器管束内壁结垢情况。

[参考文献]

[1]钱颂文.换热器设计手册[M].北京:化学工业出版社，2002：

18-26.

[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会，DL/T455—2008

锅炉暖风器[S].北京:中国电力出版社，2008.

2010年,利用锅炉B级检修机会,对暖风器进行了施工改造。检修后机组投运2个月（冬季），空气预

热器入口风温可达到并维持在20℃以上,未发生暖风器泄漏事故；疏水回收顺畅，暖风器压降、阻力符合设计要求；降低了一次风机、送风机的耗电量。

6建议

（1）在大型机组建设设计阶段，应充分考虑好

编辑：张俊英