回热加热器 的型式

第一节回热加热系统一、回热加热器的型式（一）按内部汽、水接触方式:混合式加热器与表面式加热器；演示文稿1.ppt1、混合式加热器⑴特点：①加热器本体简单，没有端差，热经济性好；②系统复杂，回热系统运行安全性、可靠性低、系统投资大。演示文稿2.ppt③设备多、造价高、主厂房布置复杂、土建投资大、安全可靠性低，使混合式低压加热器回热系统应用受到限制。⑵混合式加热器的结构.演示文稿3.ppt⑶重力混合式低压加热器回热系统.演示文稿4.ppt•特点：①降低了亚临界和超临界汽轮机叶片结铜垢及真空下的低压加热器氧腐蚀的现象；②提高了热经济性。•应用：•美国、英国及俄罗斯的300～1000MW的大型火电及核电机组上采用。演示文稿5.ppt2、表面式加热器•加热蒸汽与水在加热器内通过金属管壁进行传热，通常水在管内流动，加热蒸汽在管外冲刷放热后凝结下来成为加热器的疏水；演示文稿6.ppt•管内流动的水在吸热升温后的出口温度比加热器汽侧压力下的饱和温度要低，它们的差值称之为端差.演示文稿7.ppt⑴表面式加热器的特点①有端差，热经济性较混合式差。②金属耗量大，内部结构复杂，制造较困难，造价高。③不能除去水中的氧和其它气体，未能有效地保护高温金属部件的安全。④全部由表面式加热器组成的回热系统简单，运行安全可靠，布置方便，系统投资和土建费用少。演示文稿8.ppt⑤表面式加热器系统分成高压加热器和低压加热器两组；•水侧部分承受给水泵压力的表面式加热器称为高压加热器，承受凝结水泵压力的表面式加热器称为低压加热器。立式演示文稿16.ppt（二）按布置方式卧式演示文稿17.ppt高压加热器演示文稿18.ppt（三）按水侧压力低压加热器管板—U型管式演示文稿6.ppt二．表面式加热器结构螺旋管式演示文稿26.ppt2、按蒸汽冷却段和疏冷却段的布置分为：内置式和外置式。演示文稿28.ppt三、表面式加热器的疏水方式和疏水装置疏水逐级自流方式（一）疏水回收方式疏水逐级自流+疏水冷却器疏水泵方式1、疏水逐级自流方式演示文稿19.ppt2、疏水泵方式演示文稿20.ppt3、疏水逐级自流+疏水冷却器演示文稿21.ppt•疏水逐级自流方式的热经济性最差，但由于系统简单可靠、投资小、不需附加运行费用、维护工作量小而被广泛采用。•疏水泵方式热经济高，但系统复杂，投资大，耗厂用电又易汽蚀，可靠性低，维护工作量大，没得到广泛采用。•不同疏水收集方式的热经济性变化只有0.5％～0.15％，实际疏水方式的选择通过技术经济比较来决定。•4、实际疏水回收方式举例演示文稿25.ppt（二）疏水装置1、U形水封演示文稿22.ppt2、浮子式疏水器演示文稿23.ppt3、疏水调节阀演示文稿24.ppt4、汽液两相流自调节液位控制装置演示文稿27.ppt四、回热加热器的管道系统（一）回热抽汽系统1、回热抽汽管道的阀门演示文稿10.ppt（1）止回阀：防止汽水倒流入汽轮机，以免引起汽轮机超速和水击事故。（2）隔离阀：防止汽水倒流入汽轮机，检修时隔离。止回阀、隔离阀靠近抽汽口布置。止回阀控制机构：气动和液动。演示文稿15.ppt（3）回热抽汽管道的疏水。演示文稿10.ppt2.回热抽汽系统演示文稿10.ppt（二）回热加热器的疏水与放气系统1、回热加热器的疏水系统（1）高压加热器疏水演示文稿11.ppt•启动疏水：不合格的疏水经放水管放掉，合格的疏水逐级自流入除氧器或事故疏水扩容器。•正常疏水：逐级自流入除氧器。•事故疏水：通过事故疏水管道排入事故疏水扩容器。（2）低压加热器疏水演示文稿12.ppt•启动疏水：不合格的疏水经放水管放掉，合格的疏水通过各自事故疏水管道排入事故疏水扩容器或凝汽器。•正常疏水：逐级自流入凝汽器。•事故疏水：通过事故疏水管道排入事故疏水扩容器或凝汽器。2、回热加热器的排气系统•作用：排出汽侧和水侧不凝结气体，防止设备腐蚀，加强传热。（1）高压加热器排气：启动排气、正常排气演示文稿11.ppt•启动排气：启动和水压试验时的排气。经启动排气管直接排入大气。•正常排气：各加热器排气汇入排气母管流入除氧器。•排气管上设有二个隔离阀，隔离阀控制排气量，避免蒸汽被携带出，引起工质和热量损失。（2）低压加热器排气：启动排气、正常排气演示文稿12.ppt•启动排气：启动和水压试验时的排气。经启动排气管排入相对应凝汽器。•正常排气：各加热器排气经运行排气管排入相对应凝汽器。•排气管上设有隔离阀和节流孔板，隔离阀和节流孔板控制排气量，避免蒸汽被携带出，引起工质和热量损失。五、高压加热器自动旁路保护装置1、作用：在加热器故障时保证向锅炉供水。2、加热器给水旁路：大旁路和小旁路。3、自动旁路保护装置演示文稿14.ppt六、影响回热系统经济性的因素•给水回热系统的作用表现在两个方面：①从蒸汽热量的利用方面来看，回热抽汽无冷源热损失，提高了循环的热效率；②从温差换热过程看，回热抽汽对给水加热时的换热温差要比锅炉烟气换热时小得多，减少了给水加热过程的不可逆性，也减少了冷源损失，提高了循环的热效率。•采用给水回热加热，一般可节省燃料10％～15％。给水回热系统对热经济的影响直观地反映到给水温度上，而加热器投入率、加热器端差、除氧器运行方式等对回热系统的利用效果影响很大。1、提高高压加热器投入率⑴高压加热器投入率对给水温度和经济性的影响•高压加热器水侧、汽侧压力较高，容易发生故障，故障后不能正常投用，引起给水温度下降，煤耗率增加。•高压加热器投入率每降低1％，300ＭＷ机组发电煤耗率增加0.028％，因此提高高压加热器投入率意义重大。⑵高压加热器投入率低的原因•高压加热器内部管系泄漏是高压加热器故障停运的主要原因。泄漏原因有：①管子受冲刷侵蚀引起管系泄漏。②管束振动引起管系泄漏。③腐蚀引起管束泄漏。④超压引起管束泄漏。⑤制造质量不良引起管束泄漏。⑥管板变形引起管口泄漏。⑦加热器投停操作不当引起管束泄漏。⑧检修工艺不良，如加热器泄漏后堵管封焊工艺不良使堵管失效而再次发生泄漏。⑶高压加热器投入率目标值•对于随机组启停的高压加热器，其投入率大于或等于98％；对于定负荷启停的高压加热器，其投入率大于或等于95％。⑷提高高压加热器投入率的措施①在加热器启动时，应保持加热器排气畅通。将加热器内不凝结气体排出是保证加热器正常工作的重要条件。加热器内如有不凝结气体聚集，不但会降低加热器效率，而且还会加快部件的腐蚀。②采取随机组滑启滑停方式。③要规定和控制高压加热器启停中的温度变化率，防止温度急剧变化。冷态启动或工况变化时，温度变化率一般应限制在38℃／h。④避免加热器超负荷运行。加热器在超负荷工况运行时，蒸汽和给水都会加大加热器的工作应力，缩短加热器的使用寿命。如果两台并联的加热器一台停运，另一台将会严重的超负荷，这种工况应当避免。⑤当加热器长时间停运时，应在完全干燥后在汽侧充入干燥的氮气，以防止停运后的腐蚀，延长加热器的使用寿命。2、保证给水温度⑴给水温度对热耗率的影响•给水温度是指汽轮机最后一个高压加热器给水旁路门后的出水温度。对运行机组，同一负荷下给水温度的高低可以用来衡量回热系统的回热效果。•给水温度每升高1℃，可使热耗率降低0.03％～0.05％。所以，运行中应充分利用回热加热设备，尽量提高给水温度。⑵给水温度目标值•对运行机组，负荷变化，则加热器汽侧抽汽压力和温度、水侧流量和温度也随之变化。•给水温度的目标值为机组负荷对应下的设计给水温度。需要指出的是，目前有些考核办法片面追求给水温度，要求给水温度达到机组额定负荷下的设计值，有背于客观规律。⑶提高给水温度的措施①高压加热器随机启停。②采取措施提高加热器投入率。③采取措施减少加热器端差。④加强阀门检修管理，消除加热器旁路阀和高压加热器水室隔板泄漏现象，防止给水短路。3、降低加热器端差⑴加热器端差对机组经济性的影响•加热器的给水加热性能可用端差(又称上端差、出口端差)和疏冷段端差(又称下端差、入口端差)来表示。•上端差是指加热器进汽抽汽压力对应的饱和温度和给水出口温度之差；•下端差是指离开加热器壳侧的疏水出口温度和进入管侧的给水进口温度之差。•端差对机组经济性的影响，与端差的大小、相邻加热器抽汽能位的能级差以及机组本身的经济指标的高低等有关。•端差越大，机组经济性越差。•端差与热经济性•端差大，热经济性差；端差小，热经济性好；•一台大型机组，只须将全部高压加热器的端差降低1℃，机组热耗率就可降低约0.06％。•分析：抽汽压力不变端差增大本级抽汽量减少，高一级抽汽量增大回热抽汽做功比下降凝汽流做功比增大冷源损失增加机组效率下降。•运行中影响端差的因素：•1、加热器结垢；•2、加热器水位高，淹没部分换热面；•3、加热器内空气排出不畅；•4、加热器旁路阀不严；•回热抽汽管压降与热经济性•回热抽汽管压降：汽轮机抽汽口至加热器入口的蒸汽压力降。•压降大，热经济性差；压降小，热经济性好；•分析：端差一定时压降大加热器出口水温度下降本级抽汽量减少，高一级抽汽量增大回热抽汽做功比下降凝汽流做功比增大冷源损失增加机组效率下降。•运行中影响压降的因素：•回热抽汽管上的阀门开度不足。•影响压降最大的因素是抽汽管的介质流速（或管径）和局部阻力（即装设的阀门多少和阀门类型）。•抽汽管上必须设的逆止阀应选用阻力小的类型。•回热加热器采用滑压运行可免设阻力大的调节阀。•一般面式加热器抽汽管压降不应大于抽汽压力的pj的10％，大容量机组取4％~6％。•某300MW机组高压加热器上下端差对机组经济性的影响见下表。•高压加热器上下端差大，疏水温度高，使热耗率上升0.8687％。可见，加热器端差对机组经济性影响较大。⑵加热器端差增大的原因①换热面结垢致使热阻增大传热恶化；②空气漏入加热器或排气不畅，在加热器中集聚了不凝结的气体，影响传热。③疏水装置工作不正常或管束漏水，造成加热器水位过高，淹没了部分换热面，减少了传热面积，给水吸热减少，给水温度降低。④加热器旁路阀漏水。运行中应检查加热器出口水温与相邻高一级加热器进口水温是否相同，若后者水温低说明旁路漏水。⑤回热抽汽管道的阀门没有全开，蒸汽产生节流损失。⑥堵管太多，传热面积缩小。⑶减少加热器端差的措施①进行加热器水位优化调整试验，运行中保持正常水位。②加强检修维护，确保疏水器或疏水调阀正常工作。③正确连接加热器排气系统，确保排气系统正常工作。加热器启动时，要保持加热器排气畅通；运行中，要排净不凝结气体。④检修中发现加热器管子结垢，采用机械法或化学洗涤法进行清除，保持管子干净。⑤对泄漏严重、堵管率超过规定的加热器，应更换。⑥保证旁路阀严密性。⑦回热抽汽管道的阀门全开。4、保持加热器正常水位。加热器正常水位是机组安全经济运行的重要保证。⑴加热器水位低的危害：①引起疏水管路和加热器振动，甚至引起疏水管路和加热器的泄漏；②下端差增大，排挤低压抽汽，经济性下降。③处于疏水冷却段进口区的管束，将受到蒸汽的冲刷而损坏。⑵加热器水位高的危害：①加热器压力升高，严重的会引起汽轮机进水事故；②上端差增大，经济性下降。⑶疏水水位高的原因：①水位调节装置失灵；②机组超负荷运行；③加热器泄漏。七、加热器的运行监视和保护1．加热器端差监视•加热器出口端差是运行监督的一个重要指标，运行中端差增大可能与下列原因有关：(1)换热面结垢致使热阻增大传热恶化(2)空气漏入加热器或排气不畅;(3)疏水装置工作不正常或管束漏水，造成加热器水位过高，淹没了部分换热面，减少了传热面积;(4)加热器旁路阀漏水。运行中应检查加热器出口水温与相邻高一级加热器进口水温是否相同，若后者水温低说明旁路漏水。(5)回热抽汽管道的阀门没有全开，蒸汽产生严重节流损失。2．疏水水位监控•加热器疏水水位过高过低，都会影响机组的经济性和安全运行。3．加热器负荷：不允许长时间超负荷运行．4．加热器的保护•运行中为避免加热器管束结垢和腐蚀，必须保证主凝结水的纯度。给水应在除氧器中进行除氧和调整给水的pH值。•停机期间，也应对加热器保护，如汽侧充氮，须在排尽疏水和完全干燥后充入干的氮气。水侧注入联胺，使加热器