第２５卷第４期（总第１１６期） Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．４（ＳＵＭ Ｎｏ．１１６） 机械管理开发 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ２０１０年８月 Ａｕｇ．２０１０ 浅析火电机组加热器的经济性 康建华 （太原理工大学信息工程学院，山西太原０３００２４） 【摘要】 通过分析某厂６００ ＭＷ汽轮机高压加热器近年来的运行状况及其发生故障的原因，提出了相应的技术 改造措施。高压加热器停运和无水位运行时的经济性分析，提出高压加热器能否正常运行．对机组经济性和安全性 具有十分重大的意义 【关键词】 火电机组；高压加热器；泄漏；防范措施；等效热降法 【中图分类号】ＴＫ２６４．９ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】 １００３—７７３Ｘ（２０１０）０４—００９９—０２ １ 概述 起，由于水侧压力（２１．４ ２４．５ ＭＰａ）高于最大汽侧压力 回热加热系统是指从汽轮机某些级中抽出部分做 过功的蒸汽用来加热送往锅炉的给水以提高给水温度 的系统。最早也是最普遍用来提高机组效率的主要途 径。回热加热系统是火电厂热力系统的重要设备之 一，其运行状况不仅影响到火电机组的经济性，还影响 到机组的安全运行。特别是高压加热器，如果运行中 其性能指标远低于设计值要求，将使机组热耗和发、供 电煤耗上升。 ２泄漏的原因 ２．１ 高压加热器启停时产生的热应力过大 高压加热器启停时热冲击过大，有些机组由于高 压加热器不能随机滑启、滑停，使其在每次启动过程中 都受到较大的热冲击，导致加热器水室隔板泄漏，钢管 与管板焊缝泄漏。由于机组启停频繁，启停时其温度 变化率超过规定的允许值，使高压加热器内部管系及 管板的温度急剧变化，从而产生一定的交变应力，在这 种应力的反复作用下，管系受到疲劳损伤破坏。 ２．２启动时高压加热器振动 高压加热器振动蒸汽在加热管外流动，横向或纵 向冲刷和流经管束，是使高压加热器产生振动的主要 因素。有的高压加热器水侧无排空气装置，在投运时 空气不能排走，使高压加热器发生水冲击，产生振动。 因振动使加热器泄漏的事故很多。 ２－３ 高压加热器疏水水位不稳 ’ Ｉ高压加热器运行时，其水位热工测量信号与实际 水位不一致，实际水位在要求范围内，而热工测量信号 却反映偏高或偏低。当反映偏高时，事故疏水电动门 开启，导致高压加热器低水位或无水位运行；当反映 偏低时，事故疏水电动门关闭，致使高水位保护动作， 事故疏水电动门自动开启。无论测量水位信号偏高 或偏低均造成事故疏水电动门频繁开闭，使管束受到 不应有的冲刷、振动和管板过热，加速管束损坏。 ２．４管束漏水对周围管子的破坏 高压加热器内部的管束紧密而有序地排列在一 收稿日期：２０１０—０３—０８ （４．８ ＭＰａ），当管子损坏断裂时，高温高压水柱连续冲 刷周围管子，形成大面积泄漏。另外高压加热器内部 的管束处于自由状态，当管子断裂时，在高速水流的 作用下，管子断口自由摆动，不断碰击周围管子，对周 围管子形成一定破坏。 ３高压加热器泄漏的影响 １ 高压加热器是利用机组中间级后的抽汽，通过加 热器传热管束，使给水与抽汽进行热交换，从而加热给 水，提高给水温度，是火力发电厂提高经济性的重要手 段。由于水侧压力（２０ ＭＰａ）远远高于汽侧压力 （４ ＭＰａ），当传热管束即Ｕ型管发生泄漏时，水侧高压 给水进入汽侧，造成高加水位升高，传热恶化，具体对 机组的影响如下：１）高加泄漏后，会造成泄漏管周围 管束受高压给水冲击而泄漏管束增多，泄漏更加严重， 必须紧急解列高加进行处理，这样堵焊的管子就更少 些。２）高加泄漏后，由于水侧压力２０ ＭＰａ，远远高 于汽侧压力４ ＭＰａ，这样，当高加水位急剧升高，而水 位保护未动作时，水位将淹没抽汽进口管道，蒸汽带水 将返回到蒸汽管道，甚至进入中压缸，造成汽轮机水冲 击事故。３）高加解列后，给水温度降低，由２８０℃降低 为１７０ｃｌＣ，从而主蒸汽压力下降，为使锅炉能够满足机 组负荷，则必须相应增加燃煤量，增加风机出力，从而 造成炉膛过热，气温升高，更重要的是标准煤耗约增加 ｌ２ ｋｗｈ，机组热耗相应增加４．６％，厂用电率增加约 ０．５％；高压加热器泄漏或篇列使锅炉给水温度降低， 煤耗增加，大大降低了机组的经济性。 ４防止高压加热器泄漏的途径与措施 １）启停时减少高压加热器的振动。投运时，先投 水侧，后投汽侧，投运过程中阀门要缓慢开启，避免 振动。高压加热器投停过程中，必须严格控制高压加 热器的温升、温降速度，减少热应力和胀差，发生异常 应停止高压加热器的投停操作，投高压加热器时也可 采用先打开抽汽逆止门、抽汽电动门旁路门，保持加热 器低压０．０２ ＭＰａ，暖机３０～６０ ａｉｒｎ。机组启停时，高 一（下转第１０１页） 作者简介：康建华（１９８２一），山西古交人，在读硕士研究生，研究方向：控制工程。 ・９９・ 第２５巷第４期（总第１１６期） 李弘华：水下设备布放回收方法的研究及应用 进入吊环时，操作员拉动打捞杆尾端的拉杆，使得打捞 载吊车连接后，通过操作打捞杆实现对目标吊环的准 钩与打捞杆分离，此时，水中设备与船载吊车构成一 体，启动船载吊车，将其吊至甲板 ，完成回收作业，见 图４所示。 ３应用特点 确挂接、同时能顺利解脱打捞钩与打捞杆问的连接，利 用打捞钩上的转舌可预防被起吊设备在起吊过程中滑 出，提高了机构的安全性。 ４结束语 应用该机构在某装备海上进行了多次布放与打 捞回收，仅需一人既能在３～５级海况进行安全操作， 不但节省了大量人力，而且缩短打捞时间约达６０％，尤 应用该布放回收器结合布放回收方法，在渔船上 对某水下探测设备（该串联设备重约ｌＯ．４ ｔ的）进行了 各类性能验证，其结果表明：在海况４级、航速４ ｋｎ的 其适用于较大型船拖拖曳式水下探测设备的布放与回 条件下，对串联式拖曳载体进行多次布放与回收试验， 收，主要具备以下特点： 其操作简单、使用方便、工作可靠性高，为高海况条件 １）布放回收器结构装配简单，其组成部分打捞钩 下布放回收海上设备的研究打下了一定基础。 可单独使用，亦可与布放回收器构成一体使用。 参考文献 ２）布放回收器通用性好，可应用于各类船只水下 『ｌ】仝志永，高频，提文猛，等．水下载体布放与回收打捞器 设备的布放与回收，与打捞绳和船载起吊设备配合使 ［Ｐ１．（实用新型专利）．专利号：ＺＬ ２００７ ２ ００８３８６２．０． 用，能顺利布放大型水下设备或回收水面漂浮物。 【２ｊ成大先．机械设计手册【Ｍ１．（第四版第１卷）北京：化学工 ３）布放回收器使用安全性高、操作简便，可与船 、 ｌ叶Ｉ版社，２００２． Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ０ｆ Ｒｅｌｅａｓｅ ａｎｄ Ｒｅｃｌａｉｍ Ｗｏｒｄ ０ｆ ｔｈｅ Ｕｎｄｅｒ－ｗａｔｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ ＬＩ ＨｏｎＲ—ｈｕａ ｆ７ ｌ０ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ ＩｎｄｕｓｔＤ＇Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３００３ Ｃｈｉｎａ１ ［Ａｂｓｔｒａｃｔｊ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｒｅｅｌａｉｍ ｔｏｏ１．ａｎｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｉｎｇ ｄｉｓｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｏｒｇａｎ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｒｅｃｌａｉｍ ｔｏｏｌ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ—ｗａｔｅｒ ｄｅｖｉｃｅ ｒｅｌｅａｓｅ ａｎｄ ｒｅｃｌａｉｍ ｗｏｒｋ ｔｏ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｒ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓｊ Ｉｌｅｃｌａｉｍ ｔｏｏｌ；Ｃｌｉｎｇ ｄｉｓｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ －Ｓ！ ！・Ｓｆ・Ｓ ！ ￡ Ｅ． ！．Ｉ！． Ｅ ！ ｈ Ｅ Ｅ． １ （上接第９９页） 压加热器应采取随机启停方式 。水侧投运时，用高 的情况下，将抽空气门关小，从而降低汽流流速，减少 压加热器注水门缓慢向高压加热器注水，注水过程中 汽水混合物对管壁的冲蚀。 要控制温升速度，水侧起压后，关闭注水门。且避免 ５ 结论 高压加热器频繁投停。 通过对该厂高加系统故障分析，指出造成该厂高 ２１确保疏水水位。严格控制高压加热器疏水水 加系统故障停运的原因主要有：１）高压加热器启动时 位在设计值＋２５ Ｉａｌｎ范同内，防止蒸汽进入疏水冷却 产生的热应力过大；２）启动时高压加热器振动；３）高 段，造成汽水混合物对管子冲蚀损害：加装汽液两相 压加热器疏水水位不稳定；高加疏水器故障导致无水 流白调节液位控制装置，提高水位测量的可靠性和准 位运行是造成高加系统故障频繁的主要原因，而且在 确性。 处理泄漏时， 台高加均要停运或一台停运，不但影响 ３１确保高压加热器进汽手动门和危急疏水电动 了高加的投入率，而且导致煤耗升高，减少机组发电量。 门的严密性，避免管束过热，汽水冲刷。 参考文献 ４）高压加热器水室安全泄压装置应工作可靠，能 ｌ １】 诞梅．某热电厂２００ ＭＷ汽轮机组高压加热器故障分析 够避免汽锤的冲击，其流量应能通过给水最大流量的 及对策【Ｊ］．热力发电，２００４，３３（３）：４４—４６． １０％，并且能够满足正常运行的要求。 『２】蔡锡琮．高压给水加热器［Ｍ］．北京：水利电力 版社， １９９５． ５１高压加热器汽侧压力与除氧器汽侧压力相差 【３】严俊杰．火电厂热力系统经济性诊断理论及应用ｆＭ１．西 较大，抽汽流流速较高。在能够满足抽出壳体内空气 安：西安交通大学出版社，２０００． ｏｎ ｔｈｅ Ｅｃｏｎｏｍｌ。ｃ ｏｆ Ｆｉｒｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔｓ Ｈｅａｔｅｒ ＫＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｈｕａ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔｊ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅｄ ｈｅａｔｅｒ Ｓ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｒｅａｓｏｎ ｏｎ ６００ＭＷ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｉｎ ｒｅ— ｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｅｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｍｅａｓｕｒｅ．Ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｎ ｗｈｅｎ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓ— ｓＨｒｅｄ ｈｅａｔｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｏｎ—ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｏｕｔ ｏｆ ｓｅｒｖｉｅｅ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｄ ｈｅａｔｅｒ ｗｈｅｔｈｅｒ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． ｄｉｄ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｖｅｒｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｆｏｓｓｉｌ ｆｉｒｅｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；Ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｅａｔｅｒ；Ｌｅａｋａｇｅ；Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ；Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｈｅａｔ ｄｒｏｐ ・１０１・