论文部分内容阅读
【摘要】针对给水温度的高低影响机组效益的问题，通过分析高压加热器（以下简称高加）运行存在的一些主要问题，提出提高高加经济运行的技术及预防措施，来提高机组效益。分析了这些问题的成因，进而提出了针对性的处理对策。
【关键词】：高加投入率 给水温度 泄漏
中图分类号：TB495 文献标识码：A
一． 前言
热耗率是衡量汽轮机经济运行的主要指标，汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段。回热加热系统运行的可靠性和运行性能的高低，将直接影响整套机组的运行经济性。如果高加不投入，将加大排汽在凝汽器中的热损失，降低机组的循环热效率。因此，高加的正常运行，是保持汽轮机经济运行的一项重要工作。陡河发电厂六号机组为三台表面式高压加热器，立式布置。
二. 高压加热器的工作原理
汽轮机热力系统中的高加，是利用在汽轮机内已作过一部分功的蒸汽来加热给水，以减少排汽在凝汽器中的热损失，从而提高循环热效率。提高进入锅炉给水的温度，使工质在锅炉中的吸热量减少，从而节约大量的燃料，提高电厂的经济性。目前，国内常用的高加有立式、卧式、立式裙座柔性连U形管式等；水室有球形水室、椭圆封头水室、平板封间水室、平板大开口水室（可带自密封）；参数从中压至亚临界等。
三、高压加热器运行的经济性
给水温度是影响热耗率的主要因素。通过投运高加能大大提高锅炉的给水温度。反之，则会影响锅炉和汽轮机组的出力。一般情况下，高加停运后，会引起锅炉水冷壁的超温或过热汽温升高，汽轮发电机组发电出力将降低8%～12％，发电煤耗将上升3%～5%。锅炉的水冷壁管也将会因超温而受到损坏。
以下图表中2009-12-17日至20日是高加停止时的热耗，与相对应高加投入时热耗对照比较：
由此可见，高加是否投入运行对机组负荷和经济性有做非常的大的影响。
四、高压加热器正常运行的注意事项
1、投入高加时可以先通入抽汽，用蒸汽的凝结放热作用，逐渐加热各部件。当金属温度接近给水温度时再通入给水，然后用蒸汽继续加热给水，这种方式升温比较均匀。高加在瞬变工况时焊口会受到热冲击。由于这种高加壳体一般都采用法兰连接，当大法兰受热不均时易使法兰接合面变形而漏泄。因此，应尽量减小给水温度的瞬变幅度和变化速度。
2、维持高加运行的正常水位，是保证高加正常运行的重要条件。水位过低或无水位运行，对高加的经济安全运行造成很大危害。当无水位运行时，蒸汽通过高加的汽侧进入疏水管道，从而使部分高参数的蒸汽成了较低参数的蒸汽，降低了回热效果，而蒸汽夹带水珠流经管束尾部，特别对疏水冷段管束冲蚀危害甚大。另外，这两相流体还会严重冲刷疏水管道及其附件，并产生振动，尤其对疏水管弯头及疏水调节阀损害较大。
正常运行时疏水调整门应动作可靠，保证高加水位的正常，避免水位高造成高加的停用。水位异常时可解手动调整，并到现场核对水位的正确性。针对给水流量的变化，负荷的变化对高加水位造成的影响可用改变机组负荷变化率的方法减少负荷对高加水位的影响。
3、高加的紧急放水门、疏水排凝结器正常运行中应关闭严密，如果疏放水阀门密封性差导致大量的疏水或蒸汽流入凝结器，对凝结器的正常工作形成危害。
五、高压加热器投运率低的原因
1、高加管系泄漏
高加的受热面由U型钢管管束组成，管束采用雷管爆炸胀管加氩弧焊接的方式装在管板上。由于管束受腐蚀或浸蚀，加之高加启停频繁或运行操作不当产生热应力等影响，因而会引起管束及胀口处发生泄漏，锅炉给水从高加的水室流向汽室，造成高加水位不正常升高，出口给水温度下降而不得不停用消缺。
2、高加疏水管道泄漏在运行中常发生疏水管道受水冲击振动，以及高加疏水管至高压除氧器前的弯头处受冲刷严重，管壁逐渐变薄，运行中突发砂眼和疏水管破裂等问题，不得不停用消振和补焊。 3、热工自动及保护装置故障 由于热工自动及保护测量和控制的元件对象为高温高压的抽汽和给水，工作环境恶劣，极易老化，运行可靠性差。在高加投入及运行过程中，热控装置不太正常，常发生以下故障：高加抽汽逆止阀失效或开度不足，压力传送装置失灵，高加汽室满水保护误动作，水室水位自动调节失灵，疏水水位指示不准等。4、检修工艺不良 由于检修人员对设备性能没有完全掌握，加上检修工艺质量存在问题及高加所属附件本身质量差等，故在高加投运中常发生问题，影响正常投用，比如：高加进汽门压盖漏或机械过重，水侧旁路阀或水侧保护装置不严或未关紧，疏水阀门泄漏或阀芯脱落，水位计泄漏等。并多次发生高加检修结束投运后，原检修部位仍发生故障的情况。
六.提高高压加热器投运率的途径
1、检修方面的改进将高加疏水管更换为不锈钢管材质。加强检修部管理工作，切实注重工艺质量，加强设备维护，抓好加热器部件的完好性，确保高加的长周期安全运行。
2、运行操作方面高加运行时，主要监视加热蒸汽的压力和温度、给水进出口温度和流量、加热器前后水温，以及汽侧的疏水水位等，如有缺陷应及时安排停运消缺，防止设备的损坏。条件许可情况下高加应随机启动，以减少热应力。目前，运行人员在高加启、停时，操作方法欠妥当，主要是温度变化率控制不合理，投、停速度过快。有关资料表明，温度变化的快慢直接影响到加热器的使用寿命。因此在投、停高加时，应严格执行运行操作规程，注意减少加热器的热应力。要求投运时，温升率不大于5℃／min；停用时，降温率不大于3℃／min。这也是防止高加管系泄漏的主要措施。机组运行过程中，当涨、落负荷幅度过大时，要及时加强对高加水位的监视，疏水调整门动作应灵活，核对高加水位及疏水调整门就地与CRT指示一致，防止低负荷运行过程中涨负荷过快造成加热器水位高，导致高加退出运行。由于现在机组已投入AGC运行模式，负荷调节频繁，在实际操作过程中遇有负荷大幅波动情况下，可利用负荷上、下限及减小升、降负荷变化率的方式来控制负荷的波动，异常处理过程中必要时及时将设备有自动方式倒手动调节，控制好高加水位，以保证加热器的投运率。
七.结论目前，只有通过对高加的检修和运行方面进行改进，才能在给水回热系统经济运行方面取得成绩。对运行人员来说，主要是规范操作方法；对检修人员来说，主要是提高工艺质量，加强设备维护、保养。只有这样才能确保高加的正常投运，提高汽轮发电机组运行的经济性，使之产生更多的效益。
参考文献：
1、火电厂热力系统分析．西安交通大学出版社，1985．
2、热力发电厂．上海交通大學出
3、电厂汽轮机设备及系统，水利电力出版社，1997
4、汽轮机运行技术问答，中国电力出版社，2004
5、陡河发电厂运行规程
【关键词】：高加投入率 给水温度 泄漏
中图分类号：TB495 文献标识码：A
一． 前言
热耗率是衡量汽轮机经济运行的主要指标，汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段。回热加热系统运行的可靠性和运行性能的高低，将直接影响整套机组的运行经济性。如果高加不投入，将加大排汽在凝汽器中的热损失，降低机组的循环热效率。因此，高加的正常运行，是保持汽轮机经济运行的一项重要工作。陡河发电厂六号机组为三台表面式高压加热器，立式布置。
二. 高压加热器的工作原理
汽轮机热力系统中的高加，是利用在汽轮机内已作过一部分功的蒸汽来加热给水，以减少排汽在凝汽器中的热损失，从而提高循环热效率。提高进入锅炉给水的温度，使工质在锅炉中的吸热量减少，从而节约大量的燃料，提高电厂的经济性。目前，国内常用的高加有立式、卧式、立式裙座柔性连U形管式等；水室有球形水室、椭圆封头水室、平板封间水室、平板大开口水室（可带自密封）；参数从中压至亚临界等。
三、高压加热器运行的经济性
给水温度是影响热耗率的主要因素。通过投运高加能大大提高锅炉的给水温度。反之，则会影响锅炉和汽轮机组的出力。一般情况下，高加停运后，会引起锅炉水冷壁的超温或过热汽温升高，汽轮发电机组发电出力将降低8%～12％，发电煤耗将上升3%～5%。锅炉的水冷壁管也将会因超温而受到损坏。
以下图表中2009-12-17日至20日是高加停止时的热耗，与相对应高加投入时热耗对照比较：
由此可见，高加是否投入运行对机组负荷和经济性有做非常的大的影响。
四、高压加热器正常运行的注意事项
1、投入高加时可以先通入抽汽，用蒸汽的凝结放热作用，逐渐加热各部件。当金属温度接近给水温度时再通入给水，然后用蒸汽继续加热给水，这种方式升温比较均匀。高加在瞬变工况时焊口会受到热冲击。由于这种高加壳体一般都采用法兰连接，当大法兰受热不均时易使法兰接合面变形而漏泄。因此，应尽量减小给水温度的瞬变幅度和变化速度。
2、维持高加运行的正常水位，是保证高加正常运行的重要条件。水位过低或无水位运行，对高加的经济安全运行造成很大危害。当无水位运行时，蒸汽通过高加的汽侧进入疏水管道，从而使部分高参数的蒸汽成了较低参数的蒸汽，降低了回热效果，而蒸汽夹带水珠流经管束尾部，特别对疏水冷段管束冲蚀危害甚大。另外，这两相流体还会严重冲刷疏水管道及其附件，并产生振动，尤其对疏水管弯头及疏水调节阀损害较大。
正常运行时疏水调整门应动作可靠，保证高加水位的正常，避免水位高造成高加的停用。水位异常时可解手动调整，并到现场核对水位的正确性。针对给水流量的变化，负荷的变化对高加水位造成的影响可用改变机组负荷变化率的方法减少负荷对高加水位的影响。
3、高加的紧急放水门、疏水排凝结器正常运行中应关闭严密，如果疏放水阀门密封性差导致大量的疏水或蒸汽流入凝结器，对凝结器的正常工作形成危害。
五、高压加热器投运率低的原因
1、高加管系泄漏
高加的受热面由U型钢管管束组成，管束采用雷管爆炸胀管加氩弧焊接的方式装在管板上。由于管束受腐蚀或浸蚀，加之高加启停频繁或运行操作不当产生热应力等影响，因而会引起管束及胀口处发生泄漏，锅炉给水从高加的水室流向汽室，造成高加水位不正常升高，出口给水温度下降而不得不停用消缺。
2、高加疏水管道泄漏在运行中常发生疏水管道受水冲击振动，以及高加疏水管至高压除氧器前的弯头处受冲刷严重，管壁逐渐变薄，运行中突发砂眼和疏水管破裂等问题，不得不停用消振和补焊。 3、热工自动及保护装置故障 由于热工自动及保护测量和控制的元件对象为高温高压的抽汽和给水，工作环境恶劣，极易老化，运行可靠性差。在高加投入及运行过程中，热控装置不太正常，常发生以下故障：高加抽汽逆止阀失效或开度不足，压力传送装置失灵，高加汽室满水保护误动作，水室水位自动调节失灵，疏水水位指示不准等。4、检修工艺不良 由于检修人员对设备性能没有完全掌握，加上检修工艺质量存在问题及高加所属附件本身质量差等，故在高加投运中常发生问题，影响正常投用，比如：高加进汽门压盖漏或机械过重，水侧旁路阀或水侧保护装置不严或未关紧，疏水阀门泄漏或阀芯脱落，水位计泄漏等。并多次发生高加检修结束投运后，原检修部位仍发生故障的情况。
六.提高高压加热器投运率的途径
1、检修方面的改进将高加疏水管更换为不锈钢管材质。加强检修部管理工作，切实注重工艺质量，加强设备维护，抓好加热器部件的完好性，确保高加的长周期安全运行。
2、运行操作方面高加运行时，主要监视加热蒸汽的压力和温度、给水进出口温度和流量、加热器前后水温，以及汽侧的疏水水位等，如有缺陷应及时安排停运消缺，防止设备的损坏。条件许可情况下高加应随机启动，以减少热应力。目前，运行人员在高加启、停时，操作方法欠妥当，主要是温度变化率控制不合理，投、停速度过快。有关资料表明，温度变化的快慢直接影响到加热器的使用寿命。因此在投、停高加时，应严格执行运行操作规程，注意减少加热器的热应力。要求投运时，温升率不大于5℃／min；停用时，降温率不大于3℃／min。这也是防止高加管系泄漏的主要措施。机组运行过程中，当涨、落负荷幅度过大时，要及时加强对高加水位的监视，疏水调整门动作应灵活，核对高加水位及疏水调整门就地与CRT指示一致，防止低负荷运行过程中涨负荷过快造成加热器水位高，导致高加退出运行。由于现在机组已投入AGC运行模式，负荷调节频繁，在实际操作过程中遇有负荷大幅波动情况下，可利用负荷上、下限及减小升、降负荷变化率的方式来控制负荷的波动，异常处理过程中必要时及时将设备有自动方式倒手动调节，控制好高加水位，以保证加热器的投运率。
七.结论目前，只有通过对高加的检修和运行方面进行改进，才能在给水回热系统经济运行方面取得成绩。对运行人员来说，主要是规范操作方法；对检修人员来说，主要是提高工艺质量，加强设备维护、保养。只有这样才能确保高加的正常投运，提高汽轮发电机组运行的经济性，使之产生更多的效益。
参考文献：
1、火电厂热力系统分析．西安交通大学出版社，1985．
2、热力发电厂．上海交通大學出
3、电厂汽轮机设备及系统，水利电力出版社，1997
4、汽轮机运行技术问答，中国电力出版社，2004
5、陡河发电厂运行规程