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汽輪機(jī)組高壓給水加熱器的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

文檔作者：趙祝三文檔來(lái)源：省電力局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月06日
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●
。
／亳； ，
(安徽電力)1995年第l期
器／
編者按 安徽省電機(jī)工程學(xué)會(huì)熱動(dòng)專(zhuān)委會(huì)在梅山水電廠召開(kāi)的1994年年會(huì)上交流論文共
65篇。本刊會(huì)同熱動(dòng)專(zhuān)委會(huì)選編j其中9篇作為專(zhuān)欄文章發(fā)表，以期擴(kuò)大交流。
汽輪機(jī)組高壓給水加熱器的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
省電力局
高壓給水加熱器有的未能達(dá)到設(shè)備正常
壽命年限，其中有設(shè)備本身質(zhì)量問(wèn)題．但對(duì)設(shè)
備運(yùn)行不當(dāng)仍是當(dāng)今一個(gè)重要原因，致比正
常壽命縮短很多，經(jīng)濟(jì)損失大．根據(jù)華東電網(wǎng)
1990—1991年統(tǒng)計(jì)，由于高加故障損失的電
量，二年內(nèi)共計(jì)3．6億kw·h，是輔機(jī)損失電
量的第二位。筆者認(rèn)為應(yīng)總結(jié)歷年來(lái)的情況，
參照華東高加運(yùn)行維護(hù)守則，整理出我省的
運(yùn)行維護(hù)守則，對(duì)有關(guān)人員作一次全面嚴(yán)格
的培訓(xùn)，以提高對(duì)我省高加運(yùn)行維護(hù)水平，發(fā)
揮其最大的安全經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)就引起高加某
些異常情況進(jìn)行探討．
1 高加某些異常情況的探討
1．1 管子泄漏
(1)蒸汽和上一級(jí)疏水入口處檔板復(fù)蓋
面不夠，造成汽水沖刷管子．
· (2)在過(guò)負(fù)荷情況下抽汽量增加很多，通
過(guò)蒸汽冷卻段的流速提高，造成該段管子振
動(dòng)，從而和隔板發(fā)生么損。
(3)疏水冷卻段亦同樣會(huì)造成汽水沖蝕
管子．在過(guò)負(fù)荷情況下流過(guò)疏水冷卻段的疏
水量增加，壓力損失也大。在疏水溫度一時(shí)還
沒(méi)有降低時(shí)，此溫度超過(guò)加熱器內(nèi)飽和壓力
下的溫度，造成閃蒸，致使該段通道內(nèi)因疏水
趙祝三 Tk 牛t7
．- - ． -— -— - ．． ． ．一 J
二相漉的體積增大而造成該段內(nèi)的隔板阻力
加大，疏水排不出。形成隔板彎曲、管子振動(dòng)、
么損和泄漏情況發(fā)生．
(4)臥式加熱器中有一部分管子堵塞以
后，被堵管子與疏水冷卻段的隔板管孔間凝
結(jié)水封喪失，有可能濕蒸氣從縫隙中游過(guò)，引
起對(duì)管子的侵蝕。
(5)在負(fù)荷交變情況下，蒸汽冷卻段和凝
結(jié)段之間，受到干濕蒸汽交替影響下發(fā)生管
子侵蝕．
(6)在高加偏離正常情況下，進(jìn)入高加給
水流量增加或水溫降低，使蒸汽冷卻段出口
蒸汽溫度過(guò)低，產(chǎn)生管子嚴(yán)重沖蝕，因此于各
種工況下，蒸汽在該段出口要有剩余的過(guò)熱
度，使管子外壁干燥溫度高于該段內(nèi)壓力下
的飽和溫度，還要有適當(dāng)?shù)挠嗔浚畵?jù)美國(guó)socol
Edison選定為約24℃ ，國(guó)內(nèi)推薦大于
3O℃ ，并不應(yīng)有凝結(jié)水進(jìn)入該段．
(7)加熱器水室的給水進(jìn)口，由于水流速
度高，能使水側(cè)的水管進(jìn)口約200mm以?xún)?nèi)產(chǎn)
生腐蝕。
(8)疏水出口輸往除氧器的管道，往往因
二者壓差較大，使調(diào)節(jié)閥出口造成閃蒸，引起
管子振動(dòng)、彎頭么損等現(xiàn)象． 經(jīng)驗(yàn)證明，將此
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調(diào)節(jié)閥和逆止門(mén)移至除氧器入13側(cè)附近，并
裝好除氧器內(nèi)部的防j申擊檔板，和將此管子
適當(dāng)?shù)胤糯蟆?級(jí)，能消除此現(xiàn)象。
總之高加在運(yùn)行中，由于起停、進(jìn)負(fù)荷和
負(fù)荷變化頻繁，內(nèi)部工況多變而在一定時(shí)間
內(nèi)造成對(duì)內(nèi)部管系的缺陷，應(yīng)注意檢查，還應(yīng)
注意盡可能防止非正常運(yùn)行方式出現(xiàn)。
1．2 管口泄漏
由于設(shè)計(jì)問(wèn)題和受制作困難的影響，早
期產(chǎn)品管板的外布管區(qū)內(nèi)壓力太高。在工作
情況下高加的管板部件，所受應(yīng)力為加熱器
內(nèi)壓力和溫差應(yīng)力兩者的疊加，如該部件應(yīng)
力超過(guò)許用應(yīng)力，則承受的疲勞次數(shù)降低。這
些應(yīng)力較高地區(qū)正是在管板布孔區(qū)外圈邊緣
和管板的中心部位，因而運(yùn)行后外圈管口泄
漏和損壞較多。此處的焊接技術(shù)亦存在問(wèn)題。
現(xiàn)在制造廠為了降低此處應(yīng)力，將管板加厚，
焊接亦改用先焊后脹等方法，情況已經(jīng)改善。
超臨界機(jī)組的高加管板厚度達(dá)500～
550ram。這里要探討的主要問(wèn)題如何在運(yùn)行
操作方式上減少管口泄漏的發(fā)生。
(1)降低高加部件的溫差
u型高加所承受溫差最大的管板。它有
近2000多個(gè)接臺(tái)面和承受著約18MPa的壓
差和近30O℃的溫差。受溫度大的其次是蒸
汽冷卻段的管子。為了減少溫差，設(shè)計(jì)方面采
取一些措施，如限制各級(jí)高加給水溫升在2O
～ 3O℃ ，最大不超過(guò)4O～50℃ ；用倒置立式
加熱器和臥式加熱器，以盈用外置式疏水冷
卻器等。
(2)減少運(yùn)行中高加固溫差變化大而使
部件受熱沖擊。運(yùn)行工況一般有下列幾種典
型工況。
· 隨機(jī)投、停
· 帶一定負(fù)荷投、停
· 機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)大幅度的升降
· 機(jī)組突然甩負(fù)荷
· 部分高加的切、投
檢驗(yàn)溫度變化通常是以加熱器出13給水
《安徽電力}1995年第l期
溫度的溫升率和溫降率為依據(jù)。各制造廠對(duì)
高加產(chǎn)品都有相應(yīng)的規(guī)定。
溫升率 溫降率
哈鍋廠 <3～5℃／分<1．7℃／分
上海電站鋪機(jī)廠<2"C／分 <1．2℃／分
美福斯特惠勒 ≤O．93℃／分≤O．93℃／分
東方廠
決不允許 決不允許
>1．85"C／分>1．85"C／分
≤2℃／分 ≤2"(2／分
以上溫度在變化率大時(shí)應(yīng)以。分 為監(jiān)視
單位，直至較穩(wěn)定時(shí)。這是因?yàn)楣馨鍍蓚驂翰?
和溫差均很大，管子內(nèi)給水流量比汽機(jī)內(nèi)蒸
汽流量還要多，澆速也高．在此嚴(yán)酷的條件下
工作，必須嚴(yán)格按制造廠規(guī)定執(zhí)行。實(shí)踐證明
元寶山電廠一號(hào)機(jī)高加自投運(yùn)以來(lái)，始終嚴(yán)
格按制造廠規(guī)定投、停，因而投入率為100％
(87年7月后情況不詳)．為此加熱器的操
作，認(rèn)真掌握其給水出13的溫升率和溫降率
是安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要條件。在初投時(shí)，不論
在汽、水、送汽暖器，或在運(yùn)行中升降負(fù)荷、停
汽停水等一切工況變化，務(wù)必使符合規(guī)定，并
摸索出經(jīng)驗(yàn)，得出較科學(xué)的操作依據(jù)，為些：
① 在高加沒(méi)有出水溫度計(jì)為判斷溫升、
溫降的依據(jù)，貝I注永或用蒸汽暖器的時(shí)候，僅
用閥門(mén)或注水門(mén)。稍開(kāi) 稍關(guān) 漸漸開(kāi)大
。漸漸關(guān)小 等術(shù)語(yǔ)，很難有合理可靠的操作
方式。建議在高加內(nèi)部和管孔辜管板附近裝
些臨時(shí)測(cè)點(diǎn)，在暖器和降溫時(shí)，得出一些數(shù)
據(jù)，作為以后操作依據(jù)。
@應(yīng)從試驗(yàn)中測(cè)得允許負(fù)荷變化率和高
加出水變化率的相應(yīng)關(guān)系曲線，力求在控制
范圍內(nèi)運(yùn)行。
③ 在運(yùn)行中切除或投入一臺(tái)或多臺(tái)高加
時(shí)，應(yīng)在規(guī)定的變化率內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)高加除滿(mǎn)水
故障需突然退出外應(yīng)逐步遇出．否則，對(duì)下一
級(jí)高加是一個(gè)溫度沖擊，對(duì)鍋爐進(jìn)水溫度亦
是一個(gè)沖擊。在這種情況下可將下一級(jí)高加
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的旁路來(lái)調(diào)節(jié)出口水溫變化率。投入一臺(tái)高
加時(shí)掌握水溫變化率比較容易。在投、停中由
于抽汽量的變化，對(duì)上、下級(jí)的高加出水溫
度，可能帶來(lái)變化，亦應(yīng)注意。
④ 機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí)，必須自動(dòng)切除高
加進(jìn)汽進(jìn)水閥門(mén)，使給水走旁路。讓高加自然
冷卻，或在機(jī)組恢復(fù)負(fù)荷時(shí)，逐步恢復(fù)每臺(tái)高
加運(yùn)行。
@停用高加時(shí)不允許關(guān)水不關(guān)汽。
⑨ 根據(jù)美國(guó)西屋公司介紹典型給水加熱
器的溫度升降率和允許溫度循環(huán)變化次數(shù)如
下。
溫升、溫降率 溫度循環(huán)變化次數(shù)
13．35℃／分 1250
7．0"C／分 20000
3．7℃ ／分 300000
1．85℃／分及以下 OO
筆者曾在平圩電廠一號(hào)機(jī)上；用計(jì)算機(jī)
測(cè)停機(jī)時(shí)的高加溫降變化率，當(dāng)時(shí)雖未能將
資料整理出，但亦發(fā)現(xiàn)在個(gè)別時(shí)間內(nèi)有超限
現(xiàn)象。因此建議在正常的停、開(kāi)機(jī)和甩負(fù)荷
下，用計(jì)算機(jī)測(cè)定其是否在某段時(shí)間存在超
限現(xiàn)象．亦便于在操作上作些修正。
⑦ 聯(lián)箱式給水加熱器，溫度變化率可提
高約3倍，其壽命也由l2～l5年提高到35
～ 40年，可供調(diào)蜂機(jī)組采用。
1．3 高加疏水水位引起的問(wèn)題
維持加熱器汽側(cè)疏水水位正常運(yùn)行是確
保加熱器性能的基本條件，也是安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)
行關(guān)注的問(wèn)題。但是加熱器的水位因種種因
素的影響，其水位指示并不代表加熱器內(nèi)部
的實(shí)際水位。在無(wú)沖擊和磨擦損失下．由于動(dòng)
量轉(zhuǎn)換效應(yīng)的關(guān)系，使水位指示器上所指示
的水位比內(nèi)部實(shí)際水位要高，而且各種負(fù)荷
情況下其內(nèi)外相差是不盡相同。為了使我們
在運(yùn)行中維持適當(dāng)?shù)乃?，唯一辦法是通過(guò)
試驗(yàn)來(lái)定本加熱器的臺(tái)理水位。
1．3．1 水位試驗(yàn)方法
在某一負(fù)荷下如寺、{、滿(mǎn)負(fù)荷等幾種負(fù)
荷下分別將水位逐步降低。當(dāng)達(dá)到某一水位
時(shí)，疏水溫度發(fā)生轉(zhuǎn)折點(diǎn)，溫度上升很快，說(shuō)
明內(nèi)部水位已降至疏水冷卻段入口處以下，
水密封被破壞，蒸汽進(jìn)入疏水冷卻段所致。不
同負(fù)荷下，外部指示破壞密封水位的情況各
不相同。確定各種負(fù)荷下的最低水位后，再適
當(dāng)提高水位(考慮到水位波動(dòng))并使給水端差
溫度適宜，即在制造廠規(guī)定的數(shù)值相近，即為
該負(fù)荷下的正常水位。有了明確各負(fù)荷的正
常水位，即可運(yùn)行。
1．3．2 FW 臥式加熱器的水位試驗(yàn)情況
習(xí)慣上水位指示器中點(diǎn)整定為“正常水
位 ，該點(diǎn)處于最低一排管子下約38mm處是
有問(wèn)題的，試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為應(yīng)在此基礎(chǔ)上提高
水位計(jì)水位指示約75～100mm。
① 疏水水位在不同長(zhǎng)度的加熱器中受有
水位梯度的影響，并且和負(fù)荷多少亦有影響。
近滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，實(shí)驗(yàn)水位比指示器水位低約
25mm，比末排管子低約62．5mm．
② 在不同負(fù)荷下抽汽壓力不同液體比重
亦不同。半負(fù)荷疏水冷卻段入口處的水位比
滿(mǎn)負(fù)荷水位低約37．5mm。用滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)抽汽
壓力整定的水位，在低負(fù)荷時(shí)需要提高。
③殼體內(nèi)蒸汽入口附近金屬溫度比接觸
凝結(jié)水的金屬溫度要高得多。由此引起加熱
器因差脹而向上彎曲，相當(dāng)于疏水冷卻段人
口水位控制點(diǎn)提高。此值大致約10ram。
④水位波動(dòng)約士37．5ram。
據(jù)此平圩電廠一號(hào)機(jī)調(diào)整高加的運(yùn)行水
位在原有水位上提高88mm。洛河電廠則提
高近l00mm。
1．3．3 美西屋公司對(duì)立式加熱器的水位整
定要點(diǎn)
(1)正常運(yùn)行水位應(yīng)不低于疏水冷卻段
護(hù)罩頂部高出l25ram。
(2)快速增減機(jī)組負(fù)荷使汽側(cè)水位急劇
增加，因此對(duì)正常水位和警報(bào)水位要有足夠
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高度的空間。
(3)順置式立式加熱器疏水的捧出，是由
本級(jí)疏水和下一部疏水的壓差，利用虹吸原
理通過(guò)本級(jí)的疏水冷卻段將疏水捧出。一旦
水位低至琉水冷卻段虹吸口以下時(shí)，正常疏
水排出就被破壞。
(4)外部水位指示雖沒(méi)有臥式那樣相差
嚴(yán)重，但仍有水位差別。假水位的指示由多種
原因引起。
①上部平衡管太長(zhǎng)，當(dāng)汽凝結(jié)成水時(shí)造
成壓降而成假高水位指示。
②蒸汽通過(guò)上平衡管開(kāi)孔外流速太高而
產(chǎn)生抽吸作用，降低此管壓力而成假高水位．
⑤凝結(jié)水流下時(shí)流入倒置式加熱器汽側(cè)
平衡管接頭，或部分沉積物堵塞下部平衡管
等引起假高水位。
鑒于上述情況，筆者認(rèn)為亦應(yīng)做水位試
驗(yàn)，以確定其合理水位指示。建議裝電接點(diǎn)水
位計(jì)，以掌握正確的水位運(yùn)行。
1．4 排氣問(wèn)題
加熱器內(nèi)當(dāng)有不凝結(jié)氣體時(shí)，在汽水熱
交換過(guò)程中傳熱系數(shù)會(huì)因之降低。汽中不凝
結(jié)氣體愈多則影響愈大。在加熱器不單是低
壓加熱器中較為顯著，在高壓加熱器中亦關(guān)
系甚大。不僅是熱交換性能降低，而且會(huì)對(duì)設(shè)
備帶來(lái)腐蝕損壞。因此高加運(yùn)行中的空氣或
不凝結(jié)氣體必須設(shè)法及時(shí)排出．
加熱器在起動(dòng)中必須將內(nèi)部空氣排出排
盡，還須在運(yùn)行中及時(shí)將蒸汽中央帶的不凝
結(jié)氣體通過(guò)捧氣捧出。
(1)起動(dòng)捧氣和運(yùn)行中連續(xù)捧汽系統(tǒng)宜
《安徽電力)1995年第l期
分開(kāi)。前者可排入大氣，后者應(yīng)捧入除氧器．
負(fù)荷低壓差不夠時(shí)先設(shè)法放入凝結(jié)器．各級(jí)
運(yùn)行中捧氣不應(yīng)逐級(jí)串聯(lián)，以免壓力不同而
互相干擾．在除氧器進(jìn)口處可采用聯(lián)箱裝置，
其容積應(yīng)足夠，以免影響上一級(jí)對(duì)下一級(jí)排
氣干擾．
(2)運(yùn)行中連續(xù)捧氣系統(tǒng)要向排出方向
傾斜，以免凝結(jié)水堵塞管子．
(3)運(yùn)行中連續(xù)捧氣系統(tǒng)管內(nèi)裝有適合
排氣量的孔板，并定期檢查有否堵塞現(xiàn)象。
(4)特別注意臥式加熱器的疏水冷卻段
不凝結(jié)氣體的捧出，因?yàn)樵摱蔚膲毫Φ陀谀?
結(jié)段壓力，很難捧出，且會(huì)發(fā)生氣體紊流而損
壞管子。
(5)停甩時(shí)根據(jù)停用時(shí)期長(zhǎng)短而使用充
水、充汽、充氨等保護(hù)措施。
2 結(jié)柬語(yǔ)
表面式加熱器在運(yùn)行中相對(duì)是無(wú)聲，因
此報(bào)步去注意加熱器的性能情況。雖然這幾
年投入率有所提高，但管子損壞仍然時(shí)有發(fā)
生．當(dāng)發(fā)生部件泄漏時(shí)，不宜只匆忙處理一下
后又投入運(yùn)行，對(duì)檢查故障原因缺乏詳細(xì)研
究和及時(shí)采取措施．洛河電廠自1986年1月
和l0月分別投產(chǎn)以來(lái)， 1機(jī)6號(hào)高加和 2
機(jī)7號(hào)高加巳堵管9．55 和7．5 ，接近堵
管極限，急需更換．平圩電廠 1機(jī)高加自調(diào)
試以來(lái)，水位指示提高約88mm后，一直趨于
穩(wěn)定，給水溫升和疏水端差亦接近正常．曾發(fā)
生 8高加水內(nèi)因水流沖涮而發(fā)生泄漏計(jì)lO
根．目前各單位對(duì)高加巳引起重視，相信高加
的設(shè)備健康水平會(huì)有進(jìn)一步提高。

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