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文檔簡介

1、給水加熱系統給水回熱設備及除氧器一、給水回熱加熱器的分類和結構(一)加熱器的分類回熱加熱器是指從汽輪機的某些中間級抽出部分蒸汽來加熱凝結水或鍋爐給水,以提高熱經濟性的換熱設備。按傳熱方式的不同,回熱加熱器可分為混合式和表面式兩種。混合式加熱器通過汽水直接混合來傳遞熱量;表面式加熱器則通過金屬受熱面來實現熱量傳遞。混合式加熱器的優點:可將水直接加熱到蒸汽壓力下的飽和溫度,無端差,熱經濟性高,它沒有金屬受熱面,結構簡單,造價低,而且便于匯集不同溫度的汽水,并能除去水中含有的氣體。但是,混合式加熱器也有其缺點:1、每臺加熱器的出口必須配置升壓水泵,有的水泵還需要在高溫下工作。2、增加了設備和投資,還

2、使系統復雜化;3、當汽輪機變工況運行時,升壓泵的入口還容易發生汽蝕。4、如果單獨由混合式加熱器組成回熱系統投入實際運行,其廠用電量將大大增加,經濟性反而降低。因此,火力發電廠一般只將其作為除氧器。表面式加熱器的缺點:由于金屬受熱面存在熱阻,給水不可能加熱到對應壓力下的飽和溫度,不可避免地存在著端差,因此,與混合式加熱器相比,其熱經濟性低,金屬耗量達,造價高,而且還要增加與之相配套的疏水裝置。優點:由于表面式加熱器組成的回熱系統比混合式的回熱系統簡單,且運行可靠,因而得到了廣泛的應用。常用的表面式加熱器為管殼式加熱器。根據水側的布置和流動方向的不同,表面式加熱器可分為立式和臥式兩種,其中立式加熱

3、器又可分為順置式與倒置式。臥式加熱器內給水沿水平方向流動,立式加熱器內給水沿垂直方向流動;立式加熱器便于檢修,占地面積小,可使廠房布置緊湊。臥式加熱器傳熱效果好,結構上便于布置蒸汽冷卻段和疏水冷卻段,因而在現代大容量機組上得到了廣泛應用。在整個回熱系統中,按給水壓力分,一般將除氧器之后經給水泵升壓后的回熱加熱器稱為高壓加熱器,這些加熱器要承受很高的給水壓力;而將除氧器之前僅受凝結水泵較低壓力的回熱加熱氣稱為低壓加熱器;此外還有回收主汽門、調速汽門門桿溢汽及軸封漏汽來加熱凝結水的加熱器,稱為軸封加熱器。為了提高回熱效率,更有效地利用抽汽的過熱度,加強對疏水的冷卻,高參數大容量機組的高壓加熱器,甚

4、至部分低壓加熱器又把傳熱面分為蒸汽冷卻段、凝結段和疏水冷卻段三部分。蒸汽冷卻段又稱為內置式蒸汽冷卻器,它利用蒸汽的過熱度,在蒸汽狀態不變的條件下加熱給水,以減小加熱器內的換熱端差,提高熱效率。疏水冷卻段又稱為內置式疏水冷卻器,它是利用剛進入加熱器的低溫水來冷卻疏水,既可以減少本級抽汽量,又防止了本級疏水在通往下一級加熱器的管道內發生汽化,排擠下一級抽汽,增加冷源損失。隨著加熱器容量的發展,還有的機組將蒸汽冷卻段或疏水冷卻段布置于該級加熱器殼體之外,形成單獨的熱交換器,稱為外置式蒸汽冷卻器或外置式疏水冷卻器。給水加熱器按傳熱面配置方式,又可以分為一段式、兩段式和三段式加熱器。(二)加熱器的結構及

5、特點1、低壓加熱器的結構及特點臥式U形管加熱器的受熱面一般由黃銅管或鋼管組成。目前,大型機組多采用不銹鋼管。加熱器的管子脹接在管板上,管系固定在半圓形導向隔板的骨架和加強筋上,圓筒形外殼由鋼板焊接而成。以東方鍋爐廠生產的DR-600-4臥式U形管低壓加熱器為例。它由進水口、出水口、進氣口、水室、殼體、管板、管系、導向隔板、疏水入口、疏水出口、抽氣口、水側放氣口、水側放水口、電接點信號管接口、就地水位計接口、備用口等組成。汽室的筒體部分由鋼板卷制焊接而成,球形封頭部分由鋼板沖壓而成。管系脹接在鋼制管板上,脹管長度一般為管板厚度的80%,U形管系固定在半圓形導向隔板的骨架及十字形加強筋上。隔板的作

6、用是引導蒸汽沿流程作S形流動,以提高傳熱效果并防止管系振動,水室內也有擋板,將其分成3個腔,使主凝結水在管子中經過雙流程。采用U形管結構,能自補償熱膨脹,便于布置、檢修及堵漏。汽輪機抽汽從進汽管進入殼體內,在蒸汽進口正對管系處裝有擋汽板,以分散氣流流速,減小沖擊力,使蒸汽入口處的管系不致受到嚴重的沖刷和侵蝕。在有內置式蒸汽冷卻器的加熱器中,蒸汽先經過過熱段,再進入凝結段,并沿導向隔板形成的流向,橫向掠過管系,把熱量傳給凝結水,蒸汽則被冷卻而凝結成疏水,匯集在殼體下部,從疏水排出口排出去。在有內置式疏水冷卻器的加熱器中,專門設有疏水冷卻段,對疏水進行冷卻后再排出去。隨蒸汽一起進入殼體內的還有少量

7、不凝結的氣體,這些氣體聚集起來形成空氣層就會惡化傳熱效果,所以在殼體上設有抽空氣管。自后一級加熱器來的疏水引入口的位置,不高于正常的疏水水位。為了使疏水平穩的引入,防止翻騰,減少熱量損失,在其引入加熱器內的一段管子上開有許多小孔,小孔的直徑為引入管道直徑的1/101/5。2、高壓加熱器的結構及特點以UPG系列高壓加熱器結構為例。該加熱器是表面臥式雙流程加熱器。U形管形成受熱面,布置成雙管束,用管板固定,做成兩個換熱區。一個是蒸汽疏水來加熱給水,而在第二個加熱器中,給水被即將冷凝的蒸汽加熱。加熱器的外殼采用整體焊接,不可拆卸,為了檢查水側內部,尤其是檢查管子的嚴密性,水室上備有人孔。加熱器包括下

8、列部件:管道系統、蒸汽室外殼和裝在蒸氣室外殼中的蒸汽凝結水冷卻器、水室。管道系統包括管板、U形管束、管束的支撐結構,制成件由軸向(或縱向)部件組成。蒸汽室外殼由圓筒形外殼構成,用橢圓形的底封閉,焊接在管板上,外殼備用連接短管、支座、制成管束的內部部件和導入上一級加熱器來的疏水管路。在管束支撐結構的下部裝入了一臺臥式凝結水(疏水)冷卻器,它包括外殼及支撐板,外管來的水經U形管的下半部從其中通過,導流板迫使水平的蒸汽凝結水流經管子外側,其流向與管子中水的流向相反,水室包括一個焊在管板上的半球形蓋,還有連接水管的管接頭,入孔短管,帶有入孔的內水室裝在水室的進水口處。加熱器設計中沒有考慮水流量的調整和

9、限制,U形管中13m/s的水速由協同工作系統的調整來實現。加熱器內外兩管束減稅量的分配由這兩管束中U形管的相互聯系所確定;加熱蒸汽流量由當時存在于加熱器中的熱交換狀態所決定。蒸汽凝結水量在疏水口得到控制,在任何運行方式下都保證凝結水位在冷卻區之上。啟動時,氣體主要是空氣和在加熱器運行期間的參與蒸汽被吸收到為數不多的開孔管子中,這些管子位于管束中間,吸氣管接到一個裝置上,此裝置內的壓力借助于孔板或除氧器的作用,低于加熱器內部壓力。上一級加熱器的蒸汽凝結水可以導入下一級加熱器,在此情況下,凝結水進入位于加熱器外殼內的穿孔脹管,在膨脹管外凝結水從蒸汽中分離出來,凝結水在通過節流閥是存在能量損失。3、

10、給水加熱器常用性能技術指標加熱器常用性能技術指標項目 單位 計算方法 性能指標說明給水端差(TTD) TTD=ts-t2 1)、ts抽汽壓力下飽和溫度,; t2出口溫度,;2)、當TTD1.1時,應設置過熱蒸汽冷卻段疏水端差(DCA) DCA= td-t1 1)、td疏水溫度,; t1進口溫度,;2)、當DCA5.6時,應設置外置式疏水冷卻器。3)、當DCA達5.6時,應設置內置式疏水冷卻段。抽汽壓損 % p=p1- p2/ p2×100% 1)、p1-抽汽口壓力,MPa; p2-加熱器進口壓力,MPa;2)、一般情況p為5%-8%投運率% h=h1- h2/ h1×100

11、% 1)、h1機組運行小時數,h;h2加熱器事故檢修小時數,h。2)、高壓加熱器的年投運率應不小于85%堵管率 % n=n1/n2×100% 1)、n1被堵的傳熱管根數; n2總傳熱管根數。2)、當堵管率達到15%時,會使TTD明顯上升;給水阻力大幅度增加,應換管或加熱器。高壓加熱器推出運行  對于國產200和300MW機組,熱耗率分別增加2.60%和4.60%鍋爐燃燒部分受熱面在不正常工況下運行,過熱器超溫,設備故障率上升。高壓加熱器端差變化  端差降低1,使機組熱耗率減少約0.06%對于大型機組二、給水回熱加熱器的運行(一)加熱器的保護裝置

12、與疏水裝置由于流經高壓加熱器的給水壓力遠高于汽側壓力,當高壓加熱器管束破裂時,高壓給水會迅速進入汽側,從抽汽管道流進汽輪機中,造成嚴重的水沖擊事故。因此為了在事故情況下迅速、可靠地切斷高壓加熱器供水,同時又要保證不間斷鍋爐的供水,因而設置了高壓加熱器的自動旁路系統。目前,電廠高壓加熱器采用的保護裝置主要有水壓液動控制系統和電動控制系統兩種。較為常用的高壓加熱器水側自動保護旁路系統,正常運行時。當加熱器發生故障時,水位升高接通電信號,電磁閥吸合,泄掉出、入口聯成閥A室水壓,聯成法B室的水壓,推動活塞,帶動閥門迅速關閉,切斷高壓加熱器的供水,同時打開旁路實現不間斷地向鍋爐供水。這種出入口及旁通共用

13、一個閥瓣的閥門稱為聯成閥。這種高壓加熱器水側保護又稱水壓液動旁路保護裝置,其缺點是控制水路及元件需長期承受給水的高溫高壓,運行可靠性能較高,因此,也有將聯成閥活塞外置的。就是在聯成閥閥桿上方另裝設一個活塞,控制水由低溫低壓凝結水供給。這種高壓加熱器系統投入前,其出、入口聯成閥閥瓣均在關閉狀態,旁路處在開啟狀態。先用灌水門向高壓加熱器水側灌水排空,然后打開啟動門,泄掉聯成閥活塞上部B室的水壓,這樣入口聯成閥受A室水壓的作用向上移動打開;同時,旁路被關閉,高壓加熱器過水后,出口聯成閥受到高壓水流作用也被頂開。為了防止機組突然甩負荷時,汽輪機內壓力突然降低,各加熱器或抽汽管道中的蒸汽倒流進入汽輪機引

14、起超速;以及防止加熱器管系泄漏時,水從抽汽管道進入汽輪機內發生水沖擊事故,在汽輪機抽汽管道上均裝有能夠快速關閉的止回閥,也即加熱器的汽側保護。升降式氣動排汽止回閥在正常運行中,其控制系統切斷它活塞上部的供氣,活塞與閥桿在彈簧預緊力作用下處于上限位置,閥桿下端與閥碟是脫開的,蒸汽進入閥體后,由下往上頂起閥碟,此時,閥門處于開啟狀態。當需要關閉止回閥時,氣動止回閥的控制系統動作將壓縮空氣通入活塞上部,壓縮空氣作用力大于彈簧力,活塞向下運動,閥桿沖擊蝶閥,達到關閉目的。撲扳式氣動止回閥在正常運行中,操縱裝置將活塞上部氣路切斷,活塞由于彈簧力的作用處于上限位置,轉矩壓塊與閥碟螺桿銷子脫開,蒸汽作用力頂

15、開閥碟。當需要關閥時,氣動止回閥控制系統向活塞上部供氣,克服彈簧力,轉矩壓塊沖擊閥碟銷子,達到快速關閉的目的。此外,加熱器還沒有電動閥門保護裝置。當加熱器水位達到保護動作值時,加熱器水側電動旁路門自動開啟,加熱器水側電動出入口門自動關閉,以切斷加熱器高壓水源,并保證鍋爐的連續供水了;加熱器抽汽電動門自動關閉,以防止高壓水返回汽輪機。加熱器疏水裝置的作用是將加熱器中的蒸汽凝結水及時排走,同時又不讓加熱蒸汽隨疏水一起流出,以維持加熱器內汽側壓力和凝結水位。火電廠中常用的疏水裝置有浮筒式疏水器, 浮球式疏水器,疏水調節閥,U形水封管和多級水封管,以及現在新投入的汽液兩項流疏水器等。浮筒式疏水器的特點

16、是動力穩定,不易卡住,特別適用于疏水量較小的地方;但針形閥動作頻繁而易磨損,需經常維修。浮球式疏水器多用于疏水量較多的加熱器上,其特點是容易調整,適用于各種流量下的調整;缺點是活動部分易于磨損或卡澀,浮球容易漏水而失靈。軸封加熱器的疏水裝置多為多級水封。此疏水裝置的優點是無機械傳動部分,運行中不卡澀、不磨損,無電氣元件,不耗電,結構簡單,維護方便。缺點是停機后水封管中要殘留一部分疏水,會造成金屬銹蝕,再啟動時影響疏水質量,設備占地面積大,需要在地下挖深坑不知通常只有在兩容器壓差不大時才采用。汽液兩項流疏水器節能環保,操作維護及檢修非常方便, 無機械傳動部分,無電動執行裝置。表面式加熱器的疏水排

17、出方式:1、 疏水逐級自流法的連接系統; 2、 疏水泵排出法的連接系統3、 兩種疏水排出的綜合系統4、 另有采用外置式疏水冷卻器的連接系統(二)低壓加熱器的投停1、低壓加熱器的投運低壓加熱器投運前,應先做全面檢查,確認各部正常,關閉水側放水門,然后緩慢開啟水側入口門向加熱器水側灌水,并開啟水側排空門排盡加熱器水側空氣,見排空門冒水后可關閉排空門,打開出口門,關閉旁路門(并確證低壓加熱器汽側無水位,沒有內漏現象),投入加熱器水側運行。低壓加熱器汽側的投入一半采用隨機啟動方式,由于抽汽參數隨負荷變化,因而可使管板和管系均勻加熱,相應的金屬的熱應力也就減小了。在投入汽側前,先緩慢開啟汽側空氣門,并注

18、意凝汽器真空不應有明顯變化。一般在機組沖轉前即可開啟低壓加熱器進汽電動門及止回閥,開啟各加熱器疏水門,投入疏水自動控制使低壓加熱器具備隨機啟動條件。投入過程要注意監視調整疏水水位。這種方式經濟性較好,但疏水不易控制。機組運行中要投入低壓加熱器時,投水側要注意防止斷水和水側集空氣及檢查有無內漏;投汽側時要注意真空變化、管道疏水、暖管、暖加熱器、疏水水位等。2、低壓加熱器的運行維護加熱器運行中要注意監視以下參數:加熱器進、出口水溫,加熱器汽側壓力、溫度,被加熱水的流量,疏水水位,加熱器的端差等。加熱器運行中應保持正常水位。水位過高會淹沒受熱面,影響換熱,同時這些凝結的飽和水,在機組負荷突降時,由于

19、抽汽壓力的下降會使一部分飽和水汽化,變為濕飽和蒸汽,于是夾帶著小水珠的濕飽和蒸汽就有可能倒流入汽輪機內,使葉片受到沖蝕,嚴重時還會導致機組水沖擊。水位過低或無水位運行,蒸汽將通過疏水管流入下一級,排擠下一級的抽汽,造成整個機組回熱經濟性下降,同時高速氣流沖刷疏水管還會加速管道的損壞。發生這種現象后,在相鄰的兩個加熱器中,汽側壓力低的加熱氣出口水溫比正常時高,這時應檢查疏水調整門是否正常,以便及時處理。為防止蒸汽從空氣管進入下一級加熱器,在空氣管上均裝有適當的節流墊。加熱器受熱面結垢后,將直接影響傳熱效果。結垢的原因往往是凝汽器銅管泄漏,循環水進入凝結水側,使凝結水硬度增加,而排污或化學處理又不

20、徹底,使蒸汽品質和凝結水品質下降,造成加熱器結垢。因此,運行中必須監視凝結水的硬度。加熱器內積存空氣,同樣會影響傳熱效果,因為這些空氣會在管束表面形成氣膜,使熱阻增大,嚴重的阻礙了加熱器的熱傳導,降低了加熱器的換熱效率。特別是工作壓力低于1個絕對大氣壓的加熱器,由于管道、閥門等不嚴密處,可能漏入空氣,應通過真空系統水壓試驗找出泄漏處,并予以消除。另外加熱器長期停運也容易積聚大量的空氣。加熱器運行中還要注意監視其端差。加熱器的短差是指加熱器出口水溫與本級加熱其工作蒸汽壓力所對應的飽和溫度的差值,差值越小說明加熱器的工作情況就越好。運行中發現加熱器端差增大時,可以從以下幾個方面分析:1)、加熱器受

21、熱面結垢,使傳熱惡化。2)、加熱器內積聚空氣,增大了傳熱熱阻。3)、水位過高,淹沒了部分管束,減少了換熱面積。4)、抽汽門或止回閥未全開或卡澀,造成抽汽兩不夠,抽汽壓力低。5)、旁路門漏水或水室隔板不嚴使水短路。3、低壓加熱器的停運正常運行中停運低壓加熱器一般按如下步驟操作:關閉低壓加熱器空氣門后,逐漸關閉進汽電動門,關閉抽汽止回閥,停運中繼泵,關閉疏水門,開啟低壓加熱器;旁路門,關閉其進、出口水門,開啟抽汽止回閥前、后疏水門。運行中停運低壓加熱器還應注意以下兩點:1)、如果停運的低壓加熱器處于飽和濕蒸汽區,將有可能使抽汽口處氣缸積聚疏水,造成后級動葉的水沖蝕甚至損壞。2)、如果停運的低壓加熱

22、器處于高壓軸封溢汽的回收點,則加熱器停運后,軸封漏氣將進入低壓缸,會對低壓缸的運行工況造成影響。另外,無論運行中停止個別高壓直流鍋爐水冷壁超溫,汽包爐過熱。氣溫升高。加熱器的停運還會影響機組的出力。若不減小汽輪機的進汽量,則相應加熱器抽汽口以及各級的通汽量將增大,特別是末級隔板和動葉的受力情況將有較大的增加,嚴重時會造成末級葉片的損壞。因此,各汽輪機制造廠家對回熱系統停運后的汽輪機組的帶負荷情況均有明確的限制,機組運行中必須按其要求嚴格控制負荷,以確保機組的安全運行。低壓加熱器緊急故障停運:低壓加熱器發生滿水現象時,除發生水位高信號外,還會使端差增大,出口水溫降低,嚴重時汽側壓力擺動或升高,并

23、有可能造成抽汽管道和加熱器本體沖擊、振動,發生上述現象時,應立即緊急切除加熱器運行。迅速關閉其進汽電動門、抽汽止回閥,空氣門,打開事故疏水門或放水門,開啟水側旁路門,關閉其水側出、入口門,關閉與其相鄰的加熱器的疏水門和空氣門。(三)高壓加熱器的投停高壓加熱器可以隨機投運,也可以在一定負荷下熱態投運。因為在隨機投運中,負荷低,高壓加熱器疏水無法送入除氧器回收,疏水水位調整困難,而直排疏水又造成大量的汽水和熱量的損失,因此大型機組一半在啟動中達到一定負荷時才投入高壓加熱器。1、投入高壓加熱器水側的步驟1)、檢查關閉加熱器的水側放水門,如采用液動三通的給水旁路系統時,應開啟三通閥強制手輪,全開高壓加

24、熱器注水一次門,稍開注水二次門,向高壓加熱器內部注水。同時控制溫升率在規定范圍內,一般情況下,應控制在1.87/min之內,最高不超過3.7/min(火力發電廠高壓加熱器運行維護守則規定的溫升率為5/min)。2)、高壓加熱器水側空氣排盡后,關閉高壓加熱器水側排空門。3)、高壓加熱器水側達到給水壓力后,關閉高壓加熱器的注水門,檢查高壓加熱器內部水側壓力不下降,汽側水位不上漲。4)、開啟高壓加熱器進、出水門,關閉高壓加熱器水側旁路門,注意高壓加熱器后給水流量及壓力變化。采用三通閥的系統,高壓加熱器入口聯成閥應自動開啟。5)、投入高壓加熱器保護開關。2、投入高壓加熱器汽側的步驟1)、在達到規定負荷

25、后,準備按抽汽壓力由低壓到高壓逐臺投入高壓加熱器。開啟抽汽管道的疏水,開啟抽汽管道止回閥,稍開高壓加熱器進汽電動門(或旁路門)進行暖管15min,注意進汽管道無沖擊。2)、待汽側空氣排盡后,關閉汽側空氣節流板旁路門。3)、暖管結束后,關閉抽汽管道疏水門。4)、按抽汽壓力由低到高的順序依次逐漸打開進汽門,注意給水溫升率不大于規程規定值;調解高壓加熱器水位正常。5)、沖洗高壓加熱器水位計。6)、解除高壓加熱器保護開關,校驗加熱器水位正常后投入高壓加熱器保護開關,抽汽止回閥水控電磁閥投入自動。7)、高壓加熱器水質合格后,回收高壓加熱器疏水到除氧器。8)、打開各高壓加熱器進汽門,關閉旁路門,調解水位正

26、常。3、高壓加熱器運行中的維護1)、高壓加熱器正常運行中,要保持水位正常,嚴禁無水位和高水位運行,水位自動調節裝置應正常。高壓加熱器無水位運行時:1、蒸汽通過疏水管進入下一級高壓加熱器,從而減少下一級的抽汽量,影響回熱經濟性。2、由于疏水的兩相流動使疏水調節閥、疏水管發生嚴重的沖蝕,直接影響了高壓加熱器的安全運行。3、高壓加熱器無水位運行時,蒸汽帶著被凝結的水珠流經加熱器管束尾部,造成該部位管束的沖刷,尤其是對有疏水冷卻器的高壓加熱器,無水位運行將使管束侵蝕成孔洞,從而發生泄漏想象。高壓加熱器水位過高,1、使管束換熱面積減小,給水溫度下降,影響回熱經濟性;2、容易造成保護動作,而且一旦保護失靈

27、,汽輪機將有進水的可能。因此,在高壓加熱器運行中嚴禁無水位或高水位運行,對高壓加熱器水位要進行嚴密監視。2)、高壓加熱器汽側排空門在高壓加熱器運行當中應一直保持全開,將汽側空氣排至除氧器。因為空氣聚集在換熱面上,不僅影響著高壓加熱器的傳熱效果,同時還會引起高壓加熱器的腐蝕。3)、定期記錄高壓加熱器的出入口溫度和抽汽壓力。如發現給水溫度降低,應及時查明原因。比如檢查高壓加熱器水位是否過高,汽側排空門是否誤關,高壓加熱器旁路門(三通門)是否不嚴,出入口門是否未全開,高壓加熱器進汽門、抽汽止回閥是否未全開等。對給水溫度降低這一情況可以根據汽輪機抽汽口壓力與加熱器汽側壓力之差的變化來分析。如果發現兩者

28、的壓力差增加,則說明進汽被節流;如汽側壓力等于或高于抽汽壓力,則說明水位過高。4)、要注意發電機組負荷與高壓加熱器疏水自動調節閥的開度關系。當負荷未變,調節閥開度增加時,高壓加熱器管束可能出向泄漏,這時要立即確證高壓加熱器是否內漏,如泄漏,應立即停止高壓加熱器運行。5)、對高壓加熱器的保護、自動調節裝置要進行定期試驗,保證其動作可靠。6)、要定期對高壓加熱器的水側、汽側安全門進行校驗,同時如有可能應進行定期活動試驗。7)、對通過高壓加熱器的水質,應嚴格定期化驗。8)、要嚴密監視高壓加熱器的運行狀況,以下情況視為高壓加熱器超負荷運行:汽輪機汽耗量過大,給水流量大于設計值,抽汽量增加;單個高壓加熱

29、器的汽側停運,使后一級加熱器入口溫度降低,抽汽量增加,過負荷。4、高壓加熱器的停運高壓加熱器的停運可分為隨機停運,帶負荷停運和事故停運。具備隨機滑參數停運條件的高壓加熱器,應隨機組的停運而停運加熱器。當需要帶負荷停運時,應嚴格控制溫降率,具體操作步驟如下:1)、按規定減部分負荷。2)、切除高壓加熱器保護。3)、按抽汽壓力由高壓到底壓逐臺關閉高壓加熱器進汽門。調整疏水水位,控制溫降率在規定范圍內。通常應控制在1.87/min之內(火力發電廠高壓加熱器運行維護守則規定的溫降率為2/min)。待高壓加熱器出水溫度穩定后,再停下一臺高壓加熱器,關閉高壓加熱器的除氧器的疏水門,切換給水走液動旁路。4)、

30、稍開抽汽止回閥前、后疏水門。高壓加熱器汽側隔離后,開啟高壓加熱器汽側排地溝門。5)、如需停止高壓加熱器水側,應先開啟電動旁路門,再關閉高壓加熱器進、出口水門。6)、抽汽止回閥保護打至“手動”位置,確認止回閥關閉后,打至“解除”位置。5、高壓加熱器的事故解列高壓加熱器事故解列的條件:1)、汽水管道及閥門爆破,危及人身及設備安全時。2)、任一加熱器水位升高,經處理無效時,或任一電接點水位計,石英玻璃管水位計滿水,保護不動作。3)、任一高壓加熱器電接點水位計和石英玻璃管水位計同時失靈,無法監視水位時。4)、明顯聽到高壓加熱器內部有爆炸聲,高壓加熱器水位急劇上升。高壓加熱器事故解列的步驟如下:1)、關

31、不有關高壓加熱器進汽門及止回閥,并就地檢查在關閉位置。2)、降高壓加熱器保護打到“手動”位置,開啟高壓加熱器旁路電動門,關閉高壓加熱器進、出口電動門,必要時手搖電動門直至關嚴。3)、開啟高壓加熱器至危及疏水的電動門。4)、關閉高壓加熱器至除氧器疏水門,待高壓加熱器內部壓力泄壓到0.49MPa以下時,開啟高壓加熱器汽側放水門。5)、其他操作按正常停高壓加熱器進行操作。6)、若判定高壓加熱器泄漏(如發生高壓加熱器水位升高,給水溫度降低,汽側壓力升高,疏水調整門自動打開,高壓加熱器出口給水壓力下降,加熱器及抽汽管道沖擊等現象),應先檢查保護裝置是否動作,未動作時,應開啟高壓加熱器水側旁路門(或高加三

32、通閥),停止高壓加熱器水側運行,同時停止高壓加熱器汽側運行。6、高壓加熱器停運后的保護高壓加熱器停運后的保護,主要是防止管束銹蝕氧化,因此,仿佛措施主要是保證管束與空氣隔絕。不同的機組高壓加熱器停運后有不同的保護方法,下面列舉幾例。部分國產200和300MW汽輪發電機組,其高壓加熱器停運后的保護措施有:1)、停運時間在60h以內,可將水側充滿水。2)、停運時間在兩周以內,其水側應充滿含50-100ppm聯胺的凝結水,汽側充滿蒸汽或氨水。3)、停運時間超過兩周以上,其汽側、水側均應充氮氣,氮氣壓力在0.05MPa左右。當壓力小于0.02MPa時,應及時補充氮氣,且純度應不低于99.5%。華能大連

33、電廠350MW汽輪發電機組的高壓加熱器,如果停運時間較短,水側可用適當濃度的聯氨水進行保養,而汽側采用低溫輔助蒸汽進行密封保養。對于BBC公司生產的500MW汽輪發電機組,其高壓加熱器停運后的保養有干法保護和濕法保護兩種。汽輪機組停運時間不超過兩周時不需要專門的措施,只需要在濕熱的條件下切斷高溫汽源,水側自行干燥。三、除氧器的運行鍋爐給水除氧是由除氧器來實現和完成的。除氧器是回熱系統中的一個混合式加熱器,是用汽輪機的抽汽來加熱需除氧的鍋爐給水的。其作用有兩方面:一是提高給水品質,除去給水中的溶氧和其他氣體,防止設備腐蝕;二是提高給水溫度,并匯集排汽、余汽、疏水、回水等,以減少汽水損失。(一)給

34、水除氧方式及融解氧量標準1、給水除氧方式由于給水中有氣體,其對電廠的安全、經濟運行危害極大,所以,在給水進入高壓加熱器和鍋爐之前必須將它除掉。而氧對設備的危害最為嚴重,除氣主要是除氧,所以將這種除氣裝置成為除氧器。除氧方法有加熱式除氧(物理除氧)和化學除氧兩種。(1)、加熱式除氧。加熱式除氧是利用氣體在水中溶解的性質進行除氧的。其優點是能將水中溶解的各種氣體全部除掉,還能起到一級加熱器的作用。目前,加熱式除氧在各類電廠中得到廣泛應用。在夜面上作用有環境壓力的自然水中,溶有大氣中的各種氣體成分。大氣是由氧、氫、氮、二氧化碳氣體組成的混合氣體,而環境壓力是由各種氣體的分壓力組成的。當水與氣體之間出

35、于平衡狀態時,對于一定的溫度,水中溶解的各種氣體量可分別按式計算得出:b=Kp/p式中  b-某氣體在水中的溶解量,mg/L;      p-水面上某種氣體的分壓力,Pa;      p-混合氣體的總壓力,Pa;      K-該氣體的質量溶解度系數,它隨氣體的種類和溫度而定,mg/L。由式可知,單位體積水中溶有某種氣體量的多少,與水面上該氣體的分壓力成正比。另外,氣體在水中的溶解量還與水溫有關,在一定壓力下提高水的溫度,則水中溶解的氣量逐漸減少,當水溫度

36、升至該壓力下的保和溫度時,則水中的溶氣量為零。在環境壓力為0.098MPa下,水溫在20時的溶氣量為6mg/L,水溫在80時溶氣量為2mg/L,當水溫升至100時,則水中的溶氣量為零。根據上述理論可以推知:若使水面上氧氣的分壓力等于零,則水中的溶解氧氣量也等于零。若將水加熱到沸點,即相應壓力下的保和溫度時,則水將產生汽化。在水面上蒸汽的分壓力將會不斷升高,氣體的分壓力將會相對減小,最后使液面上的蒸汽壓力趨于全壓力,而氣體的分壓力將趨于零,也就是說液面上完全是水蒸氣的壓力作用,于是氧氣和其他氣體就會從水中完全分離出來。熱力除氧器就是根據這一原理制成的一種除氣設備。另外,氣體從水中分離出來的過程,

37、并不是瞬時內能完成的,而要有一定的持續時間。表23為水被加熱至沸騰溫度后持續時間與含氧量的變化關系。將水加熱至沸點以后仍含有氧的現象叫過飽和。由表2-3可以看出,需要持續沸騰60min才能將氧全部除凈,因為氣體從水中逸出要受到水的表面張力和粘滯里的阻礙,因而在短時間內是不能達到完全除氧的。表23  0.098MPa下水加熱到沸騰后持續時間與含氧量的關系持續時間(min) 0 5 10 20 30 45 60含氧量(mg/L) 1.08 0.1 0.056 0.017 0.006 0.003 0從以上分析可以看出,要保證熱力除氧的除氧效果,必須具備下列條件:1)、除氧給水必須

38、加熱到對應壓力下的保和溫度,并在除氧塔和水箱之間有一定的滯留時間。2)、除氧給水應有足夠的與加熱蒸汽接觸的面積,以保證良好的加熱效果。3)、保證除氧給水在塔內為紊流狀態,以增加氣體的擴散速度。4)、要迅速排出從給水中分離出來的氣體,以降低除氧器內氣體的分壓力。5)、保持加熱蒸汽與除氧給水逆向流動,使除氧給水的氣體加速分離。(2)化學除氧。化學除氧是利用化學藥劑進行除氧的。常用的化學除氧,是用亞硫酸鈉與水中的氧發生化學反應變成硫酸鈉鹽。當亞硫酸鈉的加入量很恰當時,則給水中的含氧量可以降低到零。這種方法除氧的缺點是:爐水中增加了硫酸鹽,使爐水中的全固形物增加,從而使排污量增加。同時,化學除氧不能除

39、去其他氣體,且化學藥劑價格昂貴,故電廠很少采用。此外,還有一種真空除氧,它是利用凝汽器對凝結水和低溫補水進行預除氧,用來降低凝結水、補充水的溶氧,是火力發電廠廣泛采用的一種輔助除氧方式。2、溶解氧量標準當水與某種氣體或空氣接觸時,就會有一部分氣體溶解到水中。水中溶解某種氣體量的多少,與該氣體在水面上的壓力成正比,與水的溫度成反比。電廠中給水是封閉循環的,其寒氣的來源有:開口疏水箱內的疏水表面直接與大氣接觸而融入氣體;由于汽輪機的真空系統部嚴密,空氣漏入凝汽器內;凝結水在凝汽器內存在過冷卻度;往給水系統內補充化學水時帶入溶解氣體。給水中溶解的氣體,有一些是活動性很強的氣體,如氧氣和二氧化碳,對熱

40、力設備的關島、省煤氣及鍋爐本體內部表面、熱交換設備等部位起腐蝕破壞作用,降低了設備的使用壽命。如給水中溶解氧氣超過0.03mg/L時,給水管道和省煤器在短時期內會出現穿孔的點狀腐蝕。根據GB  121451999火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準中規定,給水、凝結水的溶氧量與給水PH值見表24。表24  電廠用水溶解氧與PH值標準爐型 鍋爐過熱蒸汽壓力(MPa) 給水溶解氧(g/L) 給水pH值(25) 凝結水溶解氧(g/L)汽包爐 3.85.8 15 8.89.2 505.912.6 7 8.89.3(有銅系統)或9.09.5(無銅系統) 5012

41、.715.6 7  4015.718.3 7  30支流爐 5.918.3 7 8.89.3(有銅系統)9.09.5(無銅系統) 18.4-25 7  20壓力在3.85.8MPa的機組,加熱器為鋼管,其給水PH可控制在8.89.5。采用中性處理時,溶解氧應控制在50250g/L。給水中所溶氣體在熱交換設備中是不凝結的,當蒸氣被凝結而氣體被析出后,會在熱交換設備的水管與蒸汽之間形成一層氣膜,妨礙導熱過程的正常進行,影響傳熱效果。因此,給水中溶解氣體是影響電廠安全經濟運行的主要因素之一。(二)除氧器的分類除氧器根據其工作壓力的不同,可分

42、為真空式(工作壓力小于0.0588MPa)-(分離出的氣體靠射汽抽氣器或真空泵抽出)、大氣式(工作壓力為0.1150.12MPa,溫度為104)和高壓式(工作壓力為0.343以上,溫度為150160)三種。真空式除氧器即工作壓力為負壓狀態的除氧器,水中逸出氣體靠抽氣器或真空泵抽出。發電廠一般很少采用單獨的真空式除氧器,而多采用維持凝汽器凝結水在飽和溫度狀態的方式,利用凝汽器進行真空除氧。在現代高參數火力發電廠中,普遍采用了高壓除氧器,其工作壓力一般在0.6MPa左右,與前面兩種類型的除氧器相比較有著顯著的優點:1)、采用高壓除氧器可以減少高壓加熱器的數目,節約了金屬耗量和投資。2)、高壓機組的

43、給水溫度一般在230270,當高壓加熱器因事故停運時,可使進入鍋爐的給水溫度變化幅度減小,從而減小對鍋爐運行的影響。3)、較高的飽和水溫還可促進氣體自水中離析,降低氣體的溶解度,使除氧效果提高。4)、可以防止除氧器發生自生沸騰現象。自生沸騰是指:過量較高壓力疏水進入除氧器時,其熱量足以使除氧器給水不需抽汽加熱即可達到沸騰,這種情況使除氧器內壓力升高,排汽量大,內部汽水流動工況受到破壞,除氧效果惡化。而在高壓除氧器中,因為設計工作壓力就比較高,使發生自生沸騰的可能性較小。但是高壓除氧器有一個顯著的缺點,就是給水泵長期工作于高溫條件下,泵的入口易發生汽蝕。為盡量減少和避免汽蝕,就必須把除氧器布置在

44、機房內較高的平臺,大部分還加裝前置泵或前置葉輪,使系統復雜化。根據水在除氧器內流動形式的不同,除氧器可有不同的結構形式,主要有淋水盤式、噴霧式、填料式、噴霧填料式和旋膜式等。純噴霧式效果不佳,也較少采用。淋水盤式多用于中、低壓機組。現代高參數大容量機組多采用除氧效果好、容量大的噴霧填料式或噴霧淋水盤式除氧器。最近,旋膜式除氧器在大機組上也取得了良好的運行效果。(三)除氧器的運行熱力除氧器的加熱蒸汽都是來自汽輪機的抽汽,另外也利用回收的高壓加熱器疏水、門桿溢汽等作為熱源。此外,還應配備備用起源以備機組啟停及甩負荷時的用汽。除氧器的汽水系統。其加熱汽源有抽汽、門桿漏汽、高壓加熱器疏水和汽封溢汽,并

45、備有輔助汽源。主凝結水自除氧頭上部進入,除氧后進入除氧水箱。水箱中設有再沸騰管保持其飽和溫度,系統中設除氧循環泵,啟動前,可使除氧水箱中的水循環加熱。除氧頭及除氧水箱均設有安全閥,防止除氧器超壓。除氧水箱上還接有給水泵的再循環管,它的作用是防止給水泵在啟停和低負荷時水流量過小不足以冷卻泵體而引發的給水泵汽化和設備損壞。在發電廠中,除氧器在熱力系統中的連接原則是要使汽輪機在任何負荷下維持除氧器內的壓力穩定,以保證除氧效果。也就是說,在低負荷時,可采用高壓抽汽;正常時,用低一級的抽汽。除氧器的運行根據其壓力是否隨汽輪機組的負荷變化而變化,分為定壓運行和滑壓運行兩種方式。除氧器的這兩種運行方式各有特

46、點,現分析如下。定壓運行除氧器在汽輪機組變工況時,其壓力是維持穩定的,在此壓力下,將水加熱到相應的飽和溫度,即可達到除氧目的。由于其壓力、溫度不變,在運行中只要調整除氧器給水箱中水位穩定,即可保證給水泵不汽蝕,能可靠地向鍋爐供水。除氧器在熱力系統中,相當于一級特殊的回熱加熱器,其所用回熱抽汽的壓力隨汽輪機組的運行工況不同而變化,為維持所有工況下除氧器均定壓運行,供除氧器的抽汽壓力應高于除氧器的工作壓力(一般0.20.3MPa),并通過專門裝設的壓力調整閥來節流調整。在汽輪機負荷降低到該級抽汽壓力已不能滿足除氧器定壓運行要求時,還需切換至高一級的抽汽,同時停止運行原級抽汽。這樣的方式不但使系統復雜化,而且由于節流損失的存在是系統的熱經濟性降低。除氧器定壓運行時,由于回熱抽汽的節流作用,使系統的熱經濟性下降。那么除氧氣能否像其他回熱加熱器一氧化氬運行-壓力隨機組負荷的變化而變化呢?除氧器的任務主要是保證給水的穩定除氧和給水泵的安全、可靠運行,當除氧器滑壓運行時,在變工況下,由于除氧器內壓力和水溫變化速度不一致(壓力變化快,水溫因存水的熱慣性變化較慢),水溫的變化總是滯后于壓力的變化,于是,在負荷急劇波動時會產生下述的問題:升負荷時除氧效果變壞;降負荷時給水泵可能產生汽蝕。除氧器定壓運行時,則不存在上述問題,在汽輪機組變工況時,由于除氧器壓力保持穩定,可使除氧效果和給水泵

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