《回热加热设备》PPT课件.ppt

第二章 辅助设备 第一节 回热加热器 一、 分类及应用： 表面式：通过金属壁面进行传热。 混合式：汽水接触传热。 1、混合式：热经济性高，能将水加热到加热器压力下的饱和温度。结构简单、造价低、便于混集不同温度的疏水。但回热系统复杂，厂用电耗增加。 2、表面式：存在传热端差，热经济性较差，但组成的回热系统简单，节省厂用电，安全可靠。 传热端差：加热器内热流体的饱和温度与冷流体出口温度的差值。36C 应用：一台混合式加热器作为除氧器使用，其余均为表面式。,二、加热器的疏水方式： 1、疏水逐级自流：利用回热加热器的压力差，让疏水逐级自流入相邻的压力较低的加热器蒸汽空间，最后一级加热器的疏水自流入凝汽器。如图： 特点：系统连接简单，运行安全性高，但经济性差。 热经济性差的原因：高一级压力加热器的疏水流入低一级压力加热器的蒸汽空间时要放热，从而排挤了一部分较低压力的抽汽，在保持汽轮机输出功率一定的条件下，必然是抽汽做功减少，凝汽做功增加，冷源损失增加，疏水最后到凝汽器也直接导致冷源损失的增加。 2、疏水泵：各加热器的疏水用专用的水泵（疏水泵）送入本级加热器出口的主凝结水管道中。如图： 特点：热经济性高，但投资、厂用电耗增加，系统复杂、运行可靠性下降。,热经济性高的原因：减少了加热器的传热端差。其经济性仅次于混合式加热器。 思考题：疏水也可以用泵送入加热器进口或其它的主凝结水管，其经济性如何？ 3、 疏水方式的实际应用：高压加热器逐级自流到除氧器，低压加热器也逐级自流（300MW及以上的机组）；在末级或次末级往往采用疏水泵（200MW及以下的机组）。 4、 疏水冷却器的应用：在不用疏水泵的地方，为了减少疏水逐级自流的排挤，提高热经济性。 原理：在疏水自流入下一级加热器之前，用一部分主凝结水在疏水冷却器中将疏水冷却，使疏水温度降低，减轻排挤低压抽汽引起的热损失。（符合高品位的蒸汽少抽，低品位的蒸汽多抽的原则）,疏水冷却段不但能提高经济性，对系统的安全运行也有好处。？ 布置方式：外置式、内置式（外置式提高经济性更多）。 三、加热器的热平衡 1、混合式：,热平衡方程可以有两种形式： 热流形式：流入热量等于流出热量。 传热形式：加热蒸汽放出热等于给水吸收的热。 计算时考虑散热损失。 2、表面式： 表面式加热器的热平衡与疏水方式有关： 如图：,四、加热器的结构： 表面式加热器按布置方式有卧式、立式。 按换热面分有：管板-u形管式、联箱-螺旋管（盘香管）式 管板-u形管式加热器的结构： 导向板（隔板）：引导蒸汽成S形流动，充分凝结放热。 护板：防止蒸汽对入口管束的冲刷。 应用在水侧压力7.0MPa以下，存在36C传热端差。 为了提高电厂的热效率，更有效的利用抽汽的过热度和对疏水的冷却，高参数大容量机组的高加常把传热面分为过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段三部分。如图： 过热段：抽汽降低过热度，放出过热热加热高温给水，使热能得到合理的利用，出口的给水温度不受饱和温度的限制，减小传热端差；,凝结段：蒸汽凝结放出汽化热； 疏水段：凝结水被给水冷却继续放热到低于饱和温度，减轻对下一级抽汽的排挤。 该加热器利用了蒸汽的过热度，理论上讲传热端差可减小到12C ，甚至为零或负值。 下端差：疏水段的出口温度与进口给水（凝结水）温度的差值。一般5 10C 。 合理的端差：对燃料消耗和设备投资费用进行综合技术经济比较后确定。 结构特点：高压加热器的壳体呈圆筒形，用合金钢板卷制并与冲压的椭圆形封头焊接而成。 U形管束胀接或焊接在管板上。管板很厚（300655mm），而管壁相对很薄，为加强它们之间的严密性，采用了先进的氩弧焊爆胀管工艺。,过热蒸汽从套管进入过热段，目的是将高温蒸汽与入口接管座根部、壳体及管板隔开，避免产生太大的热应力。离开过热段的蒸汽其过热度为30C。 水室的特点：法兰连接、焊接的水室结构（人孔盖式和密封座式）。 疏水扩容室用不锈钢板分割出，使疏水扩容后再进入凝结段，避免了疏水对管束的冲击或引起振动。 低加的结构： 五、轴封加热器： 1、作用：利用部分主凝结水来冷却轴封和阀杆的漏汽，从而回收工质和热量，防止蒸汽逸至机房或漏入油系统中。 2、结构： 带射汽式抽气器（设轴抽风机）的轴封加热器,六、疏水装置： 作用：可靠地将加热器中的凝结水排出，并保持一定的凝结水水位，从而阻止加热蒸汽随同疏水一起流出，以维持加热器汽侧压力。 常用的疏水装置： 1、浮子式疏水器：组成；动作过程； 内置式、外置式； 特点：运行比较可靠，但运行时间常会使传动部分锈蚀、卡涩、磨损，影响动作的灵活性。 2、疏水调节阀：高参数大容量机组上广泛采用这种疏水装置，它分为电动式和气动式两种。 电动疏水调节阀 ：控制水位计接受加热器壳侧水位变化信号，经差压变送器、比例积分单元、操作单元，最后由电动执行机构操纵疏水调节阀，从而实现对加热器水位的控制。,气动式疏水调节阀具有快速关断性，保护性能好，运行灵活，安全可靠，便于在集控室自动控制，在300、600MW机组上普遍采用。如图： 当压力信号输入薄膜气室后，对膜片产生推力，克服弹簧的反作用力，带动推杆上下移动，推杆带动阀杆和阀瓣运动，并通过阀瓣在套筒内的移动来改变套筒窗口流通面积，从而调节疏水量。 其气压控制系统：根据加热器内疏水水位的变化，气源来的压力为0.21.0MPa的压缩空气经BUZ型气动基地式液位仪表控制转化，输出一个压力控制信号至气动疏水调节阀执行机构的薄膜气室中，操纵疏水调节阀。 气动基地式液位仪表既能对系统的液位进行现场指示和调节，又可为集控室提供可靠的变送信号。应用广泛 3、u型水封管 4、多级水封。,七、高压加热器的旁路保护装置 1、作用：当高压加热器钢管破裂，高压加热器疏水水位升高到规定值时，保护装置及时切断进入高压加热器的给水，同时打开旁路保证向锅炉送水。 2、对保护系统的要求：动作准确可靠，（应定期试验），保护必须随同高加一同投入运行。保护故障禁止启动高压加热器。 型式：液压控制；电气控制。 3、液压控制系统 组成：进口联成阀（入口阀门、旁路阀门）、出口逆止阀门及控制阀门动作的高压水管路系统。如图： 正常运行时： 加热器故障时：,水动活塞的工作介质及其控制系统：高压给水或低压凝结水 动作过程：当任何一台高压加热器因内部管子破裂而水位上升超过允许的上限时，电接点液位信号器向控制室报警，同时，接通水位高接点，使电磁阀开启，由凝结水泵出口来的凝结水，经滤网、电磁阀进入联成阀活塞的上部，活塞在压力水的作用下，克服下部的弹簧力，强行快速关闭进口联成阀，加热器进水中断，给水由旁路管流走，出口逆止门也随之关闭。同时相应加热器抽汽管上的进汽阀和止回阀连锁关闭，高压加热器解列。 当电磁阀失灵时，应手动开启电磁阀的旁路阀使保护装置动作。,加热器投入：开启联成阀活塞上部的放水阀，活塞上移，开启进口阀，关闭旁路阀，加热器通水。 4、电气控制式旁路保护装置： 由高压加热器进出口电动阀、旁路电动阀（当采用三通快速关断阀的旁路装置时，无此阀）、事故疏水阀及继电器组成。 八、 运行中加热器投入率高低的影响： 1、经济性：回热系统是影响电厂热经济性较大的因素之一，一般给水温度少加热1C，标准煤耗约增加0.7g/kw.h，高加对机组经济性的影响很大。低压加热器停用对经济性也有影响。,2、安全性： 加热器停用给水温度降低，造成汽包炉的过热汽温升高； 末级低加停用，会使汽轮机末几级的蒸汽流量增大，叶片的侵蚀加剧； 加热器不投，影响机组出力，否则监视段压力升高，停用的抽汽口以后各级叶片、隔板及轴向推力可能过负荷。为了机组安全必须降低或限制机组出力。 九、凝结水水位高低的影响 1、加热器水位过高：传热效果下降；汽侧压力升高，安全阀动作；严重时引起汽轮机水击。 2、加热器水位过低：疏水带汽，排挤低压抽汽，降低热经济性；疏水管两相流动不安全。,3、 造成加热器水位过高的主要原因：疏水调节阀失灵；加热器之间压差太小；超负荷；管子损坏等。 4、水管泄漏的检查： 停机时可以通过水压试验确定管子是否泄漏；运行中可从检测流量、观察疏水调节阀的工作情况判断。 5、假水位现象即：实际上从水位计得到的水位往往高于加热器的实际水位。 原因：在卧式加热器中，水位计通常设置在靠近疏水冷却段的进口处，而相应的蒸汽处在加热器的前端流速较高，故该处的静压低，水位偏高。 通过现场水位调整确定正常水位和低水位。,十、加热器的运行监视： 1、传热端差最小。 2、凝结水水位正常； 3、加热器的压力和水温。 加热器运行中端差增大的原因： 1）加热器受热面结垢； 2）汽空间集气； 3）凝结水水位过高； 4）旁路门漏水。 十一、加热器启动 1、 随机启动，一般是配合单元机组的滑参数启动。在此情况下，加热器水侧进出口门、进汽门、疏水门、空气门均开启，自动保护投入，汽侧放水门关闭，水侧为通水运行。,随机启动的好处：能使加热器均匀加热，可以防止钢管胀口漏水，防止法兰因热应力过大而造成变形。对于汽轮机来说，因连接加热器的抽汽管道是从汽缸下部接出的，加热器随机启动，相当于增加了汽缸的疏水点，能有效减少上下汽缸之间的温差。另外，还能减少机组并列后的操作。高压加热器启动，还分为热态和冷态两种情况。 2、 热态启动，是指高压加热器在停运时，仅停汽侧，而水侧不停运的情况（主要是用以处理水位计，疏水管或汽侧的一些临时性缺陷）。在这种情况下启动，仅需逐渐开启加热器进汽门即可。但要注意进汽门的开启速度，此速度应使给水温度的变化率维持在3 4 C/分的范围内。 3、冷态启动要注意启动顺序，按抽汽压力从低到高逐个投入加热器。投入加热器时，要注意预热。以免高温给水对壳体、管束和管板胀口等部件引起热冲击。,在向加热器通水后，投入抽汽。在投抽汽时，也应注意热冲击问题。要逐渐提高汽压力，一般是抽汽压力提高到1/3工作压力时，停留一段时间，提高到1/2工作压力时，再停留一段时间，然后将进汽门全开 。一般步骤： 注水：预热后向高压加热器注水，随注水压力上升，开启高压加热器水室放空气门，当有水流出时关闭，注水到工作压力时关闭注水门。 查漏：当注水完毕后，进行查漏。检查加热器水侧压力是否下降，汽侧水位情况，以判断管子是否有泄漏，若漏水则不能投入运行。 通水：待以上工作正常后向加热器通水。开启启动门，使自动进水和旁路联成阀开启，向加热器进水并顶开其出口逆止阀。,通水正常后，切断旁路，关闭启动门。 送汽。缓慢开启抽汽管上来汽门，按规程规定的速度使加热器升压。汽侧压力升高后，疏水水位上升，给据压力和水位情况投入疏水器进行疏水。当其汽侧压力高于除氧器工作压力0.2Mpa以上时，可切换疏水使其疏往除氧器。 关闭抽汽管上疏水门。据负荷情况开启高加空气门。并注意检查加热器出口水温上升情况和加热器运行是否正常。,十二、 高加水位升高的象征、原因及处理： 现象：(1)高加水位高报警； (2)保护可能动作； (3)高加出口水温低，加热器振动。 原因(1)高压加热器泄漏，给水进入汽侧； (2)高加疏水门失灵或发生卡涩； (3)降负荷时高加疏水未切换； (4)误操作，疏水门关小或关； (5)水位计失灵或假水位 处理：,1、核对电接点水位计与石英玻璃管水位计； 2、核对负荷与疏水调整门开度，检查给水温度及疏水温度变化，判断是否钢管泄漏； 3、将疏水调整门切为手动，并开大疏水调整门， 4、检查除氧器运行情况，疏水是否未切换。 5、如处理无效，水位继续升高，应汇报值长； 6、如果水位高至二值时，检查危急疏水门自动开足，否则手动开启； 7、如果高压加热器水位高至三值时，检查高加进汽门、抽汽逆止门关闭，开启有关抽汽