Thermal Economicon根据上述计算可以看出加热器端差变化确对机组热经济性有较大影响.doc

Thermal Economicon根据上述计算可以看出加热器端差变化确对机组热经济性有较大影响，计算结果表明了加热器端差减小可以提高机组热效率，降低热耗和标准煤耗率，节约煤炭，验证了加热器端差越小，机组的热经济性越高，加热器端差越大，机组的热经济性越低。因此，要利用加热器端差对机组经济性的影响来实现对火电机组的节能改造，就必须找到加热器端差增大的原因，并提出切实可行的改进措施，以减小加热器的端差，实现火电机组的节能不同机组，不同加热器，不同的运行情况下，加热器端差增大的原因也是不同的，具体情况要具体分析。下面是我对加热器端差增大的可能原因作的简要总结：）回热加热器泄漏堵管，影响加热器的传热效果，导致上下端差加大。其泄漏、堵管原因如下：加热器设计、制造存在缺陷。主要表现在加热器内部管束与管板之间采用机械胀管、管口焊接的方式，胀接力与胀接长度不够，制造工艺、质量较差。 加热器泄漏后，堵管工艺不良。主要表现在泄漏管在堵管前与管堵头未进行绞孔拂配焊接前未进行预热处理，焊接工艺差。 加热器启停时，给水温度变化速度超标。其中高压加热器是火力发电厂承压最高的容器。承受着过热蒸汽和锅炉给水间的温差和压差，其工作条件很恶劣，其中又以管束与管板连接处的工作条件最为恶劣。在高压加热器投运和解列过程中，若控制不当，管束与管板连接处会受到很大的热冲击，这种应力过大或多次交变，会损坏连接处结合面，造成管子端口泄漏。）实际运行参数与设计值偏离较大，如给水流量、给水入口温度等。由于机组在设计或制造上存在缺陷，或由于运行调整和系统泄漏的原因，机组运行的热力性能指标达不到设计值，使得机组在偏离设计值较大的工况下运行。在额定负荷下，进汽量是一定的，而热量也是一定的，当给水流量增大时温升下降从而导致加热器上下端差增大。 ）加热器水位的影响。回热加热器在“基准”水位运行是保证加热器性能的最基本条件。当水位不方便监视且不能实现水位自动调节时，加热器常维持低水位或无水位运行当水位降低到一定程度时，疏水冷却段水封散失，蒸汽和疏水一起进入疏水冷却段，疏水得不到有效冷却，导致端差增大，经济性降低；更严重的是由于蒸汽冷却段的出口在疏水冷却段的上面，水封丧失后造成蒸汽短路，从蒸汽冷却段出来的高速蒸汽会冲刷蒸汽冷却段、凝结段最后在疏水冷却段水封进口形成水中带汽的汽液相流，冲刷疏水冷却段，引起管子振动而损坏。同时，在低水位或无水位运行时，由于抽汽通过疏水窜入下一级加热器，使得大量高品位的蒸汽进入低品位区进行加热，能级的降低导致了蒸汽能量发生了贬值，低压抽汽被迫排挤回汽轮机做功，最终使得机组经济性下降。 ）加热器管束表面结垢，使传热恶化。加热器长期运行后，会在管子内外表面形成以氧化铁为主的污垢，增大了传热热阻，导致管子内外温差增大，降低了传热效果，增加了压力损失，使回热加热器出口温度降低，造成回热加热器给水端差增大。 （5）空气积聚使传热效率降低。加热器中不凝结气体的来源是加热器停用、检修时滞留在加热器壳侧和水侧的空气，以及抽汽或疏水带入或析出的不凝结气体。不凝结气体对加热器热力性能的影响有：在某些死区积聚形成不凝结气体覆盖层，减少了传热面积；在管子外壁凝结水膜周围形成一个气体层，使传热热阻增加；不凝结气体的分压力升高，导致蒸汽的分压力下降，使凝结过程的有效饱和温度下降，降低其对数平均温差。由于上述影响，不凝结气体的存在降低了传热效果并最终增大了加热器的端差。 高加三通阀内漏。高加进、出水三通阀下限行程未调试好或阀门严密性差，会导致部分给水短走大旁路，影响高加出口水温，进而影响加热器端差。 加热器水室短路。高压加热器的水室靠焊接的水室隔板将水室分成进水室和出水室。如果水室隔板焊接质量不过关，必将导致部分高压给水不流经加热钢而“短走旁路”。随着高加运行时间的积累，缝隙逐渐变大，高加出口温度便会缓慢下降，进而导致加热器端差的变化。 5.2 降低回热加热器端差的改进措施 在机组的实际运行过程中，由于各回热加热器端差增大的具体原因不同，因此我们面对不同的情况所采取的处理措施也不一样。我们通常采取的措施主要如下有： 1回热加热器管束或管板泄漏是回热加热器运行中最常碰到的问题，如果发现加热器管系泄漏时要立即停运加热器，减少管子的损坏数量，减轻损坏程度，并制定详细的检修措施、步骤和工艺。对于端口泄漏，应刮去原有焊缝金属再进行补焊，并进行适当的热处理，消除热应力；对于管子本身泄漏，应先查清管束泄漏的形式及位置，并选用合适的堵管工艺，堵塞管子的2个端口。当加热器泄漏严重、堵管数量超过极限值的时候，应更换加热器管芯。 2注意加热器水位的调整和监视，使其在正常范围，并检查疏水调节阀是否正常，及时更换泄漏的疏水调节阀。若运行中加热器筒体内实际水位与水位计显示的水位有出入，可以通过水位调整试验来确定最低水位。当机组运行工况稳定以后，维持各参数不变，逐渐提高加热器水位，同时监视好疏水温度的下降情况，当疏水温度下降到接近稳定时说明已无蒸汽进入水封，再加上适当裕量即可定出最低水位值。3有效地排放不凝结气体。在回热加热器投入运行前，打开回热加热器上的全部排空气门，等回热加热器运行正常后再按照规定关闭空气门，保留排汽到除氧器的空气门。运行中要保证放空气管路系统的畅通。为保证排汽节流孔前后压差，不宜将各排汽管并联接到除氧器，应分别将各加热器排汽管接到除氧器。 严格按照规定的温升及温降速率启、停回热加热器，防止热冲击。一般情况下，回热加热器的温升率不应大于3min，温降率不宜大于17min。 5运行时要尽量避免严重过负荷工况运行。过负荷运行时，高压加热器进汽量加大蒸汽在过热蒸汽冷却段中速度增大很多激发局部管束振动，易造成局部管束疲劳损坏。 6严格控制锅炉给水pH值和含氧量，减少钢管表面的腐蚀。 7回热加热器出厂前必须做水压试验，合格后方能出厂。由于加热器水室短路，部分给水并未与蒸汽进行热交换，造成了给水温度的下降。厂家应提高制造质量，焊接工艺应采用亚焊。同时，一旦发现水室隔板焊接质量有问题，应及时处理。 8确保高加三通阀无内漏。当高加端差增大，且高加大旁路阀后的温度测点明显低于高加出口水温时，则可能发生给水旁路三通阀泄漏，应及时联系检修人员进行处理，检查该阀门的严密性鉴于我国的能源现状和世界范围内的节能减排的发展趋势，对我国以火力发电为主的发电机组进行节能分析是我国节能减排的主要研究方向，具有十分实际的意义，这也对我国的电力紧张是一个很好的缓解方法。因此，对火电机组的节能分析是十分必要的。 回热系统既是汽轮机热力系统的基础，也是全厂热力系统的核心，具有相当的节能潜力，它对机组和电厂的热经济性也起着决定性的作用。回热加热器是回热系统的重要组成部分，对机组热经济性有较大的影响，因而对回热加热器热经济性的研究也是整个电厂节能降耗的重要环节。本文采用了等效热降法原理，分别利用了美国西屋电气公司设计制造的TC4F-980型600MW机组和TC2F-38.6型350MW机组的原始数据对其进行了加热器的热经济性分析，定量分析了加热器端差变化对机组经济性的影响，指出了加热器端差减小，机组热经济性提高，机组的标准煤耗率降低。由计算分析有每台加热器对机组热经济性的影响程度是不一样的，不同容量机组加热器端差变化对机组经济性的影响程度也不一样，本文中机组的1号高加、3号高加、6号低加的端差变化对机组热经济性的影响较大，而假如机组一年运行7500小时，50MW机组一年节约煤炭1770t,600MW机组一年节约煤炭2700t，可见机组加热器端差减小所节约的煤炭是很可观的。所以需要根据不同机组、不同加热器，按实际情况选择不同的加热器端差以及对某些端差影响机组热经济性较大的加热器加强监视与运行维护是提高机组经济性的重要举措。本文还分析了回热加热器端差增大的原因，并对不同的加热器端差增大的原因提出了相应的降低加热器端差的改进措施，这为加强回热加热器的监视和运行维护，提高机组经济性提供了有效地节能改造途径和方法，对电厂的生产运行起到了更加合理的指导作用，使回热加热器充分发挥其作用和效果。因此，火电机组加热器端差对经济性的影响的分析是十分必要的，这对火电机组的节能具有重要意义，提高了机组对燃煤的利用率，降低了发电成本，为国家节约了大量的煤炭资源，于国于民有益影响端差的原因分析。造成该机组端差大的原因有以下几个方面： 加热器端差受水位、管束清洁度和传热面积的影响较大, 1)高压加热器泄漏堵管，影响高压加热器的传热效果，导致上、下端差加大。高压加热器泄漏堵管的原因有设计制造因素;此外，高压加热器启停时，给水温度变化率超标也是造成高压加热器泄漏堵管的一个原因。 2)运行参数偏离设计参数较大。由于机组设计和制造缺陷，以及运行调整和系统泄漏的原因，机组运行的热力性能指标达不到设计值，使得机组在偏离设计值较大的工况下运行。3)加热器水位的影响。高压加热器在“基准”水位运行是保证加热器性能的最基本条件，当水位降低到一定程度时，疏水冷却段水封丧失，蒸汽和疏水一起进入疏水冷却段，疏水得不到有效冷却，经济性降低;同时，水位过低易造成疏水带汽，使本级疏水的汽液两相流大量窜入下一级加热器，排挤了下一级加热器的抽汽量，使高能级抽汽变为低能级使用，造成机组的经济性大幅度降4)管束表面污垢。加热器长期运行后，会在管子内外表面形成以氧化铁为主的污垢，降低了传热效果，增加压力损失，使高压加热器出口温度降低，成高压加热器给水端差大。 5)空气积聚使传热效率降低。加热器中不凝结气体的来源是加热器停用、检修时滞留在加热器壳侧和水侧的空气，以及抽汽或疏水带入或析出的不凝结气体。不凝结气体的存在降低了传热效果，增大了加热器的端差四高压加热器端差大的解决措施 在机组实际运行中，根据高压加热器端差大的具体表现形式，具体分析原因，提出详细的处理措施。一般应对以下几个方面进行处理： 1)高压加热器管系或管板泄漏是高压加热器运行中比较大的缺陷，应该作停机处理，制定详细的措施、步骤和工艺。对加热器进行查漏、堵管、焊接，对泄漏严重、堵管率超过设计值的加热器，应更换最新设计的加热器或铜管。 )检查高压加热器水位和疏水调节阀是否正常，调整加热器水位在正常范围，更换泄漏的疏水调节阀(3)有效地排放不凝结气体。在高压加热器投入前，全部打开高压加热器上的排空气门，等高压加热器运行正常后再关闭应关闭的空气门，保留排汽到除氧器的空气门。运行中要保证放空气管路系统的畅通。为保证排气节流孔前后压差，不宜将各排汽管并联接到除氧器，应分别将各加热器排汽管接到除氧器。(4)严格按温升及温降速率启、停高压加热器，防止热冲击。高压加热器的温升率不宜大于3，温降率不宜大于1.7/min。(5)避免严重过负荷工况运行。过负荷运行时，高压加热器进汽量加大，蒸汽在过热蒸汽冷却段中速度增大很多，激发局部管束振动，造成局部管束疲劳损坏。 严格控制给水pH值和含氧量，减少管束表面的腐蚀。影响加热器端差的主要因素，有加热器内传热管的特性、传热管的尺寸、管内对流换热系数、管外凝结换热系数及管内外工质的温度等等。对于已经投运的加热器来说，主要影响因素是管内外的换热系数，而影响换热系数的主要因素有加热器传热管脏污程度、加热器内是否有空气等不凝结气体等。加热器端差增大直接导致出水温度降低，成高一级抽汽量或在锅炉中吸热量的增大。 4.1.2 加热器停运的原因一般为加热器消缺，需要隔离。加热器停运除了影响机组热经济性外，低压加热器停运会造成除氧器进水温度降低，如水温过低除氧器将产生振动，高压加热器停运将带来机组末级叶片湿度增加、锅炉过热器超温、再热器超压等严重后果。 4.1.3 加热器疏水调节系统不正常将造成加热器无水位运行，这样最明显的表现是出水温度降低，某电厂资料表明，高压加热器有水位运行时给水温度比无水位运行时要高46，而且加热器无水位运行还使得抽汽还没有放出凝结热量就以蒸汽形式沿疏水管进入下一级加热器，排挤下级低压抽汽使机组热经济性下降，同时因汽水混合物进入疏水冷却段、疏水管、疏水阀而引起管束泄漏、疏水管振动、疏水阀冲蚀等危急设备安全的情况。这种情况在现场比较常见，因为省内各电厂加热器疏水调节门大多数为气动门，容易出现门杆卡涩、调节波动大、设定值由于加热器疏水管振动会变化等情况，特别是1高压加热器疏水至除氧器调节门，现场一般安装在除氧头平台，调节器在0米高压加热器处，调节迟缓大，气动调节门很难投入自动4.1.4 抽气压损增大通常是因为抽汽管道的逆止门、隔离门误关或开度不够造成，将造成本级抽汽减少，流入下一级抽汽而排挤低压抽汽，同时抽汽减少造成出水温度降低.1.5 高压加热器旁路也是各电厂比较常见的，原因是大旁路电动门泄漏或进口联程阀开不到位造成小旁路泄漏，表现为汽机侧（最后一级高压加热器出口未与大旁路汇合处）给水温度比锅炉侧高，这样不仅因为给水流量减少造成高压抽汽减少，而且造成最终给水温度降低高压加热器设计、制造存在缺陷。主要表现在高压加热器内部管束与管板之间采用机械胀管、管口焊接的方式,胀接力与胀接长度不够,制造工艺、质量较差。(2)高压加热器泄漏后,堵管工艺不良。主要表现在泄漏管在堵管前与管堵头未进行绞孔拂配,焊接前未进行预热处理,焊接工艺差。(3)高压加热器启停时,给水温度变化速度超标。高压加热器是火力发电厂承压最高的容器,承受着过热蒸汽和锅炉给水间的温差和压差,其工作条件很恶劣,其中又以管束与管板连接处的工作条件最为恶劣。在高压加热器投运和解列过程中,若控制不当,管束与管板连接处会受到很大的热冲击,这种应力过大或多次交变,会损坏连接处结合面,造成管子端口泄漏。2.2运行参数偏离设计参数较大由于机组设计和制造缺陷以及运行调整和泄漏的原因,机组运行的热力性能指标达不到设计值,使得机组在偏离设计值较大的工况下运行。在额定负荷下,进汽量是一定的,而热量也是一定的,当给水流量增大时温升下降,从而导致高压加热器上下端差增大。2.3加热器水位的影响高压加热器在“基准”水位运行是保证加热器性能的最基本条件。当水位降低到一定程度,疏水冷却段水封丧失,蒸汽和疏水一起进人疏水冷却段,疏水得不到有效冷却,经济性降低;更严重的是由于蒸汽冷却段的出口在疏水冷却段的上面,水封丧失后造成蒸汽短路,从蒸汽冷却段出来的高速蒸汽会冲刷蒸汽冷却段、凝结段,最后在疏水冷却段水封进口形成水中带汽的汽液两相流,冲刷疏水冷却段,引起管子振动而损坏。同时,由于加热器疏水是逐级自流到下一级,直接导致大量的汽液两相流串人下一级加热器,排挤了下一级加热器的抽汽量,使高能级抽汽作为低能级使用,造成机组的经济性大幅度降低。高压加热器低水位或无水位运行,最显著的特征是疏水端差大,根据设备厂家说明书,如疏水温度高于加热器进水温度11一28(此温度区间随机组负荷变化),则该冷却段部分进汽l4。24管束表面污垢加热器长期运行后,会在管子内外表面形成以氧化铁为主的污垢,降低了传热效果,增加压力损失,使高压加热器出口温度降低,造成高压加热器给水端差大。2.5空气积聚使传热效率降低加热器中不凝结气体的来源是加热器停运、检修时滞留在加热器壳体和水侧的空气,抽汽或疏水带人或析出不凝结气体。不凝结气体的存在降低了传热效果,增大了加热器端差。3解决办法VO一.3N0o2(l)高压加热器管束及管板泄漏是高压加热器运行中出现机率较大的问题,如果出现此类问题,应该进行停机处理。同时要编制详细的检修步骤和工艺,对加热器进行查漏、堵管、焊接。对于泄漏严重、堵管数量超过极限值的加热器,应更换加热器管芯。(2)检查高压加热器水位和疏水调节阀是否正常,调整加热器水位在正常范围,检修更换不严密的疏水调节阀。(3)有效排放不凝结气体。在高压加热器投运前,打开高压加热器本体上的全部排空门,高压加热器运行正常后,再按照规定关闭部分空气门,保持连续排气门常开,同时注意检查判断排空气管路是否畅通。(4)严格按照规定的温度速率启停加热器,防止热冲击。高压加热器的温升率控制在3/min,温降率控制在1.5/min。(5)避免过负荷工况运行。过负荷运行时,高压加热器进汽量加大,蒸汽在过热蒸汽冷却段中速度增大很多,激发局部管束振动,易造成局部管束疲劳损坏。(6)严格控制锅炉给水pH值和含氧量,减少钢管表面的腐蚀。1）在启动加热器过程中，要及时排出加热器内部聚积的空气，减小热阻，提高传热能力，另外加热器正常运行中应保证加热器连续排汽正常；（2）加热器启停时，应合理控制加热器温度变化速度大小，尽量避免管子与管板结合面受到很大的热应力冲击，引发管子与管板结合面间泄漏3；（3）加热器运行中要注意检查加热器水位是否正常。如果水位不正常，说明有可能疏水调节阀有问题，此时要重点检查疏水调节阀工作是否正常。通过水位调整试验，确定符合实际情况的加热器水位范围，以保证加热器水位在正常合理的范围内。（4）保证给水品质符合水质要求，防止加热管表面结垢或腐蚀；（5）及时发现并消除加热器水室隔板的泄漏现象，防止给水“短路”使加热器换热不充分，影响加热器出口给水温度；高压加热器端差大的原因是多种多样的,对机组经济性和安全性的影响非常大,因此应结合高压加热器的具体运行情况,进行分析检查和调整改造,使高压加热器