发电厂回热加热器及回热系统-回热加热器的运行（热力发电厂）

回热加热器及回热系统利用汽轮机抽汽加热进入锅炉的给水（或凝结水），从而提高热力循环效率的换热设备。回热加热器知识点1回热加热器的类型回热加热器的类型按传热方式分类混合式加热器表面式加热器按布置方式分类卧式安装立式安装按水侧压力分类低压加热器高压加热器一、按传热方式分1.混合式加热器给水与蒸汽通过直接混合进行传热。工作原理混合式加热器工作原理（1）因加热蒸汽和给水之间没有传热端差，可以将给水加热到加热蒸汽压力下的饱和温度，热经济性好；优点（2）没有金属传热面，结构简单，造价低；（3）便于汇集不同温度的各种汽水；（4）易除去水中的气体。缺点（2）给水泵输送高温水，这就使水泵的工作条件恶化，给水系统可靠性降低；为防止这些输送饱和水的水泵发生汽蚀，考虑负荷波动的影响，要设置一定储量的水箱；为了提高系统的可靠性还需有备用泵；（4）给水泵台数增加后，厂用电消耗增加，使得运行和维护费用也增加。（1）每个混合加热器后都要设置给水泵，才能将给水送入下一级压力更高的加热器中；（3）上述缺点使得全部采用混合式加热器的回热系统和主厂房布置复杂化，投资和土建费用增加，且安全可靠性降低；应用：典型混合式加热器-热力除氧器优点因加热器后不需要增加给水泵，系统简单，厂用电少，安全可靠，运行维护方便。2.表面式加热器通过金属表面将蒸汽热量传递给水。工作原理表面式加热工器作原理01040203缺点存在热阻，一般不能将水加热到该加热蒸汽压力下的饱和温度，导致端差的存在，热经济性低于混合式换热器；由于有金属传热面，且内部结构复杂，造价高；不能除去水中的氧和其他气体，未能保护高温金属部件的安全；高压加热器承受较高压力和温度，工作可靠性较低；存在疏水的回收和利用问题；050607缺点不便于各种汽水的汇集；需设置疏水及调节装置—以保持加热器内水位；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时抽汽管上逆止阀又不严密时，给水可能进入汽轮机，造成汽轮机事故，锅炉断水，故表面式加热器需要设置旁路管道。08应用：根据技术经济全面综合比较，目前绝大多数电厂都选用表面式加热器组成的回热系统，只有除氧器采用混合式，以满足给水除氧的要求。二、按布置方式分1.卧式加热器（1）由于传热管横向布置，传热效果较好；特点（2）卧式加热器水位比较稳定，在结构上便于布置蒸汽冷却段和疏水冷却段，有利于进一步提高热经济性；（3）在安装、检修吊装管束等部件时不太方便，占厂房面积也大；（4）可利用放置的高低差来解决低负荷时疏水逐级自流压差动力减小的问题。应用300MW及其以上容量的机组。2.立式加热器（1）占地面积小，便于安装和检修；特点（2）热经济性较卧式差。应用200MW及其以下容量的机组。三、按水侧压力分1.高压加热器位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器，因其水侧承受的是比锅炉过热蒸汽压力还要高的给水泵出口的压力，故称为高压加热器。特点内部压力高，容易发生爆管或泄漏，在抽汽管逆止阀关闭不严时，使水进入汽机造成事故，需设置保护旁路。2.低压加热器位于凝结水泵和给水泵之间的加热器，因其水侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力，故称为高压加热器。特点加热蒸汽温度较低，需受热面积较大；部分低加工作在负压下，可能漏入空气。回热加热器及回热系统知识点11回热加热器的运行回热加热器的运行一、回热系统正常运行的重要性⒈回热系统是火电厂热力系统的核心，其运行稳定性直接影响电厂的经济性；⒉高加若因故障停运时：（1）给水温度下降—过热汽温升高，需开大减温水或降负荷；（2）抽汽量减少—电厂热效率下降，煤耗量增大；（3）机组功率下降—抽汽减少，若要保持功率不变，需增大进汽量，可能使汽机后几级通流部分过负荷，使转子推力增大，叶片浸蚀变严重；

故加热器停运时，一般应适当降低负荷二、加热器投停时的安全要求⒈安全要求温升率≯5℃/min，温降率≯2℃/min。⒉原因（1）投运或停用加热器时，温度变化较大，操作不当时会因温差应力过大而造成结合面损坏泄漏。（2）加热器从启动→正常运行→停运，将经历一次应力循环；（3）加热器的使用寿命与每次应力循环的温度变化率有关。温度变化率增大时，使用寿命缩短。3.实例当温度变化率限制在≤110℃/h（1.83℃/min）时，允许运行无限次热循环，对加热器的热冲击在安全范围内，不降低加热器的预计寿命。600MW机组低加出水温度变化率≯3℃/分，高加出水温度变化率≯1.85℃/分。实例三、回热加热器的启、停原则尽量多利用低压抽汽注意减轻高温蒸汽对加热器的热冲击；注意疏水的顺利排出。01040203原则05按抽汽压力由低到高投运，由高到低停运；按顺序开关阀门：投运时，先开水侧，后开汽侧；停运时，先关汽侧，后关水侧；注意控制温度变化率不过大；有条件时，尽量采用随机滑参数启停。严禁泄漏的加热器投入运行；06原则07加热器因故停用时，应适当降低机组负荷或限制调节级的压力。必须在加热器各种保护装置及水位计完好的情况下，方可投入加热器运行。四、回热加热器的启、停方式1.加热器随机启停优点由于抽汽参数是随着负荷的增减而变化的，因而可使管板和管系均匀地加热和冷却，金属热应力大大减小，从而可避免管系胀口松弛和管系膨胀不均而引起的泄漏。随机启停时，只要抽汽管内有汽流通过，就能使凝结水加热，额外获得经济收益。0102缺点一旦加热器管系泄漏，其操作就比较紧张。在机组启停过程中，疏水水位不易控制。0102应用高、低压加热器通常采用随机滑启、停的方式。2.加热器带负荷投入低压加热器在机组冲转时随机滑启，高压加热器在机组负荷达25％后投入。3.随机停运当末级高加压力降到一定值时，关闭至除氧器的疏水截止门→打开至凝汽器或其它疏水扩容器的疏水调节门。机组停运后，打开管、壳侧启停放气、放水门、排尽给水。4.带负荷停运停机在25%负荷左右退出加热器运行→因为加热器属于带负荷解列→因而需要严格控制温升率。5.事故条件下高加解列（1）当高加发生泄露→水位急剧上升→高加高Ⅱ值开关动作→自动打开危急疏水；（2）若高加水位继续上升→且高Ⅲ值开关动作→高加解列；（3）如果高加自动解列故障→应就动手动操作解列高加。五、回热加热器的正常运行监视1.传热端差加热器传热端差一般3–6℃，大机组采用蒸汽冷却段→传热端差可为零，甚至为负。传热端差增大的原因（1）传热面结垢→传热热阻↑措施：保持合适的连续排气量。（2）汽侧集聚了空气→空气不凝结→传热效果↓→更严重的后果是空气中氧加剧管束腐蚀→导致管子泄露。措施：保持合适的连续排气量。（3）疏水水位过高→传热面积↓→传热端差↑措施：开启事故疏水阀。（4）旁路阀漏水、进口联成阀未全开、水室分隔板焊缝开裂或螺栓连接的分隔板垫圈不严密等使水走旁路→加热器出水温度↓→传热端差↑措施：手动关严旁路阀，检查全开进水联成阀，及时补焊水室分隔板或更换垫圈。2.加热器水位加热器正常运行时，其疏水调节阀是由各加热器水位信号控制，自动维持加热器正常水位。加热器水位：允许水位波动范围一般为±50mm。（1）水位过高控制加热器水位的意义危害1）传热面被水淹没→传热面积↓→传热效果↓→蒸汽不能及时凝结→汽侧压力↑→t给水↓→不经济。2）水位升至进汽管口时→水可能从抽汽管倒流入汽机造成水击事故，并使加热器、抽气管壳体产生振动。01040203原因加热器疏水调节阀失灵。加热器管束破裂或管板焊口泄漏。（运行中应注意加热器水位、负荷与疏水调节阀开度关系，当负荷不变而调节阀开度增大时，表面管束有可能出现泄漏。）高压加热器或除氧器水箱高水位后，事故关闭上一级来的疏水调节阀。机组超负荷运行，抽汽量过大。（1）水位过低控制加热器水位的意义危害1）加热器之间的压差减小，从而造成疏水不畅2）引起疏水带汽→蒸汽流入下一级加热器中放出潜热→排挤低压抽汽→热经济性↓。3）由于疏水管中汽水两相流→对疏水阀及疏水管弯头产生严重的冲蚀→影响安全，且引起管道振动。4）对于卧式加热器，水位过低还会使疏水冷却段入口端露出水面，导致推动疏水通过该段的虹吸受到破坏，凝结段的汽水会同时冲向疏水冷却段，冲蚀该段管子外壁，且易引起加热器振动。六、汽侧压力与出口水温如果P汽侧远＜P抽汽→则加热器t出口↓原因进汽阀或止回阀未开足→抽汽节流损失↑措施止回阀定期作严密灵活性试验，进汽阀处全开位置。（1）意义出口水温控制①端差增大—如受热面结垢，汽侧抽空气不良，水位过高淹没受热面等；出口水温降低时，会使高压抽