高低加结构原理及相关故障分析处理.docx

一、 加热器工作原理
一台加热器内部可分为蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段三个换热部分，其每个阶段的具体工作原理如下：
1、蒸汽冷却段是利用从汽轮机抽出的蒸汽的一部分显热来提高给水温度的。它位于给水出口流程侧，并有包壳板密闭。采用蒸汽冷却段可以提高离开加热器的给水温度，使其接近或略超过该抽汽压力下的饱和温度。从进口接管进入的过热蒸汽在一组隔板的导向下，以适当的线速度和质量速度均匀地流过管子，并使蒸汽保留有足够的过热度以保证蒸汽离开该段时呈干饱和状态，这样，当蒸汽离开该段进入凝结段时，可以防止湿蒸汽冲蚀和水蚀的危害。
2、凝结段是利用蒸汽冷凝时的潜热来加热给水的。一组隔板使蒸汽沿着加热器长度方向均匀地分布，起支撑传热管的作用。进入该段的蒸汽，根据汽体冷却原理，自动平衡，直至由饱和蒸汽冷凝成饱和的凝结水，并汇集在加热器的底部，收集非凝结气体的排气管必须置于管束最低压力处以及壳内容易聚集非冷凝气体处。非冷凝气体的聚集影响了传热，因而降低了效率并造成腐蚀。
3、疏水冷却段是把离开凝结段的疏水的热量传给进入加热器的给水，而使疏水温度降低到饱和温度以下。疏水冷却段位于给水进口流程侧，并由包壳密闭。疏水温度降低后，当流向下一个压力较低的加热器时，减弱了在管道内发生汽化的趋势。包壳板在内部与加热器壳侧的总体部分隔开，从端板和吸入口或进口端保持一定的疏水水位，使该段密闭。疏水进入该段，由一组隔板引导流动，从疏水出口管疏出。

二、加热器结构
1、隔板和支撑板：钢制隔板沿着整个长度方向布置，这些隔板支撑着管束并引导蒸汽沿着管束按90度转折流过管子，隔板又借助拉杆和定距管固定。
2、防冲板：在加热器里装置不锈钢防冲板，是为了防止进入壳侧液体和蒸汽不直接冲击管束，以免管束受冲蚀，延长管子使用寿命。这些防冲板都布置于壳体各进口处。
3、包壳板：过热蒸汽冷却段和疏水冷却段都用钢制包壳板封闭。
4、U型管：焊接或胀在管壁上。

三、高低压加热器端差
1、端差的定义：一般来说加热器的端差是指上端差，即加热器汽侧压力下的饱和水温度（疏水温度）与出口水温度之差值，也叫出口端差。下端差=离开疏水冷却器的疏水温度与加热器进口水温之差，又叫入口端差。
2、影响端差的原因:端差增大说明加热器传热不良或运行控制方式不合理。端差增大的主要原因有加热器管子表面结垢、加热器内积聚了不凝结气体、疏水水位过高淹没了部分管子、抽汽压力及抽汽量不稳定、加热器水侧走旁路等。
3、端差增大的经济分析：上端差越大，说明给水没有充分被加热器的过热蒸汽加热，也就是本级抽汽加热能力不够，这就变相的把本级加热器的加热任务推卸给了下一级加热器，增加了下一级加热器的抽汽量，相当于排挤了本级低品质抽汽，增加了下一级高品质抽汽量，效率降低。下端差过大，说明加热器疏水没有被充分冷却，本级加热器抽汽的能力没有被充分发挥就排到了上一级加热器，排挤了上一级加热器低品质的抽汽，增加了本级高品质抽汽量，效率降低。          根据《加热器端差对机组热经济性影响的定量分析方法》论文中对某600MW机组的计算，当因为各级端差的影响，导致给水出口温度降低3℃时，机组的效率将降低0.3％左右。其中，1号高加的端差对机组热经济性影响最大，原因在于该级加热器端差使锅炉吸热量显著增大，因此运行中应注意减小1 号高加的端差。第三级抽汽的过热度较大，而加热器的端差直接造成该级给水加热不足，因而不可逆损失增加。而低加端差对机组经济性的影响普遍较高，在于该热力系统相邻的低压加热器间的抽汽效率差值较大。

四、高低加故障的分析及处理
1、高低压加热器常见故障有哪些？
（1）管口焊缝泄漏及管子本身破裂。
（2）传热恶化。
（3）加热器管系泄漏。
（4）加热器大法兰泄漏。
（5）水室隔板密封泄漏或或受冲击损坏。
（6）出水温度下降。
2、高低加运行中管口和管子泄漏有哪些表现特征？
（1）保护装置动作，加热器自动解列，且水侧压力有下降趋势。
（2）加热器汽侧安全阀动作。
（3）疏水水位持续上升，疏水调节阀开至最大仍然不能维持正常水位。
   以上三种情况任意发生一种，有可能是加热器泄漏的征兆，必需排查处理。
3、加热器查漏方法
（1）先检查保护装置系统的各阀门、管道，然后检查汽侧安全阀、疏水调节阀及其控制系统有无故障。如果这些确实没有故障，再着手检查加热器本体。
（2）检查加热器最简单有效的方法是放空查漏：停运加热器汽侧，而让水侧继续运行，打开汽侧放水阀放尽疏水，如果能将水放尽无水流继续滴下，则说明管子没有泄漏；若发现水流不断，说明管子或管口有泄漏。
（3）加热器水侧、汽侧均停运后的查漏方法是灌水查漏：打开水室并冷却后，往水室内灌水，直到水位与管口齐平，如果发现某根管子内水位稍低于管口，再添水观察，如果仍低于管口，则可认为管口与管板的连接处泄漏；如果发现某管子内水位下降得非常低甚至看不见，则说明该管子破裂。（这是某些书上说的方法，我觉得还不如想办法从汽侧灌水、观察水室管板以查看泄漏情况，就像凝汽器的查漏一样）
（4）加热器查漏最可靠的查漏方法是做气密性试验：对于U形管板式加热器，开启水侧、汽侧排空、放水门，将水侧、汽侧泄压至零。封闭加热器汽侧壳体上所有的接口，往汽侧冲气，一般用压缩空气压力即可（0.6～1.5MPa），当然了，氮气更好，气压越高越好（但不能超过规定的气密试验压力）。在水室内的管板上刷涂肥皂液，如果有气体或水冲出，说明该管子故障。
4、加热器管子泄漏处理
（1）管口缺陷：重胀或补焊处理。
（2）管子破裂缺陷：采用堵管的方法处理，将堵头打入泄漏管子的两头，有的高加需将管端焊接牢固，有的低加只要用胀管的方法就行了。原则，堵管数不超过管子总数的10％。
5、加热器大法兰泄漏的分析处理
（1）泄漏原因分析：对于管系和壳体用大法兰螺栓连接的加热器，大法兰密封面处容易泄漏。大致由大法兰刚性不足、大法兰密封面变形翘曲或大法兰不平、密封垫片损坏或不合适等原因引起。
（2）大法兰泄漏的处理：如果是因为大法兰刚性不足，可采取在法兰背面加焊肋板的方法加固。焊接好后在车床上车校密封面。如果是大法兰翘曲变形则需进行机械矫正，并车校密封面。如果是密封面垫片的原因，则应更换合格的密封垫。

6、加热器水室隔板密封泄漏或冲刷损坏后的分析处理
（1）分析：在U形管管板式加热器的水室内，分程隔板常用螺栓螺母连接。在螺母松弛或损坏，隔板冲刷损坏，或者垫片损坏时，均会造成给水从进口直接漏到出口，造成所谓的“短路”，给水温度就降低了。
（2）螺栓松动或损坏应更换高强度螺栓并把紧，垫片损坏应更换合格垫片并把紧。隔板损坏可采取焊接修补处理或更换强度更高的隔板。