学习情景2-课题一：回热加热器

热力发电厂ThermalPowerPlant主讲:1掌握回热加热器的结构2了解回热加热器工作原理3了解回热加热器运行知识重点难点回热加热器结构及工作原理回热加热器工作原理回热加热器的类型123教学内容回热加热器结构表面式加热器的疏水连接方式4轴封加热器5回热加热器的疏水装置6高压加热器自动旁路保护装置7回热加热器的运行回热加热器是利用汽轮机抽汽加热进入锅炉的给水，从而提高热力循环效率的换热设备。回热加热器的类型混合式加热器：汽水直接接触换热类型表面式加热器：汽水不接触，通过金属面换热。立式加热器按布置分卧式加热器混合式加热器回热加热器的类型特点：（1）无端差，传热效果好；（2）结构简单；（3）组成的系统复杂。说明：每台混合式加热器后需配置给水泵，而且水泵输送高温水，这就使水泵的工作条件恶化，给水系统可靠性降低。为了保证给水系统的运行可靠，每台给水泵还必须有备用水泵，使系统复杂，造价提高，运行费用也增加。应用：混合式加热器在常规发电厂中只用作系统的除氧设备，称为除氧器。回热加热器的类型表面式加热器回热加热器的类型特点：（1）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；（2）金属消耗量多，造价高；（3）高压加热器承受较高的压力和温度，工作可靠性较低；（4）组成的系统简单，泵的数量少，投资少，运行、管理维护方便。说明：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。2、表面式加热器回热加热器的类型卧式加热器特点：（1）传热系数高；（2）布置疏水冷却段较立式的方便；（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。立式加热器特点：（1）检修方便且占地面积小，（2）热经济性较卧式差。回热加热器的类型卧式加热器立式加热器按水侧承压高低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，故称为低压加热器。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。回热加热器的类型表面式加热器的疏水连接方式1、逐级自流排挤下级压力较低抽汽，热经济性低。1、采用疏水泵的疏水链接排挤本级抽汽，热经济性高于逐级自流。表面式加热器的疏水连接方式回热加热器分类高压加热器卧式管板-U形管式高压加热器立式管板-U形管式高压加热器低压加热器卧式低压加热器立式低压加热器内置式低压加热器轴封加热器回热加热器结构卧式管板-U形管式高压加热器回热加热器结构联箱－螺旋管加热器特点：（1）金属消耗量较大，体积较大；（2）效率也较低；（3）检修、堵管比较困难；（4）由于取消了管板，使制造工艺变得简单，安全性高；（4）联箱壁厚比管板厚度薄，管系的弹性好，故对变参数运行及调峰的适应性很强。应用：国内外较少采用。特点：（1）管壁薄，热阻小；（2）直管为主，水阻小；（3）管子不易更换；（4）厚管板与薄管壁的连接问题导致可靠性较差。应用：国内外应用广泛。管板–U形管束立式低压加热器（a）面式加热器图例（上部）及其结构示意图；（b）结构图外形及其剖面1—水室；2—拉紧螺栓；3—水室法兰；4—筒体法兰；5—管板；6—U型管束；7—支架；8—导流板；9—抽空气管；10、11—上级加热器来的疏水入口管；12—疏水器；13—疏水器浮子；14—进汽管；15—护板；16、17—进出水管；18—上级疏水器来的空气入口；19—手柄；20—排疏水管；21—水位计管板–U形管束立式低压加热器轴封加热器•轴封加热器又称为轴封冷却器作用是防止轴封及阀杆漏气从汽轮机轴端逸至机房或漏入油系统中，同时利用漏气的热量加热主凝结水，其疏水至凝汽器，从而减少热损失并回收工质回热加热器的疏水装置回热加热器的疏水设备主要有以下几种：1浮子式疏水器：系由浮子、滑阀及其相连接的一套转动连杆机构组成。浮子随加热器壳铡水位上下浮动，通过传动连杆启闭疏水阀，实现水位调节。2疏水调节阀：大机组的高压加热器多采用疏水调节阀，它的动作由一套水位控制操作系统来操纵，常用的有电动、气动控制系统。分为电动式和气动式两种。3U型水封管：利用U型管中水柱高度来平衡加热器间压差，实现自动排水并在壳侧内维持一定水位。疏水水位的影响（1）疏水水位过高淹没加热器管束，减少回热抽汽，热经济性下降；汽机进水。（2）疏水水位过低破坏疏水段与凝结段之间密封，疏水冷却失去作用；破坏疏水段与下一级加热器之间的密封，蒸汽冲刷严重；排挤下一级加热器的抽汽。回热加热器的疏水装置疏水调节阀正常运行高压加热器低负荷疏水疏水调节阀高压加热器事故疏水疏水调节阀高压加热器的自动保护装置1、水压液动旁路保护装置2、电气式旁路保护装置在高压加热发生故障时，为了不致中断锅炉给水或高压水从抽汽管倒流入汽轮机，造成严重的水击事故，在高压加热器上设有自动旁路保护装置。水压液动旁路保护装置水压液动旁路保护装置特点：动作迅速，但系统长期承受给水压力，运行可靠性较低。高压加热器的自动保护装置电气式旁路保护装置特点：（1）系统简单；（2）高加切除时，停用抽汽多，热经济性下降；（3）高加切除时，大量抽汽返回汽机，汽机部件轴向受力增加；（4）高加切除时，给水温度下降过大，为防止受热面超温，通常机组需减负荷。高压加热器大旁路保护装置高压加热器小旁路保护装置电气式旁路保护装置回热加热器的运行回热系统正常运行的重要性1.机组回热系统构成：回热加热器的抽汽（加热蒸汽）、疏水、抽空气系统和主凝水、主给水、除氧器等系统。2.重要性：对锅炉、汽轮机、给水泵的安全可靠运行，和热经济性的影响很大。如：给水回热加热器的完好率、高压加热器的投运率、低压加热器投运情况，都会影响机组的热经济性；还会影响机组的出力，使推力轴承受到的应力超出设计值，危及设备安全。1.加热器的投运和停用方式规定：我国温升率为≤5℃/min，温降率为≤2℃/min。而美国FOSTERWHEEL(FW)公司规定的温升率、温降率均为1.85℃/min。2.汽轮机组和加热器的状态不同，加热器的投入和停用方式也不同回热加热器的运行投入和停用方式特点因机组启停而投入或停用加热器随机投入或停用1.操作简便，强度冲击小；2.要有完备的疏水通道，以适应各工况的疏水；3.注意加热器抽汽对机组启动过程胀差的影响；在一定负荷时投入或停用1.疏水系统较简单；2.由系统、机组情况决定投入使用时的负荷；3.温度冲击较大；机组运行中投入或停用加热器加热器故障停用后再投入1.与机组启动时在一定负荷时投入的情况相同；2.机组负荷可提高，温度冲击大，操作要慎重；保护动作或人为紧急停用不允许只停水侧而不停用汽侧正常运行中监督项目1.疏水水位（加热器汽侧水位过高、过低，不仅影响回热经济性，还威胁机组的安全运行。）（1）水位过高，将淹没部分传热面积引起汽压摆动或升高，水可能从抽汽管倒流入汽轮机造成水击，使抽汽管，加热器壳体产生振动。（2）水位过低或无水位，蒸汽经疏水管流进相邻压力较低一级加热器，排挤该低压抽汽，降低热经济性，并可能使该级加热器汽侧超压、尾部管束受到冲蚀（对内置式疏冷器危害尤甚），同时加速对疏水管、阀门的冲刷和汽蚀。回热加热器的运行2.传热端差传热端差增大的可能原因为：（1）传热面结垢，增大了传热热阻（2）汽侧集聚了空气（3）疏水水位过高（4）阀门故障（5）汽侧压力与出口水温（6）加热器负荷正常运行中监督项目回热加热器的运行资料：600MW机组给水回热加热系统DCS操作界面