高壓加熱器介紹

高壓加熱器1壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)壓力容器一般是指在工業(yè)生產(chǎn)中用來完成反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、分離、貯存等工藝過程，并承受0．1MPa表壓以上壓力的密閉容器。《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》中明確指出壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于０．１ＭＰａ（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于２．５ＭＰａ·Ｌ的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于０．２ＭＰａ（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于１．０ＭＰａ·Ｌ的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于６０℃液體的氣瓶；氧艙等。

2壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)1、壓力容器的結(jié)構(gòu)壓力容器一般由筒體(又稱殼體)、封頭(又稱端蓋)、法蘭、密封元件、開孔與接管(人孔、手孔、視鏡孔、物料進(jìn)出口接管、液位計(jì)、流量計(jì)、測(cè)溫管、安全閥等)和支座以及其他各種內(nèi)件所組成。

3壓力容器的基本結(jié)構(gòu)壓力表安全閥筒體封頭法蘭及密封件支座銘牌壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)4壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)

壓力容器的形式通常有以下劃分方法：

(一)按制造方法分分為焊接容器、鍛造容器、熱套容器、多層包扎式容器、繞帶式容器、組合容器等。

(二)按制造材料分分為鋼制容器、有色金屬容器、非金屬容器等。

(三)按幾何形狀分分為圓筒形容器、球形容器、矩形容器、組合式容器等。5壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)

(四)按安裝方式分分為立式容器、臥式容器等。

(五)按受壓情況分分為內(nèi)壓容器、外壓容器等。

(六)按壁厚分分為薄壁容器、厚壁容器6壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)

(七)按工藝過程中作用原理分分為反應(yīng)容器(代號(hào)R)、換熱容器(代號(hào)E)、分離容器(代號(hào)S)、貯存容器(代號(hào)C)，其中球罐(代號(hào)B)。

(八)按操作溫度分

(1)低溫容器(t≤－20℃)。

(2)常溫容器(t＞－20～150℃)。

(3)中溫容器(t≥150～450℃)。

(4)高溫容器(t≥450℃)。7壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)

(九)按設(shè)計(jì)壓力分

(1)低壓容器(代號(hào)L)

0．1MPa≤P＜1．6MPa。

(2)中壓容器(代號(hào)M)

1．6MPa≤P＜10MPa。

(3)高壓容器(代號(hào)H)

10MPa≤P<100MPa。

(4)超高壓容器(代號(hào)U)

p≥100MPa。

另外，按使用方式可分為固定式和移動(dòng)式壓力容器；按結(jié)構(gòu)分為可拆結(jié)構(gòu)和不可拆結(jié)構(gòu)容器。8幾種壓力容器結(jié)構(gòu)9壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)2、主要參數(shù)

1)設(shè)計(jì)壓力：是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器殼壁計(jì)算壁厚及其元件尺寸壓力。壓力容器的設(shè)計(jì)壓力不得低于最高工作壓力，裝有安全泄放裝置的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破片的爆破壓力。

2)最高工作壓力：是指容器頂部在正常工作過程中可能產(chǎn)生的最高表壓力。

3)工作壓力：是指容器在滿足工藝要求的條件下，所產(chǎn)生的表壓力。

4)試驗(yàn)壓力：是指容器在壓力試驗(yàn)時(shí)，容器頂部的壓力。10壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)5)設(shè)計(jì)溫度：是指容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度，標(biāo)志在銘牌上的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)是殼體設(shè)計(jì)溫度的最高值或最低值。6)試驗(yàn)溫度：是指壓力容器在壓力試驗(yàn)時(shí)，殼體的金屬溫度。7)計(jì)算厚度：是指壓力容器各部分元件按公式計(jì)算出的厚度。8)設(shè)計(jì)厚度：是指計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。9)名義厚度：是指設(shè)計(jì)厚度加鋼材負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。11壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)10)有效厚度：是指名義厚度減去鋼材負(fù)偏差和腐蝕裕量之后的厚度。11)實(shí)測(cè)厚度：是指壓力容器在檢驗(yàn)時(shí)，用測(cè)厚儀所測(cè)出的實(shí)際厚度。12)外徑：是指圓柱、球形壓力容器外直徑。13)內(nèi)徑：是指圓柱形、球形壓力容器內(nèi)直徑。14)容器規(guī)格的表示：內(nèi)徑X壁厚X長(zhǎng)度(高度)，單位：mm，用符號(hào)表示：ф，&L。

12高壓加熱器概述高壓加熱器（亦稱表面式給水加熱器，簡(jiǎn)稱高加）是利用汽輪機(jī)抽汽加熱鍋爐給水的裝置，它可以提高電廠熱效率，節(jié)省燃料，并有助于機(jī)組安全運(yùn)行。按熱力學(xué)第二定律：熱量必然自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。高壓加熱器均為表面式加熱器，以管子作傳熱面，汽輪機(jī)抽汽進(jìn)入加熱器殼體，在管子外面，給水在管內(nèi)。蒸汽作凝結(jié)放熱，蒸汽的放熱量通過傳熱面金屬管壁傳遞給管內(nèi)給水，從而提高給水溫度。13高壓加熱器概述從汽機(jī)來的抽汽是溫度較高的過熱蒸汽，過熱蒸汽從加熱器的蒸汽口進(jìn)入，首先在高加過熱蒸汽冷卻段完成第一次熱傳遞。過熱段是利用蒸汽的過熱度加熱即將離開本級(jí)高加的給水，使給水出口溫度進(jìn)一步提高。之后蒸汽進(jìn)入高加飽和凝結(jié)段，在此進(jìn)行第二次傳熱。飽和段是加熱器主要的傳熱區(qū)，加熱蒸汽在此釋放大量的潛熱并凝結(jié)成為飽和疏水，大大提高了給水溫度。飽和疏水聚集在設(shè)備下部，并在壓差的作用下靠虹吸原理進(jìn)入疏水冷卻段，在此，飽和疏水再次釋放熱量，加熱剛進(jìn)入高加的給水，完成第三次傳熱。最后疏水成為低于飽和溫度的過冷水，經(jīng)由疏水出口離開高加本體。14高壓加熱器概述高壓加熱器的三段（即過熱段、飽和段、疏冷段）均按不同的熱交換模式采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，并為其完成充分的熱傳遞配置了恰當(dāng)?shù)膫鳠崦娣e，使加熱器的設(shè)計(jì)更科學(xué)、合理，大大提高了電廠熱效益。我廠三期兩臺(tái)百萬機(jī)組設(shè)置了#3高加外置蒸汽冷卻器，是相當(dāng)于獨(dú)立外置的#3高加外置蒸汽冷卻段，其目的是利用進(jìn)入#3高加之前的抽汽的過熱度來加熱#1高加出口的給水，是最終給水溫度能進(jìn)一步提高，從而提高機(jī)組循環(huán)熱效率，節(jié)省燃料。

#3高加外置蒸汽冷卻器采用U形管、水平臥式結(jié)構(gòu)，僅設(shè)置一段傳熱，外形結(jié)構(gòu)與高加本體結(jié)構(gòu)相似，相當(dāng)于一臺(tái)小型高加。15高壓加熱器概述常用的高壓加熱器為臥式U型高壓加熱器，主要由管側(cè)和殼側(cè)兩大部分組成，包括給水進(jìn)出口、疏水出口、疏水冷卻段、凝結(jié)段、危急疏水出口、上級(jí)疏水進(jìn)口、管束、過熱蒸汽冷卻段、蒸汽進(jìn)口機(jī)給水出口等。管側(cè)段的流程為：給水首先由給水進(jìn)口流入高壓加熱器的U形管，然后通過疏水冷卻段、凝結(jié)段及過熱蒸汽冷卻段三個(gè)傳熱區(qū)域進(jìn)入水室，再從給水出口流出；16高壓加熱器概述殼側(cè)段的流程為：汽輪機(jī)抽汽由蒸汽進(jìn)口進(jìn)入高壓加熱器，然后通過過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段及疏水冷卻段三個(gè)區(qū)域從疏水出口流出高壓加熱器的殼體部分。其中，過熱蒸汽冷卻段位于給水出口流程側(cè)，并由包殼板密封，其作用是提高高壓加熱器的給水溫度以使其接近或稍微超過進(jìn)口壓力下的飽和溫度；凝結(jié)段主要利用蒸汽凝結(jié)時(shí)釋放的汽化潛熱來對(duì)給水進(jìn)行加熱，隔板的作用是使得蒸汽沿高壓加熱器長(zhǎng)度方向均勻分布，并在隔板的導(dǎo)向下流向高壓加熱器尾部；疏水冷卻段位于給水進(jìn)口流程側(cè)，并由包殼板密封，其作用是把離開凝結(jié)段的疏水的熱量傳遞給進(jìn)入高壓加熱器的給水從而使疏水溫度降到飽和溫度以下。17高壓加熱器結(jié)構(gòu)圖18高壓加熱器泄漏的危害(1)

高加泄露會(huì)導(dǎo)致其泄露管周圍正常的管束受到高壓水的沖刷、沖擊而導(dǎo)致破壞泄露，受損管束數(shù)量增加，從而加劇泄露程度；

(2)

高加泄漏時(shí)隨著水位的急劇增高，若不及時(shí)采取保護(hù)措施，待水位淹沒抽氣管的進(jìn)口，蒸汽帶水將返回到蒸汽管道甚至進(jìn)入汽缸從而造成汽輪機(jī)水擊事故；

(3)

高加泄露導(dǎo)致解列時(shí)，隨著給水溫度的降低，為保持負(fù)荷不變需增加燃煤量及風(fēng)機(jī)處的出力，從而造成爐膛過熱，汽溫升高，標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加，機(jī)組熱耗率增加進(jìn)而引起廠用電量的增加；

(4)

高加泄露導(dǎo)致停運(yùn)時(shí)會(huì)引起汽輪機(jī)末幾級(jí)蒸汽流量的增加從而加劇葉片的腐蝕，還會(huì)使得鍋爐壁溫度超過極限值，抽汽口各級(jí)葉片軸向推力增加，此時(shí)為保證機(jī)組的安全，就必須降低或限制汽輪機(jī)的功率，若高加泄露時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)嚴(yán)重影響高加的投入率及電廠的發(fā)電量。19高壓加熱器泄露原因分析(1)

管子材質(zhì)

管子材質(zhì)不良，管壁薄厚不均時(shí)，若遇到高壓加熱器工作狀況異常，就可能導(dǎo)致劣質(zhì)管子發(fā)生泄露；

(2)

沖刷

管子的外壁受到汽水兩相流的沖刷，逐漸變薄從而發(fā)生穿孔或受到給水的壓力而引起鼓破，若高加內(nèi)部已有管子發(fā)生損壞并導(dǎo)致泄露，則給水將從泄露口沖出并沖刷破壞附近的管子或者隔板從而導(dǎo)致給水壓力的降低及鍋爐給水的減少，因此若發(fā)現(xiàn)管子有泄露應(yīng)及時(shí)停運(yùn)并檢修以降低損傷程度。20高壓加熱器泄露原因分析(3)

振動(dòng)

通過高加管子內(nèi)部的蒸汽流速嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)值時(shí)管子會(huì)發(fā)生振動(dòng)，若激振頻率等于或接近管子自身的固有頻率則會(huì)由于共振而引起管子的破裂損壞。蒸汽流速嚴(yán)重超標(biāo)的原因在于進(jìn)入高加的給水溫度偏低，此時(shí)為了保證足夠的熱量則需加大進(jìn)入高加的蒸汽量從而引起管子共振，共振也會(huì)引起管子外壁與隔板管孔的摩擦從而使管子變薄，然后在高壓水的作用下管子會(huì)發(fā)生破裂。

(4)

腐蝕

當(dāng)給水中的溶解氧過高或聲值過低時(shí)會(huì)使得高加管子的內(nèi)壁受到腐蝕，此外當(dāng)高加運(yùn)行過程中若空氣排放不完全或者高加停運(yùn)時(shí)仍不斷有蒸汽漏入則會(huì)使得高加管子的外壁受到腐蝕。21高壓加熱器泄露原因分析(5)

超壓

若高加水側(cè)壓力過高，而水側(cè)又未安裝安全門，此時(shí)過高的壓力會(huì)使得管子發(fā)生鼓脹變粗甚至開裂，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)鍋爐給水調(diào)節(jié)門的開度較小，無法通過調(diào)整壓頭低的給水泵運(yùn)行將使得高加長(zhǎng)時(shí)間處于高壓力下運(yùn)行，運(yùn)行過程中負(fù)荷的突變或者緊急熄火時(shí)易發(fā)生此類情況。

(6)

除管子自身的各種問題外，高加惡劣的運(yùn)行環(huán)境也會(huì)加劇管子的破壞，此外在檢修過程中，若沒有及時(shí)對(duì)泄露管子周圍進(jìn)行保護(hù)性的堵管及補(bǔ)焊，則會(huì)因殘余應(yīng)力過大而導(dǎo)致焊口泄露。

22高壓加熱器壓磅查漏1、拆除人孔門。我廠一期兩臺(tái)機(jī)組加熱器人孔門為倒門結(jié)構(gòu)。密封面23高壓加熱器壓磅查漏我廠二期、三期四臺(tái)機(jī)組加熱器人孔門為自密封結(jié)構(gòu)。2、拆除水室隔板。24高壓加熱器壓磅查漏3、在汽側(cè)通以0.6MPa壓縮空氣，用肥皂水涂抹管束在水室內(nèi)觀察管板并找到破壞管。當(dāng)管子破壞或管口焊縫泄