高低加結(jié)構(gòu)原理及相關(guān)故障分析處理

一、加熱器工作原理一臺加熱器內(nèi)部可分為蒸汽冷卻段、凝結(jié)段、疏水冷卻段三個換熱部分，其每個階段的具體工作原理如下：1、蒸汽冷卻段是利用從汽輪機抽出的蒸汽的一部分顯熱來提高給水溫度的。它位于給水出口流程側(cè)，并有包殼板密閉。采用蒸汽冷卻段可以提高離開加熱器的給水溫度，使其接近或略超過該抽汽壓力下的飽和溫度。從進(jìn)口接管進(jìn)入的過熱蒸汽在一組隔板的導(dǎo)向下，以適當(dāng)?shù)木€速度和質(zhì)量速度均勻地流過管子，并使蒸汽保留有足夠的過熱度以保證蒸汽離開該段時呈干飽和狀態(tài)，這樣，當(dāng)蒸汽離開該段進(jìn)入凝結(jié)段時，可以防止?jié)裾羝麤_蝕和水蝕的危害。2、凝結(jié)段是利用蒸汽冷凝時的潛熱來加熱給水的。一組隔板使蒸汽沿著加熱器長度方向均勻地分布，起支撐傳熱管的作用。進(jìn)入該段的蒸汽，根據(jù)汽體冷卻原理，自動平衡，直至由飽和蒸汽冷凝成飽和的凝結(jié)水，并匯集在加熱器的底部，收集非凝結(jié)氣體的排氣管必須置于管束最低壓力處以及殼內(nèi)容易聚集非冷凝氣體處。非冷凝氣體的聚集影響了傳熱，因而降低了效率并造成腐蝕。

3、疏水冷卻段是把離開凝結(jié)段的疏水的熱量傳給進(jìn)入加熱器的給水，而使疏水溫度降低到飽和溫度以下。疏水冷卻段位于給水進(jìn)口流程側(cè)，并由包殼密閉。疏水溫度降低后，當(dāng)流向下一個壓力較低的加熱器時，減弱了在管道內(nèi)發(fā)生汽化的趨勢。包殼板在內(nèi)部與加熱器殼側(cè)的總體部分隔開，從端板和吸入口或進(jìn)口端保持一定的疏水水位，使該段密閉。疏水進(jìn)入該段，由一組隔板引導(dǎo)流動，從疏水出口管疏出。

二、加熱器結(jié)構(gòu)1、隔板和支撐板：鋼制隔板沿著整個長度方向布置，這些隔板支撐著管束并引導(dǎo)蒸汽沿著管束按90度轉(zhuǎn)折流過管子，隔板又借助拉桿和定距管固定。2、防沖板：在加熱器里裝置不銹鋼防沖板，是為了防止進(jìn)入殼側(cè)液體和蒸汽不直接沖擊管束，以免管束受沖蝕，延長管子使用壽命。這些防沖板都布置于殼體各進(jìn)口處。

3、包殼板：過熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段都用鋼制包殼板封閉。4、U型管：焊接或脹在管壁上。

三、高低壓加熱器端差

1、端差的定義：一般來說加熱器的端差是指上端差，即加熱器汽側(cè)壓力下的飽和水溫度（疏水溫度）與出口水溫度之差值，也叫出口端差。下端差=離開疏水冷卻器的疏水溫度與加熱器進(jìn)口水溫之差，又叫入口端差。

2、影響端差的原因:端差增大說明加熱器傳熱不良或運行控制方式不合理。端差增大的主要原因有加熱器管子表面結(jié)垢、加熱器內(nèi)積聚了不凝結(jié)氣體、疏水水位過高淹沒了部分管子、抽汽壓力及抽汽量不穩(wěn)定、加熱器水側(cè)走旁路等。

3、端差增大的經(jīng)濟(jì)分析：上端差越大，說明給水沒有充分被加熱器的過熱蒸汽加熱，也就是本級抽汽加熱能力不夠，這就變相的把本級加熱器的加熱任務(wù)推卸給了下一級加熱器，增加了下一級加熱器的抽汽量，相當(dāng)于排擠了本級低品質(zhì)抽汽，增加了下一級高品質(zhì)抽汽量，效率降低。下端差過大，說明加熱器疏水沒有被充分冷卻，本級加熱器抽汽的能力沒有被充分發(fā)揮就排到了上一級加熱器，排擠了上一級加熱器低品質(zhì)的抽汽，增加了本級高品質(zhì)抽汽量，效率降低。

根據(jù)《加熱器端差對機組熱經(jīng)濟(jì)性影響的定量分析方法》論文中對某600MW機組的計算，當(dāng)因為各級端差的影響，導(dǎo)致給水出口溫度降低3℃時，機組的效率將降低0.3％左右。其中，1號高加的端差對機組熱經(jīng)濟(jì)性影響最大，原因在于該級加熱器端差使鍋爐吸熱量顯著增大，因此運行中應(yīng)注意減小1號高加的端差。第三級抽汽的過熱度較大，而加熱器的端差直接造成該級給水加熱不足，因而不可逆損失增加。而低加端差對機組經(jīng)濟(jì)性的影響普遍較高，在于該熱力系統(tǒng)相鄰的低壓加熱器間的抽汽效率差值較大。

四、高低加故障的分析及處理

1、高低壓加熱器常見故障有哪些？

（1）管口焊縫泄漏及管子本身破裂。

（2）傳熱惡化。

（3）加熱器管系泄漏。

（4）加熱器大法蘭泄漏。

（5）水室隔板密封泄漏或或受沖擊損壞。

（6）出水溫度下降。

2、高低加運行中管口和管子泄漏有哪些表現(xiàn)特征？

（1）保護(hù)裝置動作，加熱器自動解列，且水側(cè)壓力有下降趨勢。

（2）加熱器汽側(cè)安全閥動作。

（3）疏水水位持續(xù)上升，疏水調(diào)節(jié)閥開至最大仍然不能維持正常水位。

以上三種情況任意發(fā)生一種，有可能是加熱器泄漏的征兆，必需排查處理。3、加熱器查漏方法

（1）先檢查保護(hù)裝置系統(tǒng)的各閥門、管道，然后檢查汽側(cè)安全閥、疏水調(diào)節(jié)閥及其控制系統(tǒng)有無故障。如果這些確實沒有故障，再著手檢查加熱器本體。

（2）檢查加熱器最簡單有效的方法是放空查漏：停運加熱器汽側(cè)，而讓水側(cè)繼續(xù)運行，打開汽側(cè)放水閥放盡疏水，如果能將水放盡無水流繼續(xù)滴下，則說明管子沒有泄漏；若發(fā)現(xiàn)水流不斷，說明管子或管口有泄漏。

（3）加熱器水側(cè)、汽側(cè)均停運后的查漏方法是灌水查漏：打開水室并冷卻后，往水室內(nèi)灌水，直到水位與管口齊平，如果發(fā)現(xiàn)某根管子內(nèi)水位稍低于管口，再添水觀察，如果仍低于管口，則可認(rèn)為管口與管板的連接處泄漏；如果發(fā)現(xiàn)某管子內(nèi)水位下降得非常低甚至看不見，則說明該管子破裂。（這是某些書上說的方法，我覺得還不如想辦法從汽側(cè)灌水、觀察水室管板以查看泄漏情況，就像凝汽器的查漏一樣）

（4）加熱器查漏最可靠的查漏方法是做氣密性試驗：對于U形管板式加熱器，開啟水側(cè)、汽側(cè)排空、放水門，將水側(cè)、汽側(cè)泄壓至零。封閉加熱器汽側(cè)殼體上所有的接口，往汽側(cè)沖氣，一般用壓縮空氣壓力即可（0.6～1.5MPa），當(dāng)然了，氮氣更好，氣壓越高越好（但不能超過規(guī)定的氣密試驗壓力）。在水室內(nèi)的管板上刷涂肥皂液，如果有氣體或水沖出，說明該管子故障。4、加熱器管子泄漏處理

（1）管口缺陷：重脹或補焊處理。

（2）管子破裂缺陷：采用堵管的方法處理，將堵頭打入泄漏管子的兩頭，有的高加需將管端焊接牢固，有的低加只要用脹管的方法就行了。原則，堵管數(shù)不超過管子總數(shù)的10％。5、加熱器大法蘭泄漏的分析處理

（1）泄漏原因分析：對于管系和殼體用大法蘭螺栓連接的加熱器，大法蘭密封面處容易泄漏。大致由大法蘭剛性不足、大法蘭密封面變形翹曲或大法蘭不平、密封墊片損壞或不合適等原因引起。

（2）大法蘭泄漏的處理：如果是因為大法蘭剛性不足，可采取在法蘭背面加焊肋板的方法加固。焊接好后在車床上車校密封面。如果是大法蘭翹曲變形則需進(jìn)行機械矯正，并車校密封面。如果是密封面墊片的原因，則應(yīng)更換合格的密封墊。

6、加熱器水室隔板密封泄漏或沖刷損壞后的分析處理

（1）分析：在U形管管板式加熱器的水