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高壓加熱器 2022-09-05 14:56:44
　　高壓加熱器，是利用汽輪機(jī)的部分抽氣對(duì)給水進(jìn)行加熱的裝置。作為一種熱量轉(zhuǎn)換裝置，主要應(yīng)用于大型火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)，其傳熱性能的優(yōu)劣直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性與安全性。因此提高高壓加熱器的傳熱效率，減小熱量傳遞過(guò)程中的不可逆損失，成為解決能源利用的措施。　　高壓換熱器作為一種熱量轉(zhuǎn)換裝置，主要應(yīng)用于大型火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)，其傳熱性能的直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性與安全性。因此提高高壓加熱器的傳熱效率，減小熱量傳遞過(guò)程中的不可逆損失，成為解決能源利用的措施。作為評(píng)價(jià)物質(zhì)熱量傳遞能力的物理量，具有表征熱量傳遞效率的物理意義，可為高壓加熱器運(yùn)行提供指導(dǎo)。　　高壓加熱器組成　　該裝置由殼體和管系兩大部分組成，在殼體內(nèi)腔上部設(shè)置蒸汽凝結(jié)段，下部設(shè)置疏水冷卻段，進(jìn)、出水管頂端設(shè)置給水進(jìn)口和給水出口。當(dāng)過(guò)熱蒸汽由進(jìn)口進(jìn)入殼體后即可將上部主螺管內(nèi)的給水加熱，蒸汽凝結(jié)為水后，凝結(jié)的熱水又可將下部疏冷螺管內(nèi)的部分給水加熱，被利用后的凝結(jié)水經(jīng)疏水出口流出體外。本裝置具有能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊，占用面積少，耗用材料省等顯著優(yōu)點(diǎn)，并能夠較嚴(yán)格控制疏水水位，疏水流速和縮小疏水端差。　　高壓加熱器泄漏的原因　　1.啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力過(guò)大　　高壓加熱器位于給水泵和省煤器之間，當(dāng)高壓加熱器投運(yùn)時(shí)，高壓加熱器處于室溫狀態(tài)，而給水泵供水溫度高。高壓加熱器殼體、管束、管板等主要組成部件驟然受熱，膨脹不均，熱應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致加熱器水室管板泄漏，鋼管與管板焊縫泄漏。由于機(jī)組啟停頻繁，啟停時(shí)高壓加熱器的溫度變化率超出允許值，使管束與管板膨脹不均，從而產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，在這種應(yīng)力的反復(fù)作用下，管束受到損傷和破壞。　　2.啟動(dòng)時(shí)高壓加熱器振動(dòng)　　高壓加熱器啟動(dòng)時(shí)處于0.1MPa的大氣壓力之下，而給水泵供水壓力在21.4-24.5MPa之間，給水電動(dòng)門開(kāi)啟時(shí)間較短，當(dāng)大量高溫高壓給水涌入高壓加熱器水側(cè)時(shí)，空氣不能及時(shí)排走，使高壓加熱器受水錘沖擊，而產(chǎn)生振動(dòng)，加劇了對(duì)高壓加熱器的損傷和破壞。另外，高溫高壓的蒸汽在管外流動(dòng)時(shí)，對(duì)管束產(chǎn)生橫向和縱向沖刷，產(chǎn)生和加劇了高壓加熱器振動(dòng)，因振動(dòng)使高壓加熱器泄漏的現(xiàn)象非常普遍。　　3.高壓加熱器疏水水位不穩(wěn)定　　高壓加熱器運(yùn)行時(shí)，其疏水水位熱工測(cè)量信號(hào)與實(shí)際水位不一致，實(shí)際水位在要求范圍內(nèi)，而熱工測(cè)量信號(hào)卻反映偏高或偏低。當(dāng)反映偏高時(shí)，事故疏水電動(dòng)門開(kāi)啟，導(dǎo)致高壓加熱器低水位或無(wú)水位運(yùn)行；當(dāng)反映偏低時(shí)，事故疏水電動(dòng)門關(guān)閉，疏水水位升高，致使高水位保護(hù)動(dòng)作，事故疏水電動(dòng)門自動(dòng)開(kāi)啟。無(wú)論測(cè)量水位信號(hào)偏高或偏低均造成事故電動(dòng)疏水門頻繁開(kāi)閉，使管束受到不應(yīng)有的沖刷、振動(dòng)和管板過(guò)熱，加速管束損壞。另外由于高壓加熱器危急疏水電動(dòng)門關(guān)閉不嚴(yán)造成內(nèi)漏，不能保持合格的疏水水位，致使管束長(zhǎng)時(shí)間受到汽水沖刷振動(dòng)和管板過(guò)熱。　　4.管束漏水對(duì)周圍管子的破壞　　高壓加熱器內(nèi)部的管束緊密而有序的排列在一起，由于水側(cè)壓力(21.4-24.5MPa)高于至大汽側(cè)壓力(4.8MPa)，當(dāng)管子損壞斷裂時(shí)，高溫高壓水柱連續(xù)沖刷周圍管子，形成大面積泄漏。另外高壓加熱器內(nèi)部的管束處于自由狀態(tài)，當(dāng)管子斷裂時(shí)，在高速水流的作用下，管子斷口自由擺動(dòng)，不斷碰擊周圍管子，對(duì)周圍管子形成一定破壞。　　5.工作介質(zhì)對(duì)管束的損傷和破壞　　（1）沖刷侵蝕　　過(guò)熱蒸汽冷卻段及其出口處管束容易受到濕蒸汽的侵蝕。若蒸汽中含有一定水分，那么在蒸汽段內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)侵蝕損壞。蒸汽冷卻段出口處附近的管束有更多的機(jī)會(huì)受到汽水侵蝕。疏水冷卻段入口附近管束受汽水侵蝕的情況也較普遍。　　（2）管子給水入口端的侵蝕　　損壞部位一般發(fā)生在管束的給水入口端約200~的范圍內(nèi)。入口管端侵蝕是侵蝕和腐蝕共同作用的過(guò)程，其原理為管壁金屬在表面形成的氧化膜被高紊流的給水破壞并帶走，在這種連續(xù)不斷的過(guò)程中，金屬材料不斷損失，導(dǎo)致管子破損，有時(shí)損壞面可擴(kuò)大到管端焊縫甚至管板。　　（3）腐蝕　　腐蝕損壞是高壓加熱器管束損壞的常見(jiàn)形式。分為以下8種情況：一般均勻腐蝕，電勢(shì)腐蝕，間隙腐蝕，點(diǎn)蝕，金屬晶間腐蝕，選擇性浸析或分離，侵蝕腐蝕，應(yīng)力腐蝕。　　（4）超壓爆管　　給水泵出口壓力增大，可能使管束超過(guò)設(shè)計(jì)給水壓力發(fā)生爆管，此情況多發(fā)生高壓加熱器啟停時(shí)。　　6.管束自振的損傷和破壞　　管束振動(dòng)是管殼式熱交換器中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題。具有一定彈性的管束在殼側(cè)流體擾動(dòng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)激振力的頻率與管束的固有頻率或其倍數(shù)相吻合時(shí)，就引起共振，使振幅大大增加，就會(huì)造成管束的損壞。振動(dòng)損壞的形式：振動(dòng)使管子與管板連接處應(yīng)力超過(guò)材料疲勞持久極限，管子疲勞斷裂；振動(dòng)使管子在支撐隔板的管孔中與隔板金屬發(fā)生摩擦損壞，振幅較大時(shí)，在跨度之間位置相鄰的管子相互碰撞摩擦，使管子磨損或疲勞斷裂。　　7.檢修工藝差　　高壓加熱器在停機(jī)檢修時(shí)，由于檢修人員技術(shù)、職業(yè)道德等多方因素，進(jìn)行高壓加熱器查漏時(shí)不徹底，對(duì)于管口與管板脹口處細(xì)小的裂縫和裂開(kāi)管子周圍相鄰的管子未作處理，特別是已斷開(kāi)管子周圍相鄰的管子已被高壓水流和斷管碰撞損傷的嚴(yán)重，雖然沒(méi)有泄漏，但抵御熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的能力已經(jīng)很低。在高壓加熱器啟動(dòng)時(shí)，斷裂管子周圍相鄰的管子承受壓力和溫度驟升時(shí)，形成泄漏隱患。鄒縣電廠多次發(fā)生高壓加熱器檢修后在投運(yùn)過(guò)程中大面積的泄漏，就是這一因素造成的。　　高壓加熱器查漏　　1.高壓運(yùn)行中查漏　　判斷高壓加熱器投運(yùn)中管束是否有泄漏現(xiàn)象，當(dāng)壓力信號(hào)或閥桿指示器表示閥門是微啟著，或者比該負(fù)荷條件下的通常開(kāi)啟度大，并且負(fù)荷是穩(wěn)定的，這表明疏水流出流量比高壓加熱器負(fù)荷要大，多出的疏水量必定源于管子泄漏。同時(shí)根據(jù)高壓加熱器性能參數(shù)的變化進(jìn)一步判斷高壓加熱器是否泄漏。　　2.高壓加熱器啟動(dòng)前查漏　　關(guān)閉汽側(cè)疏水門及危急疏水電動(dòng)門，開(kāi)啟電泵，向高壓加熱器水側(cè)供水，觀察汽側(cè)玻璃管水位計(jì)。當(dāng)汽側(cè)水位上升，上升的水量必定來(lái)源于管束泄漏。　　3.檢修中查漏　　關(guān)閉危急疏水電動(dòng)門、蒸汽進(jìn)口門、汽側(cè)疏水門、高壓加熱器上一級(jí)疏水前后截門、本級(jí)至下一級(jí)疏水前后截門，完全隔離高壓加熱器汽側(cè)，通過(guò)高壓加熱器汽側(cè)打旁門注入壓縮空氣，在高壓加熱器水室內(nèi)用臘燭正對(duì)管板上的每個(gè)管口進(jìn)行查漏。當(dāng)臘燭火焰有被風(fēng)吹的現(xiàn)象或熄滅時(shí)，則此管子已泄漏；如果泄漏管子吹出的風(fēng)壓接近或等于壓縮空氣壓力，那么則此管子已斷裂。　　

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