高压加热器端差对300MW机组经济性影响的分析
摘要
阐述了300MW机组高压加热器的运行状况和存在的问题，分析高压加热器端差大的原因及端差对机组经济性的影响，提出改善高加运行状况的措施，分析比较高加运行状况改善后的性能指标。
关键词：高压加热器；端差；300MW机组；性能指标
Economic Analysis of High Temperature Difference of
HP Heater in 300MW Unit Thermal Cycl
Abstract
This article has expounded the operational condition and existent problems of HP heater of 30oMW turbine unit．It also analysed the cause of high temperature difference and eeonomie effect of temperature differenee on turbine performance．The article has put forward measures to advance HP heater operation．At last，it compare the performance characteristics of HP heater before and after improvement。
Key words：HP heater；Temperature difference；300MW turbine unit；Perform ance characteristics
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目 录
0 前言 ........................................................ 5 1 高加运行状况 ................................................ 5 2 高加存在的问题及端差大的原因 ................................ 6 2.1 高加泄漏堵管，影响高加的传热效果，导致上下端差加大错误！未定义书签。
2.2 运行参数偏离设计参数较大 .............. 错误！未定义书签。 2.3 加热器水位的影响 ...................... 错误！未定义书签。 2.4 管束表面污垢 .......................... 错误！未定义书签。 2.5 空气积聚使传热效率降低 ................ 错误！未定义书签。 2.6 阀门不严 .............................. 错误！未定义书签。 4 加热器端差对机组经济性的影响 ............... 错误！未定义书签。 5 高加完善运行状况后的性能数据 .............. 错误！未定义书签。9 5.1泄漏高加更换后的性能指标 .............. 错误！未定义书签。 5.2 高压加热器水位调整前后的性能数据 ..... 错误！未定义书签。1 6 结束语 .................................... 错误！未定义书签。1
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0 前言
回热加热器是热力系统的重要设备之一，其运行状况不仅影响到火电机组的经济性，还影响到机组的安全运行。如果高压加热器运行中的端差远高于设计值，以及由于内部损坏导致停运，对机组的热经济性影响很大。另外，还可能伴随着产生受热面超温、轴向推力增大，甚至汽轮机水冲击等严重危害机组安全的现象。通过高加泄漏事故的处理和分析，对高加泄漏的现象、原因及预防措施进行了探讨和总结。通过试验和调整，分析原因，制定措施，对加热器进行治理，使其端差接近设计值，对节能改造，改进运行操作和管理，提高装置的经济性，具有十分重要的作用。
1 高加运行状况
高压加热器系统是火电机组的主要热力系统之一。长期以来，由于设计、制造、安装和运行等方面的原因，加热器泄漏的情况屡有发生，特别是大机组的高压加热器，情况尤为严重。因高压加热器系统泄漏导致故障停运的次数已占整个高压加热器故障停运的次数的6 0 % 以上，成为影响大机组等效可用系数的第二位因素，仅次于锅炉爆管。这不仅影响大机组的稳发，满发，而且因给水温度下降，使整个机组的热效率降低，影响了大机组高效低耗优越性的正常发挥。随着当前电力企业内部挖潜增效工作的深入开展，在运行中及早发现高压加热器系统的泄漏，尽早采取措施，把故障的损失降低到最小程度，以提高整个火电厂循环的经济效益，是当前摆在我们面前的紧迫任务之一。衡量高压加热器性能的主要指标有给水温升、给水端差及管、壳程介质压降等，在加热器的正常运行中，高加给水上、下端差大于设计值的现象很普遍，降低了加热器的效率，使机组热耗和发、供电煤耗上升。目前已运行的许多机组，高压加热器的实际性能数据，都与设计值有较大出入。华能德州电厂3号机组是东方汽轮机厂生产的N300—16．7／537／537型亚临界机组，其三台高加为哈尔滨锅炉厂制造，于1993年l2月投产。下表1、表2列出高压加热器的设计数据和运行数据。比较表1和表2可以看出，在相同负荷下，三台高加的给水端差和疏水端差，以及各高加温升和总温升都与设计值偏离较大，导致机组的经济性下降，而且三台高加因为泄漏严重，堵管率分别为9．1％ 、24．77％ 、12．23％ ，均超过或接近设计值，减弱了加热器传热效果，使性能均达不到设计要求，而由于高加泄漏严重导致高加解列，更对机组经济性存在较大影响。
表1 高压加热器性能设计数据
序号 项目 1 2 3 4 5 6 7
单位 MW Kg/h ℃ ℃ MPa ℃ Kg/h 4
HP-1 950 237.8 266.3 4.96 264.7 61 HP-2 300 950 196.3 237.8 3.12 237.8 76 HP-3 950 167.9 196.3 1.34 196.3 38 负荷 给水流量 给水进口温度 给水出口温度 进汽压力 进汽压力下饱和温度 进汽流量 8 9 10 11 12 疏水出口温度 给水端差 疏水端差 给水温升 给水总温升 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 243.25 -1.6 5.45 28.5 98.4 201.73 0 5.43 41.5 173.6 0 5.70 28.4
表2 华德电厂3号机组高加性能运行数据 序号 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
负荷 给水进口温度 给水出口温度 进汽压力 进汽压力下饱和温度 疏水出口温度 给水端差 疏水端差 给水温升 给水总温升 单位 MW ℃ ℃ MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ HP-1 224.1 257.8 5.937 274.861 246.8 17.061 22.7 33.7 HP-2 301.562 196.7 224.1 4.146 252.465 237.9 28.365 41.2 27.4 HP-3 177 196.7 1.726 205.048 199.7 8.348 22.7 19.7 80.8 2 高加存在的问题及端差大的原因
2.1 高加泄漏堵管，影响高加的传热效果，导致上下端差加大
（1）高加设计、制造存在缺陷。主要表现在：高加内部管系的管子与管板之间采用机械胀管、管口焊接的方式，胀接力与胀接长度不够，制造工艺质量较差。
（2）主要表现在：泄漏管在堵管前与管堵头未进行绞孔拂配，焊接前未进行预热处理，焊接工艺差。堵管焊口部位再泄漏现象频繁发生，保护性堵管带有较大的盲目性，许多管子被误堵，导致堵管数量大增，而由于焊接工艺差，使得保护性堵管焊口再泄漏，又对相临近的正常管子造成损害，以至于恶性循环，造成大量堵管。
（3）高加启停时，给水温度变化率超标。高加是发电厂承压最高的容器，承受着过热蒸汽和给水间的温差和压差，其工作条件很恶劣，其中又以管子与管板连接处的工作条件最为恶劣，在高加投运和停运过程中，若操作不当，管子与管板结合面受到很大的温度冲击， 会产生很大的热应力叠加在机械应力上，当这种应力过大或多次交变，就会损坏这个结合面，使原有缺陷扩大，造成管子端口泄漏。
2.2 运行参数偏离设计参数较大
由于机组设计和制造缺陷，以及运行调整和系 统泄漏的原因，机组运行的热力性能 指标达不到设计值，使得机组在偏离设计值较大的工况下运行。在额定负荷下，进汽量是 一定的，放出的热量基本一定，当给水流量增大时，温升下降，从而导致高加上下端差加大。
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