高压加热器

高压加热器，高加该装置由壳体和管系两大部分组成，在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段，下部设置疏水冷却段，进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热，蒸汽凝结为水后，凝结的热水又可将下部疏冷螺管内的部分给水加热，被利用后的凝结水经疏水出口流出体外。本装置*能耗低，结构紧凑，占用面积少，耗用材料省等显著*，并能够较严格控制疏水水位，疏水流速和缩小疏水端差。

高压加热器,高加概述：

高压加热器（以下简称高加）是为火电机组配套的辅助设备，其作用原理是利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，从而提高发电机组出力和热循环效率。 高加为顺置立式、倒置立式或卧式布置，管束为U形管、双流程，水室为自密封结构。

高压加热器,高加技术特点：
1.*的逆流过热段，利于提高给水出口温度；
2.*的半球形水室，性能优越的给水入口U型管端防冲蚀结构；
3.内凹式密封烛，**佳水力学特性；
4.受力良好的深碗形管板结构；
5.*的传热设计技术，保证较高的传热系数；
6.完善的内置三段式传热结构；
7.*的、性能良好的运行排空气系统；
8.*的防振设计、精巧刚性良好的管系支撑结构；
9.完善的管程与壳程阻力降设计；
10.可靠的密封充氮设计结构
11.轻巧牢固的高压给水加热器支座
12.*的水位调节、保护系统设计与仪表、阀门配套。

高压加热器在投运、停运时注意事项：
        （一）、 为防止高加启停过程中产生的热冲击，高加应采用随机滑启、滑停，便于控制温度变化率。
        （二）、 在高加启停过程中，应注意控制给水温度变化率1.2～1.5℃/min，*大不应超过1.8℃/min。
        （三）、 高加启动按压力由低到高逐台投入。
        （四）、 高加停运时依压力由高到低逐台停止。高加带负荷停运给水温度会下降100℃以上，汽温会有所上升，加强汽温监视，及时调整锅炉燃烧，防止超温。
        （五）、 高加汽侧停运后，需根据抽汽逆止阀后疏水温度判断高加进汽确已关闭严密，高加给水方可切至旁路，关闭高加出口电动门；开启水侧放空气阀，防止进汽阀不严泄漏，给水升温而引起高加水侧管束超压。
        （六）、 若因工作需要开启高加汽侧空气门时,应注意抽汽逆止阀后疏水阀和危急疏水阀应在关闭状态,防止影响凝汽器真空，造成凝汽器掉真空事故。
        四、 高压加热器运行中的注意事项
        （一）、 高加水位保护必须投入运行，严禁高加无保护运行；
        （二）、 加热器在正常运行中，应保持高压加热器运行排气门开启，否则不凝结气体会影响加热器传热并腐蚀加热器内部；
        （三）、 机组运行中，运行人员应加强对高加水位的监视，维持高压加热器疏水端差在5.6℃～11.1℃之间；
        （四）、 高压加热器正常运行中，危急疏水调节阀必须投入自动，且处于关闭状态，当高加水位*升高或危急调节阀不正常开启，且给水泵的出力不正常的增大，表明加热器存在泄漏，申请尽快停用加热器，防止泄露喷出的高压水柱冲坏周围的管子，使泄漏管束数目扩大。
        五、 高压加热器泄漏后对机组的影响
        高压加热器水侧压力远远高于汽侧压力，当传热管束发生泄漏时，水侧高压给水进入汽侧，造成高加水位升高，传热恶化，影响机组*、经济运行，具体对机组的影响如下：
        （一）、 高加泄漏后，必须及时解列高加进行处理，否则会造成泄漏管周围管束受高压给水冲击而泄漏管束增多，泄漏更加严重。
        （二）、 高加泄漏后，由于水侧压力远远高于汽侧压力，这样，当高加水位急剧升高，而水位保护未动作时，水位将淹没抽汽进口管道，蒸汽带水将返回到蒸汽管道，甚至进入汽缸，造成汽轮机水冲击事故。
        （三）、 高加解列后，给水温度降低，由260℃左右降低至150℃，为使锅炉能够满足机组负荷，则必须相应增加燃煤量，锅炉水冷壁吸热*，使炉膛温度降低，锅炉煤粉燃烧滞后，引起锅炉受热面管壁超温。
        （四）、 高加停运后，还会使汽轮机末几级蒸汽流量增大，加剧叶片的侵蚀。
        （五）、 高压加热器的停运，还会影响机组出力，若要维持机组出力不变，则汽轮机监视段压力升高，停用的抽汽口后的各级叶片，隔板的轴向推力增大，为了机组*，就必须降低或限制汽轮机的功率，从而影响发电量。
        （六）、 高加解列后，发电标准煤耗约增加8g/kwh，机组热耗相应增加，厂用电率增加。
        （七）、 影响高加投运率，由于卧式高压加热器的特殊结构，高压加热器降温速度慢，冷却时间较长，若系统不严密时，则冷却时间会更长，直接影响高加投运率的目标。
        六、 高压加热器泄漏的原因
        （一）、 设备停备期间，设备保养措施不到位，钢管腐蚀严重。
        （二）、 高压加热器水侧投运前充水速度过快，水侧空气门开度不够，排气不畅，引起管束超压、胀口焊点开裂。
        （三）、 高压加热器投运前暖管时间不够，投运过程中温升率控制不当，这样高温高压的蒸汽进入高压加热器后，对相对较厚的管板与较薄的管束之间传热不均而产生巨大的热应力，而使得U型管产生热变形而容易损坏。
        （四）、 在机组加减负荷时，负荷变化速度过快，相应抽汽压力、抽汽温度会迅速变化，给水温度还未来得及变化，加热器U型管以及关口焊缝由于受激烈的温度交变热应力而容易损坏，加热器U型管*受热疲劳而容易损坏泄漏。
        （五）、 在高加加热器钢管堵焊过程中，因存在汽水，造成焊接工艺缺陷，运行过程中，受热不均造成焊接点开裂，出现再次泄漏情况。
        （六）、 在运行过程中调整高加水位不及时，高加处于低水位运行，由于我厂高加采用逐级自流的疏水方式，部分蒸汽进入疏水管道，造成汽、液两相流，使管道振动加剧，造成低频振动产生的交变应力减少管道*。
        （七）、 高加受到的化学腐蚀，机组给水品质规定：给水容氧＜7μg/L,PH值为9.2--9.6，给水溶氧*超标，将造成高加U型钢管管壁腐蚀而变薄，钢管与管板间的胀口受腐蚀而松弛。
        七、 高压加热器泄漏的现象
        （一）、 高加水位高信号报警，高加水位*升高，高加端差增大，远远高于正常值。
        （二）、 由于高加泄漏，水侧大量漏入汽侧，通过疏水逐级自流入除氧气，为使汽包水位正常，则给水泵转速增加，给水流量增大。
        （三）、 高加泄漏后，由于传热恶化，则造成给水温度降低
        八、 防止高压加热器泄漏措施
        （一）、 在正常启、停机时，应采用高压加热器随机启、停的方式。
        （二）、 高加启、停时，注意减少加热器的热冲击和热应力。高压加热器投运时应先投水侧，再投汽侧，开启进汽手动门或电动门的速度要缓慢。投运时的温升率、停运时的温降率必须控制在规定范围之内，这是防止高压加热器管束泄漏的主要措施。
        （三）、 运行中应加强高加高加水位的监视，严禁加热器低水位或无水位运行。
        （四）、 保持水位稳定正常，尤其在高压加热器投运初期，不要因其他操作多而忽视高压加热器的水位调整，及时投入疏水自动，以防止水位波动使高加疏水冷却段汽液两相流动造成本加热器和下一级加热器管束的振动加剧。
        （五）、 在正常运行中，注意观察记录各加热器疏水温度、危急疏水调节阀开度等参数，如发现异常变化，应认真分析，判断原因，及时采取措施。
        （六）、 高加水位*升高或危急调节阀不正常开启，且给水泵的出力不正常的增大，表明加热器存在泄漏，申请尽快停用加热器，防止泄露喷出的高压水柱对周围的钢管造成严重吹损，使泄漏管束数目扩大。
        （七）、 当发现高加泄漏时，即使是很轻微的泄漏，也应立即停运检漏，不能因泄漏量小而维持运行。因为轻微泄漏也会冲刷临近的管子而造成大面积泄漏。
        （八）、 每次正常停机后，在给水泵停运前均应及时对高压加热器水侧进行找漏，以便及时检修处理。
        （九）、 保证给水水质：给水容氧＜7μg/L,PH值为9.2--9.6，防止腐蚀泄漏。
        （十）、 高加停运后，汽侧放水排空后密闭，水侧加入联氨含量为200mg/l(加氨调整PH值为10)的溶液封闭加热器；也可在高加汽侧和水侧充入压力不同的氮气进行保养。

加热器投用时为什么要先投用低压加热器，后投用高压加热器？

由于高压测的抽汽品质较好，加热*也好，温度提的也多，如果先启动高压测，蒸汽对加热器的热冲击较大。使钢管开裂等。

工作原理
高压加热器,高加工作原理：

高压加热器简称高加，在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段，下部设置疏水冷却段，进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主 螺管 内的给水加热，蒸汽凝结为水后，凝结的热水又可将下部 疏冷螺管 内的部分给水加热，被利用后的凝结水经疏水出口1被疏流出体外。

高压加热器,高加结构说明

高加均设有过热蒸汽冷却段和蒸汽凝结段（部分高加设有疏水冷却段），来自汽轮机的抽汽，先经过过热蒸汽冷却段冷却，然后进入蒸汽凝结段凝结成疏水（设置疏水冷却段的高加疏水继续冷却），疏水经疏水调节阀控制，由压力较高的高加排入压力较低的高加，压力较低的高加疏水经疏水调节阀控制排至除氧器。

2.1水室 高加水室为圆筒体或球形封头结构，内设分程隔板，分程隔板将内部分成二流程，水室筒体（或球形封头）与管板焊为一体，水室采用自密封结构。 水室密封装入时，先用螺栓预紧（预紧螺栓直接连接在密封座上），当水室内给水达到一定压力时，密封座将密封环压紧，从而达到自密封作用，给水压力越高，密封性能越好。 水侧放水口，在停机检修时，可排除水室内积水，也可作为充氮口。 另外，在给水进口区设置了不锈钢整流装置，给水在经过整流装置即成各部分均匀的稳定流，*大限度的防止了给水对换热管管口区域的冲蚀。

2.2管束 换热管选用U形管，采用小管径薄壁传热管，外形尺寸小，传热系数高。为了有效的利用抽汽的过热度，管束分为过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段二部分（部分高加设有疏水冷却段）。合理地确定了不同加热段的传热面积和阻力，并考虑了一定的堵管率，能满足高加*大给水流量工况的要求。 过热蒸汽段设有包壳，并在蒸汽进口部设置不锈钢阻击板，把蒸汽对管子的冲蚀降至*低，并同时提高设备的热力均匀性。

2.3壳体 壳体采用压力容器用钢板卷焊而成，壳体设有运行排气以及启动排气接口，把影响传热和腐蚀管子的氧等不凝性气体排除，提高了设备的热力性能。

2.4高加保护装置 为使高加在意外事故时迅速解列并能继续向锅炉供水，本高加*采用给水大旁路系统，以保证机组的*运行。给水自动旁路装置由电接点液位计（或水位差压发讯器），高加水侧进出口液动阀、电磁阀等系统组成，当高加发生事故（U型管爆裂或焊口泄露），壳侧疏水水位升高，到达高二水位时，电接点液位计（或水位差压发讯器）发出信号，危急疏水阀打开；若水位继续上升，到达切断水位时，电接点液位计（或水位差压发讯器）发出信号，电磁阀打开，给水进出口阀关闭，两级高加同时解列。给水通过阀门旁路进入锅炉。当启用高加旁路向锅炉给水时，高加可进行检修和维护。 为防止电磁阀动作失灵，系统中设置了两个电磁阀，其中任何一个动作都能将给水阀关闭。

高压加热器,高加的管侧和壳侧采用*阀作超压保护装置：

①为防止管侧进出口关闭时误开蒸汽进汽阀或进汽阀泄漏而造成管侧水受热膨胀而超压，在管侧设置信号*阀。

②传热管破裂而大量泄漏，正常疏水装置不能将壳侧的水迅速排出，为防止壳侧超压，设备设置了事故危急疏水接口和壳侧*阀，*阀排量符合JB/T8190-1999《高压加热器技术条件》的要求。

2.5控制仪表 依据高加运行控制的要求，本高加设置了高加现场压力表和温度计，测量表计分布和测量部位见保护系统图，测量表计反映的数值满足JB/T8190-1999《高压加热器技术条件》高加现场热力性能测试的需要。 本高加包含了高加疏水水位测试，控制方法和*仪表，其名称和功能为：

①平衡容器，用于输出疏水液位信号，为DCS控制系统输出液位信号。

②电接点液位计测量筒，用于输出疏水液位信号，

高压加热器,高加作用：

a.为水位显示仪提供液位信号值。

b.为切除水位提供水位信号值。

c.可输出危急疏水水位信号并为危急疏水电动阀提供开闭信号。

③两相流信号筒输出信号用于两相流疏水阀自动控制水位（根据设备配置，如果选用电动疏水阀则通过平衡容器来输出液位信号）。 高加的给水旁路保护系统以及水位保护定值见高压加热器系统图以及总装图纸。

高压加热器,高加安装：

1、高加安装前将包装防护用物品去掉，高加水室以及管板部位严禁施焊，水室上给水进出口接管在与管路焊接时应预热。

2、入口给水阀与出口止回阀均应垂直安装，不允许阀杆装成卧式、倒装式、倾斜，以免动作失灵。

3、疏水阀出入口*正反方向，安装时，请注意不要装反。安装高度由设计院根据 现场条件自行考虑。

4、与高加连接的汽水管道应有胀缩补偿段，不允许有附加力作用在高加本体的管座 上。

5、*阀必须直接连接在本体接口（或系统管路）上，并牢固固定，以承担动作时的反冲力矩。

6、高加本体上所有排污、放空接口都应装上阀门，并连接至低压系统或排入地沟

7、所有的测量表计必须按设计院的系统图要求加以安装。

高压加热器,高加运行：

1、启动高压加热器使其投入运行时，应加以注意。因为高加的使用*以及非正常的损耗和故障与使用有*的关系。一般说，在任何情况下，为避免管系中焊缝处受到较大的热应力冲击，启动速度不能太快，单台加热器的给水温升、温降应控制在1.85℃/分之内，温升*多不超过3.7℃/分，温降*多不超过2℃/分，调整负荷时也需要严格控制温升温降率。大部分电厂都是控制加热器末级加热器的出水温度变化率不超过上述要求，但在负荷变化时，往往前级（*级加热器）温度变化超过了要求，这也是*级高加易损坏的原因*，希望电厂能对这一点给予重视。

2、启动方式宜先投入水侧，后投入汽侧。

1）检查阀门和仪表的完好状态，各辅助水、气、电接通。

2）先操作给水进出口阀（进口给水阀和出口止回阀）上的手轮，使阀杆升起，仅留1～2个丝扣，开启活塞上下的放气、放水阀，此时缸内有一股来自节流孔板的细流通过。 给水进出口阀（进口给水阀和出口止回阀）具体操作按阀门使用说明书。

3）打开水侧放空气阀，将管系内充入从凝泵直接来的低压低温水（也可由加热器的进水口接一支旁路来实现），满水后关闭放空气阀，然后继续充水，待管系内压力和充水压力接近时，开启给水泵，此时给水走旁路，关闭低压低温水充水阀，打开给水管路上的注水阀，用给水泵来的高温水，来置换加热器内的低温水，同时打开排水阀（也可由加热器的出水口接一支旁路来实现）。直到排水温度接近进水温度，*后关闭排水阀，继续升压，当管系内的压力接近或达到给水压力时，由于面积差而使作用在阀瓣上下的力不同，使阀瓣开启，关闭给水通往旁路的管道，给水流经管系后流向出口阀，进入锅炉，水侧投入后，关闭注水阀和活塞上的放气阀，切记不能关闭活塞下方放水阀。

4）打开汽侧启动放空气阀，缓慢打开抽汽逆止阀和抽汽电动隔离阀，蒸汽侧由低至高逐级缓慢投入，并控制温升。疏水调节阀处于运行状态，汽侧放空气阀见汽后关闭（如需冲洗汽侧杂质，可先开汽侧放水阀，冲干净后关闭）。

5）当汽轮机达到一定负荷，蒸汽压力达到一定数值（末级高加压力稍高于除氧器压力），化验水质合格后，高加可逐级疏水并疏入除氧器中，打开运行排气阀。

6）调整疏水调节阀，使水位控制在正常范围内。

3.正常停运

3.1当汽轮机减负荷，抽汽压力降到一定数值，应缓慢关小电动抽汽隔截阀，并控制给水温降率不超过2℃/分，压力继续下降，末级高加压力稍高于除氧器压力时关闭电动抽汽隔截阀和逆止阀。

3.2在操作

3.1的同时，应缓慢关闭高加疏水阀和运行排气阀。

3.3手动打开电磁阀旁路阀门，关闭给水进出口阀，并旋下手轮，高加停止进水。

3.4打开水侧、汽侧放水阀。

4、事故紧急停运 U形管焊口严重泄漏或U形管爆破、疏水调节阀失灵而无法处理、汽水管路阀件损坏等紧急事故，均应停运高加，其程序如下：

4.1先开启危急疏水阀，以缓冲高加满水事故。

4.2当高加水位继续上升时，保护系统会自动关闭给水进出口阀和电动抽汽隔截阀，如果自控失灵，应立即手动打开电磁阀旁路阀门，使进出口阀快速关闭。

4.3关闭通往除氧器的阀门，并注意壳体内压力不应升高。

4.4打开水侧、汽侧放水阀。 鉴于各电厂运行方式和习惯各不相同，本文所提及的运行方式仅供参考，电厂可按实践经验、具体情况和电力系统有关文件规定，编制高加运行规程。

高压加热器,高加维护：

1、高压加热器,投运时，保护系统必须同时投入运行，严禁无保护运行。保护系统必须保证动作灵敏可靠，如元件失灵应立即修复或更换。在保护系统投运时，给水阀活塞上部的排空阀必须关闭，且不得泄露。

2、给水阀与止回阀至少每周动作*，可通过升高高加水位，打开电磁阀、或者手动操作与电磁阀并联的截止阀，使其动作。

3、高压加热器在运行过程中，运行人员要*监督高加本体内凝结水位。

4、运行过程中，应*对高加系统中各出入口的压力表、温度计的读数进行监督，以便及时发现意外。

5、如高加管系有泄露，给水阀与止回阀将自动关闭，高加给水被切断，给水经旁路流至锅炉，此时，运行人员应立即把蒸汽入口阀切实关闭，以免蒸汽继续流入高加发生意外。

6、如果高加疏水系统如选用本公司生产的汽液两相流疏水阀，则按附件1《两相流疏水调节装置-系统图》以及附件2《两相流疏水调节装置-操作说明》中有关要求进行安装调试。 运行过程中，凝结水的*佳水位应为正常水位，两相流疏水阀的开度应以此要求进行调节。

高压加热器,高加检修：

1、高加如需对外壳或管系进行检修，在高加解列退出运行后，将汽侧及管侧的放水阀打开，将水放干净，卸下水室螺栓，取出四合环、密封座等，沿汽侧切割线割开外壳，吊起管系对其进行维修。

1.1石棉密封环在机组运行时承受轴向力，可能大于石棉密封环成形压力，致使变形量大，可能使有关零部件被相互粘牢影响拆装，当需要拆卸水室密封零部件时，应先将密封座向下压移5～10mm，然后再拆卸四合环、均压圈、密封环、密封座等。

1.2每次装进密封环时，应事先将密封环的外表面及水室与其接触部分表面涂上片状石墨粉调和物，可减少石棉密封环的粘结现象。 石棉密封环为密封垫圈，每次拆装后均应更换，该垫圈建议从我公司订购。

2、给水阀活塞，由于*运行，不断有水流入，可能带入脏物使其密封圈受到磨损，这样会使给水阀动作易卡住或动作迟缓。此时，应打开活塞去除脏物。密封圈损坏时应予以更换。而如果有脏物进入外活塞上孔，使其堵塞时，就会误动作，使给水阀关闭，此时应去除小孔中脏物。有关阀门的详细说明请见阀门厂提供的说明书和图纸。

3、定期提升检查*阀，以保证*阀动作可靠。

4、高加拆装后，如发现垫片有损坏时，应及时更换。

5、水管道冲刷减薄而损坏在电厂时有发生。电厂可将易坏的部分管道改成厚壁不锈钢管以延长使用*。另外，加强定期检查测量壁厚，在壁厚减薄过大时，更换新管道。

高压加热器,高加事故处理：

1、高加水位异常 造成水位异常的情况有以下几方面：

1.1U形管口泄漏或爆破。

1.2疏水调节阀失灵。

1.3系统阀门误动作或失灵。

1.4水位表失灵或假水位。

1.5汽侧压力过低，疏水压差太小。

2、水位异常的处理方法

2.1检查水位计，判断水位是否正常。

2.2手动开大疏水调节阀，检查水位是否下降，确定水位升高是U形管或焊口泄漏引起，还是调节阀等其它原因造成。

2.3如因U形管爆破或U形管严重泄漏无法维持水位，应停用高加进行处理。

3、保护系统的事故处理 检查保护系统动作讯号及水位情况，如确实水位升高动作则停用高加并查明原因，在消除缺陷后方可恢复高加投运，如系误动作，则应查明原因，消除缺陷后方可投入保护装置，并恢复高加投运。

高压加热器,高加管口泄漏或U形管破裂修理

1、高加管口泄漏或U形管破裂后，先查找泄漏点：

1.1高加水侧水放净，并拆开水室密封和二流程的隔水盖板等。

1.2高加汽侧放水阀，放空气阀关闭，并通以0.785 ～0.981MPa压缩空气。

1.3检查管板表面，如果U形管焊口泄漏，就会有气泡不断冒出，在该处作好标记，然后将泄漏部位的焊缝凿清，并进行补焊。

2、换热管与管板焊缝的修补 如果焊缝泄露，应将原焊缝凿去，然后擦清表面锈迹、水分，再进行补焊。凿焊缝时，注意不要碰伤管板或换热管。补焊可采用J506焊条或手工氩弧焊等方法，补焊时不应影响周围其他接头的焊缝，不要使管板、管子过热。焊缝应做着色检查，不允许有线性显示。

3、堵管 如换热管泄露，则必须堵管。

3.1、如果换热管管口完整无损，仅仅是管子内部泄露时，则不必*铰去管口区域的管壁，直接用堵头堵住管口，按图1焊接即可。堵前先铰孔，以达到合适的配合尺寸。

3.2、如果换热管管口管壁已经损坏，则必须将管壁全部铰去，用堵头将管口堵住。去除管壁时，先用钻头钻孔，将管壁大部去掉（至少深76mm），壁厚留0.127mm，再用绞刀铰去剩余的管壁，按图2焊接即可。