低壓加熱器，低加

一,低壓加熱器簡介

低壓加熱器的作用是利用在汽輪機(jī)內(nèi)做過部分功的蒸氣，抽至加熱器內(nèi)加熱給水，提高水的溫度，減少了汽輪機(jī)排往凝汽器中的蒸汽量，降低了能源損失，提高了熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率。結(jié)構(gòu)是較多的采用直立管板式加熱器。加熱器的受熱面一般是用黃銅管或無縫鋼管構(gòu)成的直管束或U形管束組成的。被加熱的水從上部進(jìn)水管進(jìn)入分隔開的水室一側(cè)，再流入U(xiǎn)形管束中，U形管在加熱器的蒸氣空間，吸收加熱蒸氣的熱量，由管壁傳遞給管內(nèi)流動(dòng)的水，被加熱的水經(jīng)過加熱器出口水室流出。低壓加熱器是接在軸封加熱器之后的，用來加熱上高壓除氧器的凝結(jié)水的，也是提高凝結(jié)水溫度，提高經(jīng)濟(jì)效益的。

二,低壓加熱器的工作原理

表面式加熱器可分為立式加熱器和臥式加熱器兩種。立式加熱器占地面積小、檢修方便，但其傳熱效果要低于臥式加熱器，由于便于布置，發(fā)電廠中應(yīng)用較廣。表面式加熱器的水側(cè)進(jìn)、出口容水空間稱為水室，主凝結(jié)水在管內(nèi)走，加

熱蒸汽在管外走。低壓加熱器的受熱面是由銅管直接脹接在管板上組成的管束，管柬用專門的管架加以固定。為了便于加熱器換熱面的清洗和檢修，整個(gè)管束制成一個(gè)整體，便于從外殼里抽出。被加熱的水由進(jìn)口進(jìn)入水室，流經(jīng)u 型管束后流入出口水室流出。加熱蒸汽由加熱器外殼上部引入汽空間，借導(dǎo)向板的作用，使汽流成S形流動(dòng)，沖刷銅管管壁進(jìn)行凝結(jié)放熱。加熱蒸汽進(jìn)口處管束外壁裝有防護(hù)板，以減輕汽流對(duì)管束的沖刷及磨損，延長銅管的使用壽命。

三,低壓加熱器漏泄的原因分析

根據(jù)電廠低壓加熱器的運(yùn)行情況可以看出，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長，低壓加熱器漏泄越來越嚴(yán)重。U型管加熱器內(nèi)部管系漏泄主要分為管子與管板脹接處漏泄和管壁漏泄。漏泄原因主要是低壓加熱器運(yùn)行時(shí)的溫差過大產(chǎn)生熱應(yīng)力、管板變形、堵管工藝不當(dāng)、制造質(zhì)量不良等；其次是由于汽水的沖刷、磨損、腐蝕、振動(dòng)造成的管壁變薄。

3．1 管子與管板脹接處漏泄

(1) 溫差過大熱應(yīng)力的影響

電廠低壓加熱器受熱面為銅管退火處理后彎制而成，因受江流域水質(zhì)影響受熱面結(jié)垢較嚴(yán)重，銅管內(nèi)壁結(jié)垢之后將造成內(nèi)壁與外壁的溫差升高，造成管束的熱應(yīng)力增大，使銅管很容易漏泄。加熱器在啟停過程中溫升率、溫降率超過規(guī)定，使低加的管子和管板受到較大的熱應(yīng)力，使管子和管板在脹接處發(fā)生損壞。加熱器溫降率的允許值為1．7～2．0℃／min，而溫升率的允許值為2～5"C／min，加減負(fù)荷時(shí)如果汽側(cè)停止蒸汽過快，或汽門關(guān)閉后水側(cè)仍繼續(xù)進(jìn)水，因管子管壁薄，收縮快，管板厚，收縮慢，常導(dǎo)致管子與管板的脹接處損壞。另外，由于設(shè)計(jì)原因也造成了銅管溫差過大。

(2) 管板變形

管子與管板通過脹接相連，管板變形會(huì)使凝結(jié)水從管子和管板間隙泄漏。低加管板水側(cè)和汽側(cè)溫差、壓差很大，如果管板的厚度不夠，則管板會(huì)有一定的變形。

(3) 堵管工藝不當(dāng)

一般常用錐形塞堵管，打入銅塞或鋼塞時(shí)用力要適度，捶擊力量如果太大，會(huì)引起管孔變形，影響鄰近管子與管板的連接，因此應(yīng)遵循嚴(yán)格的堵管工藝。

3．2 管壁漏泄原因

(1) 汽水沖刷

一種原因是當(dāng)蒸汽的流動(dòng)速度較高且汽流中含有大直徑的水滴時(shí)，蒸汽夾雜著水滴撞擊管予外壁，使管壁受汽、水沖刷變薄，發(fā)生漏泄。加熱器內(nèi)部產(chǎn)生汽水沖擊主要原因是過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的過熱度引起的。加熱器的疏水水位過低或無水位，疏水進(jìn)入下一級(jí)加熱器時(shí)就帶育蒸汽，或者蒸汽直接進(jìn)入下一級(jí)加熱器沖刷管壁造成損壞。另一種原因是受到蒸汽或疏水的直接沖擊。各臺(tái)機(jī)組低壓加熱器的汽側(cè)入口管壁外側(cè)裝有防護(hù)板，有的加熱器防護(hù)板過小，有的防護(hù)板安裝不牢固，進(jìn)汽將防護(hù)板吹掉，使蒸汽的作用力直接作用在銅管上，造成進(jìn)汽口附近銅管破裂嚴(yán)重。當(dāng)?shù)图庸苁鴥?nèi)某根管子發(fā)生損壞泄漏時(shí)，因水側(cè)壓力遠(yuǎn)高于汽側(cè)壓力，水從泄漏處以極大的速度沖出會(huì)將鄰近的管子或隔板沖刷破壞。

(2) 管予振動(dòng)

在凝結(jié)水溫度過低或機(jī)組超負(fù)荷等情況下，沖刷低加的蒸汽流量和流速超過設(shè)計(jì)值很多時(shí)，具有一定彈性的管束在殼側(cè)內(nèi)受流體擾動(dòng)力的作用會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)激振力的頻率與管束自然振動(dòng)頻率或其倍數(shù)相吻合時(shí)，將使管子振幅增加，導(dǎo)致管予與管板的連接處受到反復(fù)作用力造成管束磨損，使管壁變薄，zui后導(dǎo)致管子被汽水沖破。

另外啟動(dòng)凝結(jié)水泵時(shí)，由于運(yùn)行人員操作不當(dāng)，低加水側(cè)空氣未及時(shí)排凈，往往在低壓加熱器內(nèi)存有空氣，而又全開凝水泵出口門，造成強(qiáng)大的汽水沖擊，銅管及水側(cè)法蘭容易受到破壞。在運(yùn)行時(shí)由于 4低壓加熱器的疏水水位較高，經(jīng)常造成低加滿水，淹沒銅管，造成汽水沖擊、振蕩，將銅管振裂。

(3) 管材腐蝕

低壓加熱器的管材為銅，低加銅管常因泄漏嚴(yán)重而被迫更換。銅的腐蝕在pH值為8．5～8．8時(shí)zui低，而碳鋼的pH值要求不小于9．5，低壓給水管路均為碳鋼，不可避免地造成了銅管的腐蝕。

如果低加在運(yùn)行中放空氣管未投運(yùn)，或工作不正常使空氣排放不完全，或停運(yùn)時(shí)汽側(cè)疏水未排凈，由于氧氣的存在，將會(huì)引起管束外壁的點(diǎn)腐蝕，形成點(diǎn)蝕坑。電廠機(jī)組大、中修期間，加熱器停運(yùn)時(shí)未進(jìn)行防腐處理，也造成了管柬腐蝕而漏泄。另外管束內(nèi)集聚空氣，排汽不良，影響傳熱的同時(shí)，空氣中的有害氣體成份加劇了管束的腐蝕程度。

(4) 材質(zhì)和制造工藝不良

管子選材不良，管壁厚薄不均勻，組裝前管子有缺陷，脹口處過脹，管子外側(cè)有拉損傷痕，彎lUu型管時(shí)工藝不好等，在加熱器遇到異常工況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管子大量損壞。換熱U型管管壁過薄，是結(jié)構(gòu)上造成泄漏的根本原因。

3-3 脹管時(shí)脹口的質(zhì)量問題

由于脹管時(shí)脹口不嚴(yán)密造成脹口處漏泄，也會(huì)造成凝結(jié)水外漏至汽側(cè)，降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也會(huì)造成上述的很多不良情況發(fā)生，引起或加劇銅管破裂。因此，加強(qiáng)脹管時(shí)的工藝及監(jiān)督檢查也相當(dāng)重要。

四, 針對(duì)加熱器漏泄的情況采取的防范措施

4．1 防止溫差及熱應(yīng)力過大的措施

化學(xué)檢驗(yàn)人員應(yīng)定期監(jiān)測凝結(jié)水水質(zhì)，檢測凝結(jié)水及抽汽質(zhì)量，倘若加熱器端差增大，則應(yīng)進(jìn)行銅管的清洗。I期4低壓加熱器的過熱段應(yīng)采用外置式加熱器對(duì)軸封一漏進(jìn)行冷卻的同時(shí)加熱凝結(jié)水， 以減小 4低壓加熱器的換熱溫差。另外， 4低壓加熱器應(yīng)加大其軸封一漏來汽減溫器的尺寸以減小溫差，以防止汽側(cè)結(jié)合面及管束受溫差影響而發(fā)生的漏泄。

4．2 減小汽水沖擊、振動(dòng)、腐蝕等因素的影響

檢修人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)低壓加熱器的維護(hù)，利用低壓加熱器臨時(shí)檢修及大、中、小修期間檢查加熱器的汽側(cè)進(jìn)汽擋板，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊加固或更換成較好的厚壁板材，以減小蒸汽直接對(duì)管束的沖刷。在低壓加熱器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)用其它氣體進(jìn)行防腐工作，來延長銅管的使用周期。限制汽側(cè)蒸汽或疏水的流速及防止蒸汽在疏水冷卻段內(nèi)閃蒸，疏水冷卻段出口蒸汽要有足夠的剩余過熱度。

另外，還可以加裝兩相流疏水器或?qū)⒌蛪杭訜崞鞯氖杷{(diào)節(jié)門排水孔尺寸增大，加快低加疏水的排水速度，保持殼側(cè)水位正常，禁止低水位或無水位運(yùn)行，防止疏水在低加汽側(cè)翻騰造成汽水沖擊，影響銅管的使用壽命。運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)培i』I學(xué)習(xí)，認(rèn)真操作，正確并安全地投入和切換低壓加熱器及其附屬設(shè)備，使低壓加熱器能安全高效的使用。

4．3 加強(qiáng)對(duì)脹口的質(zhì)量監(jiān)督

因?yàn)?/span>U型管加熱器單根更換銅管比較困難，所以個(gè)別銅管泄漏一般不換，可用鋼堵塞緊，但當(dāng)漏泄量超過總管數(shù)的10％時(shí)，必須更換新銅管。更換銅管時(shí)必須保證質(zhì)量，并且嚴(yán)格遵守技術(shù)及操作規(guī)程。

五, 結(jié)束語

低壓加熱器在汽輪發(fā)電機(jī)組中具有重要作用，其工作性能的好壞直接影響到整個(gè)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性，因此加強(qiáng)對(duì)電廠低壓加熱器運(yùn)行和維護(hù)，減少其漏泄率，提高其使用壽命，對(duì)整個(gè)熱力發(fā)電廠具有重要意義。