高壓加熱器工作原理（高壓加熱器知識講解）

1、高壓加熱器作用：

(資料圖片僅供參考)

利用汽輪機的抽汽來加熱鍋爐給水，提高給水溫度，減少了鍋爐受熱面的傳熱溫差，從而減少了給水加熱過程的不可逆損失，在鍋爐中的吸熱量也相應減少。另一方面，汽輪機抽汽的利用，減少了冷源損失，使蒸汽熱量得到充分利用，熱耗率下降。

為了減小加熱器端差，提高表面式加熱器的熱經濟性，現代大型機組的高壓加熱器和少量低壓加熱器采用了聯合式表面加熱器。此類加熱器一般由以下三部分組成：

1）過熱蒸汽冷卻段

當抽汽過熱度較高時，導致回熱器的換熱溫差加大，不可逆換熱損失也隨之增大，為此在高壓加熱器和部分低壓加熱器裝設了過熱蒸汽冷卻段，只利用抽汽蒸汽的過熱度，蒸汽的過熱度降低后，再引至凝結段，以減小總的不可逆換熱損失。在該冷卻段中，不允許加熱蒸汽被冷卻到飽和溫度，因為達到該溫度時，管外壁會形成水膜，使該加熱段蒸汽的過熱度被水膜吸附而消失，沒有被給水利用，因此在此段的蒸汽都保留有剩余的過熱度。

在該段中，被加熱水的出口溫度接近或略低于抽汽蒸汽壓力下的飽和溫度。

2）凝結段

加熱蒸汽在此段中是凝結放熱，其出口的凝結水溫是加熱蒸汽壓力下的飽和溫度，因此被加熱水的出口溫度，低于該飽和溫度。

3）疏水冷卻段

設置該冷卻段的作用是使凝結段來的疏水進一步冷卻，使進入凝結段前的被加熱水溫得到提高，其結果一方面使本級抽汽量有所減少，另一方面，由于流入下一級的疏水溫度降低，從而降低本級疏水對下級抽汽的排擠，提高了系統的熱經濟性。實現疏水冷卻的基本條件是被冷卻水必須浸泡在換熱面中，是一種水－水熱交換器，該加熱段出口的疏水溫度，低于加熱蒸汽壓力下的飽和溫度。

一個加熱器中含有上面三部分中的兩段或全部。一般認為蒸汽的過熱度超過50℃～70℃時，采用過熱蒸汽冷卻段比較有利，因此低壓加熱器采用過熱蒸汽冷卻段的很少。只采用了凝結段和疏水冷卻段的加熱器，其端差較大。

2、主要技術參數

進入加熱器的給水水質

pH值： 8.0～9.0

硬度： 0μmol/L；

氫電導率： ≤0.15μs/cm；

溶解氧： 30～150μg/L；

鐵離子： ≤5μg/L；

銅離子： ≤2μg/L；

鈉離子： ≤3μg/L；

二氧化硅： ≤10μg/L。

3、結構特點

高壓加熱器均由水室、管系和殼體等組成的臥式結構。采用U型管、雙流程水室、自密封結構。

高壓加熱器由過熱蒸汽冷卻段、凝結段和疏水冷卻段組成。

高壓給水加熱器內有合適的水容積，用于疏水水位的控制，并確保在所有運行工況下，疏水冷卻段的管束均淹沒在疏水中。同時能在適當控制疏水水量的前提下，使加熱器內積水的表面積暴露最小，以便減少在汽機甩負荷時疏水擴容后倒入汽機。

在啟動過程和機組連續運行工況中，為去除集聚在蒸汽死區的非凝結氣體，在加熱器內裝有足夠的排氣和內部擋板，其排氣量按進入加熱器汽量的0.5%設計，管內徑應足夠大，滿足排氣要求。啟動排氣接管與連續運行所需的排氣接管分開，使得存在游離氧時，不腐蝕高壓給水加熱器。

所有疏水與蒸汽入口處，均裝設沖擊板，以保護管束。沖擊板、護罩和其它用于防止可能發生的沖蝕的內部零件，其材料為不銹鋼。

高壓給水加熱器上裝有充氮保護接口。

高壓給水加熱器的汽側和水側均設有放水閥，用于停運和檢修時泄壓和排盡積水。高壓給水加熱器水側有注水門，并在管系的最高點有放氣閥,用于注水時排放管系內的空氣。

就地水位計采用磁翻板液位計。

4、運行方式

高加設置正常和危急疏水口，高加疏水和危急疏水調節閥采用氣動調節閥,采用逐級自流的疏水方式。給水溫度變化率在升負荷時能達到3℃/min，降負荷時能達到2℃/min。

5、給水管道電動三通閥

型式：電動，鍛造或鑄造

設備數量：本工程每臺機組共配置1臺給水管道電動三通閥，兩臺機組共計2臺。

設備用途：用于給水系統大旁路。

設備安裝地點：汽機房。

8.26.2高壓加熱器投運前的檢查與操作

8.26.2.1高壓加熱器禁止投入情況

1）高加保護及聯鎖失靈；

2）高加汽側安全門動作不正常；

3）高加水側漏泄；

4）一、二、三段抽汽逆止門卡澀或動作不正常。

8.26.2.2高壓加熱器投停操作原則

1）新安裝或檢修后的高加安全門，經校驗合格后方可投入運行；

2）高壓加熱器投運時，應先投水側再投汽側；停運時，應先停汽側再停水側；高壓加熱器在鍋爐上水時應投入水側，投入水側前要注水。汽側投入時按抽汽壓力由低到高的順序投入，停止時按抽汽壓力由高到低順序停止；

3）高壓加熱器水側注水時，汽側水位明顯上升，不允許投入；

4）加熱器必須在就地水位計、水位開關、水位變送器完好投入，報警信號及保護裝置能正常動作的情況下投入運行；

5）高壓加熱器原則上采用隨機滑啟、滑停的方式；

6）當不具備隨機滑啟、滑停的條件時，依壓力由低到高逐臺投入加熱器；

7）投停過程中應嚴格控制高壓加熱器出口水溫溫升率≤55℃/h，不能超過110℃/h。

8.26.2.3高壓加熱器投運前的檢查和準備

1）確認加熱器及其管道沖洗合格，有關試驗合格；

2）確認系統各氣動閥調試好，控制氣源投入正常；

3）檢查各種信號電源、控制電源投入；

4）系統所有電動門測絕緣合格后送電；

5）檢查各疏水閥動作正常；

6）檢查打開所有表計、液位開關、變送器的信號門，打開水位檢測隔離門投入就地水位計；

7）檢查熱工各種檢測、控制、保護裝置投入；

8）檢查系統中各充氮及化學水清洗手動門關閉；

9）檢查高壓加熱器汽側、水側放水門關閉，開水側放空氣門，見水后關閉；

10）檢查高壓加熱器至除氧器連續排氣一、二次手動門關閉，啟動排氣一、二次手動門開啟；

11）檢查高加供汽管入口放空氣手動門關閉；

12）確認＃1、＃2、＃3高壓加熱器抽汽電動門、抽汽逆止門關閉；

13）確認＃1、＃2、＃3高壓加熱器抽汽電動門后疏水氣動門、手動門打開，抽汽逆止門前、后疏水氣動門、手動門打開；

14）檢查高加正常疏水調節門前、后手動隔離門打開；高加事故疏水調節門前、后手動隔離門打開；

15）確認高加旁路電動門打開。

8.26.3.2高加解列

1）1#、2#、3#高加中任意一個高加解列，延時2s。

2）手動高加解列。

8.26.3.3一段抽汽電動門允許打開條件

1）一段抽汽電動門無故障。

2）3#高加入口電動門及1#高加出口電動門已開。

8.26.3.4一段抽汽電動門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）OPC動作。

5）3#高加入口電動門及1#高加出口電動門關閉，延時2s。

8.26.3.5一段抽汽逆止門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）OPC動作。

5）3#高加入口電動門及1#高加出口電動門關閉，延時2s。

8.26.3.6一段抽汽電動門前疏水門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）一段抽汽電動門關閉，延時2s。

5）一段抽汽逆止門關閉，延時2s。

6）機組負荷＜10%額定負荷。

7）一段抽汽管頂、管低壁溫差＞50℃。

8.26.3.7一段抽汽電動門前疏水門聯鎖關閉條件。

1）機組負荷＞12%額定負荷

8.26.3.8一段抽汽逆止門后疏水門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）一段抽汽電動門關閉，延時2s。

5）一段抽汽逆止門關閉，延時2s。

6）機組負荷＜10%額定負荷。

7）一段抽汽管頂、管低壁溫差＞50℃。

8.26.3.9一段抽汽逆止門后疏水門聯鎖關閉條件。

1）機組負荷＞12%額定負荷。

8.26.3.10二段抽汽電動門允許打開條件

1）二段抽汽電動門無故障。

2）#3高加入口電動門及#1高加出口電動門已開。

8.26.3.11二段抽汽電動門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）OPC動作。

5）#3高加入口電動門及#1高加出口電動門關閉，延時2s。

8.26.3.12二段抽汽逆止門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）OPC動作。

5）#3高加入口電動門及#1高加出口電動門關閉，延時2s。

8.26.3.13二段抽汽電動門前疏水門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）二段抽汽電動門關閉，延時2s。

5）二段抽汽逆止門關閉，延時2s。

6）機組負荷＜10%額定負荷。

7）二段抽汽管頂、管低壁溫差＞50℃。

8.26.3.14二段抽汽電動門前疏水門聯鎖關閉條件。

1）機組負荷＞12%額定負荷

8.26.3.15二段抽汽逆止門后疏水門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）二段抽汽電動門關閉，延時2s。

5）二段抽汽逆止門關閉，延時2s。

6）機組負荷＜10%額定負荷。

7）二段抽汽管頂、管低壁溫差＞50℃。

8.26.3.16二段抽汽逆止門后疏水門聯鎖關閉條件。

1）機組負荷＞12%額定負荷。

8.26.3.17三段抽汽電動門允許打開條件

1）三段抽汽電動門無故障。

2）#3高加入口電動門及#1高加出口電動門已開。

8.26.3.18三段抽汽電動門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）OPC動作。

5）#3高加入口電動門及#1高加出口電動門關閉，延時2s。

8.26.3.19三段抽汽逆止門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）OPC動作。

5）#3高加入口電動門及#1高加出口電動門關閉，延時2s。

8.26.3.20三段抽汽電動門前疏水門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）三段抽汽電動門關閉，延時2s。

5）三段抽汽逆止門關閉，延時2s。

6）機組負荷＜20%額定負荷。

7）二段抽汽管頂、管低壁溫差＞50℃。

8.26.3.21三段抽汽電動門前疏水門聯鎖關閉條件。

1）機組負荷＞22%額定負荷.

8.26.3.22三段抽汽逆止門后疏水門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）汽機跳閘。

3）發電機跳閘。

4）三段抽汽電動門關閉，延時2s。

5）三段抽汽逆止門關閉，延時2s。

6）機組負荷＜20%額定負荷。

7）三段抽汽管頂、管低壁溫差＞50℃。

8.26.3.23三段抽汽逆止門后疏水門聯鎖關閉條件。

1）機組負荷＞22%額定負荷。

8.26.3.24 #3高加入口電動門允許打開條件

1）3#高加入口電動門無故障。

8.26.3.25 #3高加入口電動門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

8.26.3.26 #1高加入口電動門允許打開條件

1）#1高加入口電動門無故障。

8.26.3.27 #1高加入口電動門聯鎖關閉條件

1）高加解列。

8.26.3.28高加旁路電動門允許打開條件

1）高加旁路電動門無故障。

8.26.3.29高加旁路電動門聯鎖打開條件

1）高加解列。

2）#3高加入口電動門或1#高加出口電動門關閉。

8.26.3.30 #1高加事故疏水閥聯鎖打開條件。

1）#1高加液位高高，延時2s。

8.26.3.31 #1高加事故疏水閥允許關閉條件。

1）無1#高加液位高高信號。

8.26.3.32 #1高加事故疏水閥聯鎖關閉條件。

1）#1高加液位＜ mm,延時2s。

8.26.3.33 #2高加事故疏水閥聯鎖打開條件。

1）2#高加液位高高，延時2s。

8.26.3.34 #2高加事故疏水閥允許關閉條件。

1）無#2高加液位高高信號。

8.26.3.35 #2高加事故疏水閥聯鎖關閉條件。

1）1#高加液位＜ mm,延時2s。

8.26.3.36 #3高加事故疏水閥聯鎖打開條件。

1）#3高加液位高高，延時2s。

8.26.3.37 #3高加事故疏水閥允許關閉條件。

1）無#3高加液位高高信號。

8.26.3.38 #3高加事故疏水閥聯鎖關閉條件。

1）#3高加液位＜ mm,延時2s。

8.26.4高壓加熱器系統的試驗

8.26.4.1高壓加熱器在投運前應進行水位保護傳動試驗。

8.26.4.2檢查確認高加水位保護試驗不影響機組安全運行或高加的保養和檢修工作。

8.26.4.3高壓加熱器的水位保護試驗。

1）試驗時間：在鍋爐點火前，給水泵啟動，給水母管起壓后進行試驗。

2）試驗步驟：

（A）將高加水側投入，模擬條件開啟#1、#2、#3高加抽汽電動門及抽汽逆止門。

（B）聯系熱工人員模擬#3高加水位高III值信號，查高加子組自動停運，#1、#2、#3高加抽汽電動門關閉，高加三通閥切至旁路，#1高加出口電動門關閉。

（C）聯系熱工人員恢復信號，將高加切為水側正常運行方式。

（D）按上述﹙A﹚、﹙B﹚、﹙C﹚步驟，分別做#2、#3高加水位高III值跳高加試驗。

（E）將系統恢復至試驗前的狀態。

8.26.5高壓加熱器的投運

8.26.5.1高壓加熱器水側的投入

1）關閉汽、水側放水門，開啟各高壓加熱器出水管路放空氣門；

2）確認高加事故疏水擴容器噴水投入“自動”；

3）打開高壓加熱器水側注水一、二次電動門開始注水，空氣門見水后關閉；

4）注意高壓加熱器注水過程中汽側水位不應上升，管道和本體不應有劇烈振動現象，溫升率≤55℃/h；

5）當高壓加熱器水側壓力與給水管路壓力相等時，關閉高壓加熱器注水一、二次門，打開高壓加熱器出入口電動門，注意給水壓力、流量穩定；

6）高壓加熱器出入口電動門全開后，關閉高壓加熱器旁路電動門，檢查旁路電動門確已嚴密關閉。

8.26.5.2高壓加熱器汽側的投入

1）高加原則上應隨機組滑啟，當不能隨機組滑啟時應按抽汽壓力由低到高的順序依次投入；

2）投運初期，各高加疏水由事故疏水排至高加事故疏水擴容器；

3）開啟啟動排氣手動門；

4）檢查一、二、三段抽汽管路疏水門開啟,開啟一、二、三段抽汽逆止門暖管30分鐘；

5）緩慢開啟抽汽電動門直至全開，控制高加出水溫度變化率≤55℃/h，維持高加有一定水位；

6）啟動排氣手動門見汽后關閉，打開連續排氣一、二次手動門；

7）當相鄰高加抽汽壓差滿足逐級疏水逐級自流要求后逐漸關小事故疏水和開大正常疏水，疏水倒為正常方式，調節加熱器水位在正常范圍內后投入加熱器水位調節自動；

8）檢查高加進出水溫度、汽側水位正常，疏水閥調節情況良好；

9）主機負荷小于10％時，檢查一、二段抽汽管路疏水門開啟，主機負荷大于10％時，檢查三段抽汽管路疏水門關閉。

8.26.5高壓加熱器的運行維護

8.26.5.1檢查高加水位正常水位，注意監視水位變化，防止低水位及高水位運行。

8.26.5.2檢查高加水位自動調節良好，維持水位穩定，無大幅波動現象，每班核對一次就地與畫面水位指示。

8.26.5.3檢查高加進汽壓力、進汽溫度各、疏水溫度與相應負荷下對應抽汽壓力、溫度相等。

8.26.5.4檢查高加進、出口水壓力和溫度與相應負荷對應。

8.26.5.5高加運行中連續排氣必須連續投入。

8.26.5.6注意高加疏水端差的監視，正常水位時，疏水端差為5.6～11℃，若疏水端差過大,則疏水冷卻段可能部分進汽，應及時調整水位；

8.26.5.7運行中給水的PH值≥9.6，給水溶氧≤7μg／l。

8.26.5.8高加及管道保溫良好，各管道、閥門、表計等連接處無漏汽、漏水現象。

8.26.5.9高加及管道無振動，汽水沖擊現象。

8.26.5.10疏水調節閥動作靈活平穩，無振動、卡澀現象，且就地開度指示與畫面指示一致。

8.26.5.11高加疏水調節閥自動調節失靈時，就切為手動調節，并聯系檢修盡快處理。若因疏水調節閥故障或自動失靈手動調節無法維持高加水位穩定時，應將高加退出運行，等處理正常后，再將高加投運。

8.26.5.12注意負荷與疏水調節閥開度的關系，若因疏水調節閥故障或加熱器管子泄漏，無法維持高加水位時應解列高加。

8.26.6高壓加熱器的停運

8.26.6.1高加的正常停運

1）高加原則上應隨機組滑停，當不能隨機組滑停時按抽汽壓力由高到低、先汽側后水側的順序停運；

2）緩慢關閉一、二、三段抽汽電動門，控制高加出水溫度變化率≤55℃/h；

3）當相鄰高加抽汽壓差不能滿足疏水逐級自流要求后將疏水倒至高加事故疏水擴容器；

4）主機負荷小于10％時，檢查一、二、三段抽汽管路疏水門開啟；

5）當一、二、三段抽汽電動門全部關閉后，關閉一、二、三段抽汽逆止門；

6）關閉連續排氣一、二次手動門；

7）打開高加水側旁路電動門，關閉高加水側出入口電動門；

8）根據檢修需要關閉正常疏水及事故疏水調節閥前后手動門，開啟高加水側、汽側放空氣門，檢查壓力應逐漸降至零，注意在開啟啟動排氣手動門和汽側放水閥開啟時，應確認抽汽電動門后疏水閥關閉嚴密，否則將影響真空；

9）加熱器停止后需采取充氮保護時，充氮操作應隨水側放水同時進行。

8.26.6.2高加的緊急停運

1）緊急停運條件

（A）汽水管道破裂，直接威脅設備及人身安全；

（B）高加水位高處理無效，且保護未動；

（C）高加水位顯示失靈，無法監視水位。

2）緊急停運操作

（A）立即關閉一、二、三段抽汽電動門及抽汽逆止門，檢查抽汽管路疏水門自動開啟；

（B）打開高加水側旁路電動門，關閉高加水側出入口電動門，注意給水壓力和流量穩定；

（C）檢查高加事故疏水調節門自動開啟，關閉正常疏水調節門，注意疏水擴容器減溫水在自動，關閉高加連續排氣一、二次手動門；

（D）當高加水位高保護動作后，應及時查明原因，嚴禁在高加發生漏泄時強行投入高加；

（E）機組在高加退出運行時應保證各監視段壓力及鍋爐參數不超限，否則應限制機組負荷。

8.26.6.3高加停運后的保養

1）高加停運后對水側和殼側應進行保護；

2）在機組運行過程中短時停運在殼側充滿蒸汽和適當地調節水側給水的PH值作為保護；

3）在機組停運時間較長時殼側須完全干燥后充入干的氮氣進行保護，水側須加大聯氨注入量

使加熱器內的濃度提高到200PPM，并增加氨來調節和控制PH值為10。

8.26.7高壓加熱器的異常及事故處理

8.26.7.1加熱器水位高

1）現象：

（A）畫面及就地指示加熱器水位升高，畫面上加熱器水位高報警；

（B）加熱器出口水溫降低；

（C）加熱器事故疏水調節閥開啟調節水位；

（D）加熱器水位升高過快時，可能會引起加熱器水位高保護動作，造成加熱器解列。

2）原因：

（A）加熱器水位自動調節失靈；

（B）加熱器疏水調節閥故障；

（C）加熱器之間壓差不夠疏水不暢通；

（D）機組升、降負荷過快或發生甩負荷及過負荷；

（E）加熱器管子泄漏。

3）處理：

（A）加熱器水位自動調節失靈時，切為手動調節，并通知檢修人員盡快處理；

（B）正常疏水閥故障時，依靠危急疏水閥調節加熱器水位，并聯系檢修盡快處理；

（C）適當降低機組升、降負荷率，發生甩負荷時，加強監視，必要時手動調節；

（D）若加熱器水位高，同時給水流量增大，加熱器出口及疏水溫度下降，并伴有振動、沖擊現象，確認為加熱器管子泄漏時，應立即解列加熱器；

（E）在處理過程中，當加熱器水位高至保護值時，加熱器應解列，否則手動解列。

8.26.7.2高加水位低

1）現象；

（A）畫面及就地指示加熱器水位低，畫面上加熱器水位低報警；

（B）加熱器下端差增大；

（C）加熱器疏水管道振動。

2）原因：

（A）高加水位調節不好；

（B）事故疏水門漏泄量大。

3）處理：

（A）若高加水位調節不好，應檢查壓縮空氣是否投入，同時聯系熱控人員處理；

（B）若事故疏水門漏泄量大，根據情況停止高加運行，聯系檢修處理。高加事故疏水手動門不能關閉，防止高加水位高時疏水排不過來，造成汽水倒流。

8.26.7.3加熱器端差大

1）現象：

加熱器端差高于設計值。

2）原因：

（A）加熱器管子結垢，熱阻增大；

（B）加熱器內不凝結氣體積聚；

（C）加熱器水位過高或過低；

（D）加熱器旁路電動門不嚴密，內漏；

（E）加熱器進出口水室隔板泄漏。

3）處理：

（A）加熱器停運后進行清洗；

（B）短時開啟加熱器啟動排氣手動門后關閉，調整連續排氣門開度；

（C）檢查加熱器水位自動調節閥動作是否正常，疏水閥是否故障，恢復加熱器正常水位；

（D）檢查關嚴加熱器旁路電動門；

（E）加熱器出口水溫明顯下降，抽汽系統運行正常，確認為進出口水室隔板泄漏時，應解列加熱器處理。

8.26.7.4加熱器振動

1）現象：

加熱器振動。

2）原因：

（A）加熱器水側空氣未排盡；

（B）加熱器水位過低，大量蒸汽直接沖刷管束；

（C）加熱器投運速度過快；

（D）蒸汽管道振動引起加熱器振動。

3）處理：

（A）進行水側排空；

（B）調節疏水閥開度維持加熱器正常水位；

（C）加熱器投運前要充分預曖，并控制溫升率在許可范圍內；

（D）加熱器發生強烈振動時，應解列加熱器，振動消除后重新投運。

8.26.7.5加熱器超壓

1）現象：

（A）畫面及就地指示加熱器壓力高于正常值；

（B）加熱器安全門可能動作。

2）原因：

（A）機組過負荷，造成抽汽壓力過高；

（B）加熱器水側斷水，抽汽逆止門未關或未關嚴；

（C）上級加熱器水位過低，導致蒸汽直接進入本級加熱器。

3）處理：

（A）適當降低機組負荷；

（B）檢查關閉抽汽電動門和抽汽逆止門；

關閉上級至本級加熱器疏水門，待加熱器正常水位后重新開啟。

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