【正文】 過(guò)熱蒸汽冷卻段的進(jìn)口區(qū)盡量加大，以降低高溫蒸汽對(duì)換熱管外排的直接沖擊。圖 中的下部區(qū)域均是由于這個(gè)原因造成的。同時(shí)，高加的加熱原理是蒸汽在加熱器內(nèi)冷卻凝結(jié)放出熱量傳遞給管內(nèi)給水。當(dāng)上級(jí)高加與本級(jí)高加的級(jí)間水封喪失，疏水口就成了一個(gè)壓力等級(jí)更高的新的蒸汽進(jìn)口。 圖 水封喪失時(shí)氣路簡(jiǎn)圖 運(yùn)行操作不當(dāng)引起的高加異常的分析 操作不當(dāng)?shù)陌咐趯?shí)際運(yùn)行中時(shí)有發(fā)生，比較主要的有幾種 : (1)高加投運(yùn) 不遵守限定的溫升率。其二是管板承受極大的應(yīng)變化，特別是在管子管板焊口處的瞬時(shí)應(yīng)力極大，容易造成焊口泄漏。為了減少壓缸的額外抽汽損失，人為地將高加進(jìn)汽門(mén)的開(kāi)限制在 75%上，結(jié)果造成本級(jí)高加殼側(cè)壓力下降多，給水出口溫度大幅下降，使后一級(jí)高加超負(fù)荷行，進(jìn)汽量大增，疏水量大增 ，出現(xiàn)疏水管道振動(dòng)高加進(jìn)汽口處管束損壞的惡果。 這中間最突出的問(wèn)題是汽側(cè)安全閥和水側(cè)安全閥故障。而水側(cè)安全閥是高壓閥門(mén) ,因?yàn)闆](méi)有排量要求，通常選配 3/4 英寸微啟式泄壓閥。 在這些配套系統(tǒng)中最容易出問(wèn)題的，還有水 位控制系統(tǒng)。這種基地式儀表對(duì)于穩(wěn)定的液位或變化緩慢的液位，不失為一種簡(jiǎn)便的控制模式，但對(duì)于電廠高加來(lái)說(shuō)，這套系統(tǒng)有很多不足之處。殊不知，這樣做的結(jié)果卻是使疏水冷卻段吸水口暴露在水位之上，水封喪失，導(dǎo)致高加運(yùn)行異常，長(zhǎng)此以往，必然造成高加損壞。 疏水調(diào)節(jié)閥經(jīng)常容易出故障的另一個(gè)環(huán)節(jié)是閥芯籠罩開(kāi)孔的堵塞問(wèn)題。這種垢層往往很薄，肉眼有時(shí)難以觀察。 高加管束過(guò)熱蒸汽冷卻段蒸汽進(jìn)口區(qū)流體質(zhì)量流速和線流速均要仔細(xì)復(fù)核，絕對(duì)禁止高流速?zèng)_擊，不僅要按正常工況計(jì)算，更應(yīng)該考慮各種異常工況下可能達(dá)到的極限，比如前級(jí)高加停運(yùn)，給水進(jìn)入本級(jí)高加溫度大幅下降造成的進(jìn)汽量增加；以及本級(jí)高加水封喪失，造成前級(jí)高加加熱被迫采用本級(jí)高加疏水加熱所出現(xiàn)的本級(jí)高加進(jìn)汽量的增加等等 ??12 。如不能做到，則應(yīng)該在投高加時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行制造廠限定的溫升率，溫降率，規(guī)范操作。 不要人為壓低高加水位以求省事，當(dāng)水位異常時(shí)，應(yīng)分析原因及時(shí)排除故障。高加的抽汽量不是由閥門(mén)的開(kāi)度決定的。 每次小修都必須對(duì)疏水調(diào)節(jié)閥籠罩開(kāi)孔進(jìn)行仔細(xì)檢查。系統(tǒng)補(bǔ)給水上升等異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)解列高加并打開(kāi)高加水室門(mén)蓋，按制造廠說(shuō)明書(shū)流程檢查管束是否泄漏，如有換熱管損壞應(yīng)立即處理不可延誤。其次，檢修部也加強(qiáng)了管理工作，切實(shí)注重工藝質(zhì)量，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)， 抓好加熱器部件的完好性，以確保長(zhǎng)周期安全運(yùn)行 ? ?? ?1413 。要求投運(yùn)時(shí)，溫升速度應(yīng)不大于 3℃ /min；停用時(shí)，溫降速度應(yīng)控制在℃ /min，這也是防止高壓加熱器管系泄漏的主要措施。 19972021 年的 7 年里，高壓加熱器投運(yùn)率從 %提高至 97%，基本上呈逐年上升的趨勢(shì)，詳見(jiàn)圖 。 級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系分級(jí)內(nèi)為臨界工況與亞臨界工況兩種情況來(lái)討論。將上兩式相比后代入式 （ ） 得 ???????? ?? /)1(/2/)1(1/2100100000011????? nn nncc TTPPGG=111111 TTPP 這里設(shè) 11100100 // TTTT ? ,對(duì)于動(dòng)葉處于臨界工況的凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)是可行的，例如，流量增大 20%時(shí)，其誤差小于 %。這時(shí)級(jí)的噴嘴出口連續(xù)方程為 tnnt cAG 11 ?? ? 設(shè) 00?c ，則 ? ? tmt hc ???? 121 ，代入上式得 mttttnn hAG ?????????? ?? 121 139。2t? 是由狀態(tài)點(diǎn) 0p 、 0t 等比熵膨脹到 2p 的比容。 12210112101011 mttc pp pppAG ?????????? ???? ??? 兩式相比，并考慮： (1)亞臨界工況下比容變化較小，經(jīng)許多計(jì)算表明 ? ? ? ? 139。 121 ?tttt ???? 帶來(lái)誤差，但很小。分母的第二項(xiàng)。 結(jié)論 根據(jù)弗留格爾公式的論證可知：高加停運(yùn)后中、低壓缸進(jìn)汽量增大，壓差變大，導(dǎo)致軸向推力增大。60 年代的高壓機(jī)組大多采用螺旋管集箱式， 70 年代以后大多采用管板式。我們相信，只要我們正確認(rèn)識(shí)到高加正常運(yùn)行對(duì)電廠的重要性，在高加的每一個(gè)環(huán)節(jié)都做好工作，將有助于高壓加熱器順利發(fā)揮功效。但作為一種高壓設(shè)備，要完全掌握它，的確存在一定的技術(shù)難度，設(shè)備可用系數(shù)等指標(biāo)并未達(dá)到完美程度，暴露出從設(shè)計(jì)制造已至運(yùn)行檢修仍存在很多不足之處，有待提高。說(shuō)明了高加對(duì)發(fā)電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性起著非常重要的作用。故式 （ ） 與式 （ ） 都是近似式。若 00?c ，則可用 00p 、 00? 用 0p 、 0? 來(lái)計(jì)算。 121 ?tttt ???? ； (2) ? ?? ?010220122001000121010010001 11 ?????????????? ??ncnccc pppppp pppp ?????? ； (3)? ? ? ? ? ?21010122120211212101 2 pppnpppppp ccc ??????? ?= ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 2210122120212120212101221201 1 pppppppppp nc ?????????? ???? ； 令 mmm ?????? 1 ，則 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?0102202220221012212021111 1 ??????????? ????? mmnc ncpppp ppppGG ?? ?? （ ） 這 是級(jí)的亞臨界工況計(jì)算中的一個(gè)比較準(zhǔn)確的公式，只有 ? ? ? ? 139。G = 20200 ???????? ????cc pp pppAG ?? 代入式 （ ） 得設(shè)計(jì)工況為亞臨界工況的流量方程： mttc pppppAG ?????????????? 116 4 139。2 ???? （ ） 式 （ ） 括號(hào)中的數(shù)值表示級(jí)的反動(dòng)度為零時(shí)流過(guò)該級(jí)噴嘴的流量 39。結(jié)合式 （ ） 、式（ ） 并考略到 01000100111 /// TTTTTT ?? ,得 01000100100000011TTPPTTPPGG cc ?? （ ） 若不考略溫度變化的影響，則 001000011ppppGG cc ?? （ ） 可見(jiàn)級(jí)處于臨界工況時(shí)，級(jí)的流量與滯止初壓或初壓成正比，與滯止初溫或初溫的平方根成反比；若不考略溫度變化，則流量只與滯止初壓或初壓成正比。 (1)級(jí)的工況變化前后噴嘴流速均達(dá)到或者超過(guò)臨界值時(shí)，不論動(dòng)葉中流速是否達(dá)到臨界值，此級(jí)的流量與滯止壓力或初 壓成正比，與滯止初溫或初溫的平方根成反比，即 01000100100011 TTPPTTPPGG OOOCC ?? （ ） 若不考略溫度變化，則 001000011PPPPGG cc ?? （ ） (2)級(jí)的工況變化前后噴嘴流速均未達(dá)到臨界值而動(dòng)葉內(nèi)流速均達(dá)到或者超過(guò)臨界值時(shí)，只要采用動(dòng)葉的相對(duì)熱力參數(shù)，噴嘴變工況的結(jié)論都可用在動(dòng)葉上，故 111111011011111 TTPPTTPPGG OOCC ?? （ ） 若不考略溫度變化，則 111010111PPPPGG cc ?? （ ） 若沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉頂部采用曲徑汽封，則葉頂漏氣量極小，漏氣效率近于 1，其他情況下葉頂漏汽也不大。汽 輪機(jī)工況變化時(shí)，各級(jí)蒸汽流量、壓力、溫度、比焓降和效率都可能發(fā)生變化，零、部件的受力，熱膨脹和熱變形也都有可能變化。同時(shí)定期召開(kāi)運(yùn)行分析會(huì)及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析會(huì)，指出高壓加熱器強(qiáng)迫停運(yùn)的主要原因及存在的問(wèn)題，以制定相應(yīng)的對(duì)策措施。有關(guān)資料表明，溫度變化的快慢直接影響到加熱器的使用壽命。前幾年，在發(fā)電機(jī)組大檢修時(shí)，分別把 14 號(hào)機(jī)的疏水管更換成不銹鋼材質(zhì)。 應(yīng)按高加設(shè)備制造廠規(guī)定對(duì)高加水位進(jìn)行熱態(tài)重新設(shè)定，以確保高加正常運(yùn)行，不要被水位計(jì)顯示的數(shù)據(jù)迷惑，判別水位是否正常的依據(jù)是疏水溫度是否有足夠的過(guò)冷度。 高加 維護(hù)的注意要點(diǎn) 充分重視高加水側(cè)、汽側(cè)安全閥的例行檢修，在高加運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)安全閥泄漏應(yīng)及時(shí)解列高加并盡快更換安全閥，不可拖延。盡可能將高加水位監(jiān)測(cè)控制儀表由基地式改為 DCS 數(shù)字中央集控儀表。 熱態(tài)投高加必須先開(kāi)注水門(mén)暖機(jī)，在前后壓差達(dá)到足夠小的情況下，才可緩開(kāi)三通閥，任何工況下，不可先開(kāi)進(jìn)汽閥后開(kāi)給水閥，以免高加出現(xiàn)干燒現(xiàn)象。 要更仔細(xì) 設(shè)計(jì)內(nèi)置式疏水冷卻段吸水口，既要有足夠的通流面積，又要保證在水江蘇城市畢業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 位正常波動(dòng)下吸水口不會(huì)露出水面。 圖 小孔背面結(jié)垢示意圖 高加設(shè)計(jì)、運(yùn)行及維護(hù)的注意要點(diǎn) 高加設(shè)計(jì)的注意要點(diǎn) 高加殼體內(nèi)壁要絕對(duì)避免直角，必須用足夠尺寸的圓弧過(guò)渡，以避免應(yīng)力集中。在小開(kāi)度小流量工況下，開(kāi)孔直徑往往很小，通常小于 2 mm。各江蘇城市畢業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 新建電廠也逐步擯棄了高加水位的基地式儀表控制模式，將高加水位信號(hào)引入 DCS系統(tǒng)，同時(shí)信號(hào)傳送也多采用電傳方式，疏水調(diào)節(jié)閥通過(guò)電 — 氣轉(zhuǎn)換器，氣動(dòng)控制疏水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，較好地解決了這一難題。結(jié)果引起水位震蕩并頻繁觸發(fā)報(bào)警信號(hào)點(diǎn)，甚至觸發(fā)高加解列信號(hào)點(diǎn)。 80 年代以來(lái)，各電廠普遍采用基地式調(diào)節(jié)儀表來(lái)控制高加水位，集控室只將高加水位作為一般監(jiān)控目標(biāo)。 目前國(guó)內(nèi)采用比較多的高加給水大旁路系統(tǒng)， 1 個(gè)電動(dòng)三通閥加 1 個(gè)二通閥聯(lián)動(dòng)。如 果選型和維護(hù)不當(dāng)極易發(fā)生泄漏。 影響高加投入率的主要原因之一，往往是由這些配套件的不完善致使高加不能正常投入。這時(shí)都會(huì)出現(xiàn)后一級(jí)高加超負(fù)荷運(yùn)如果上述現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間足夠的長(zhǎng)，將會(huì)造成高加損壞。問(wèn)題主要出在高加不能隨機(jī)滑啟，而要負(fù)荷達(dá)到 30%～ 40%時(shí)再投入；另外 1 種工況是高加故障停運(yùn)檢修后，電廠希望盡快熱態(tài)投入。這種情況會(huì)使上一級(jí)高加的進(jìn)汽量成倍增加， 1 個(gè)進(jìn)汽口需承擔(dān) 2 個(gè)高加的加熱蒸汽量。而一旦蒸汽冷凝的速度與蒸汽進(jìn)入的速度相近，這種抽吸作用又會(huì)自動(dòng)減弱。這是由高加組的本身結(jié)構(gòu)特性造成的。 (關(guān)于這一點(diǎn)在下面一小節(jié)論述 )。但當(dāng)蒸汽流速過(guò)高 ，破壞了換熱管外表面的凝結(jié)膜，將會(huì)使管材金屬與高溫蒸汽直接接觸，導(dǎo)致?lián)Q熱管的金屬熱應(yīng)力急劇上升，并達(dá)到金屬材料破壞極限強(qiáng)度值，在管內(nèi)高壓作用下爆管。這一區(qū)域的爆管損壞占了總爆管的 50%以上。 江蘇城市畢業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 管束爆管導(dǎo)致高加停運(yùn)的分析 總結(jié)這些年電廠運(yùn)行實(shí)際案例，造成高加故停運(yùn)的最主要因素是高加換熱管束的損壞。 高壓加熱器的停運(yùn)故障分析 近年全國(guó)各電廠發(fā)生的高壓加熱器故障情況，主要由管束爆管、水位失控、配套件發(fā)生故障及操作不當(dāng)所引發(fā)。另外，加熱器通水后，為減少高溫高壓抽汽對(duì)加熱器的熱沖擊，應(yīng)逐漸地提高汽側(cè)壓力，一般先將汽壓提高到 1/3 的工作壓力，并停留一段時(shí)間， 然后將抽汽壓力提高到 1/2 的工作壓力，再停留一段時(shí)間，即可將 進(jìn)汽門(mén)全開(kāi)。 當(dāng)機(jī)組滑停時(shí)，汽輪機(jī)打閘以后，高壓加熱器水側(cè)即可停止。 高壓加熱器 的這種隨負(fù)荷高低的啟停方式，具有操作可單獨(dú)選行，與機(jī)組啟停操