2023学年完整公开课版回热加热器

知识点1回热加热器项目三分析发电厂热力系统

任务七分析回热抽汽系统知识点1回热加热器的类型回热加热器的类型按传热方式分类混合式加热器表面式加热器按布置方式分类卧式安装立式安装按水侧压力分类低压加热器高压加热器一、按传热方式分1.混合式加热器给水与蒸汽通过直接混合进行传热。工作原理（1）因加热蒸汽和给水之间没有传热端差，可以将给水加热到加热蒸汽压力下的饱和温度，热经济性好；优点（2）没有金属传热面，结构简单，造价低；（3）便于汇集不同温度的各种汽水；（4）易除去水中的气体。缺点（2）给水泵输送高温水，这就使水泵的工作条件恶化，给水系统可靠性降低；为防止这些输送饱和水的水泵发生汽蚀，考虑负荷波动的影响，要设置一定储量的水箱；为了提高系统的可靠性还需有备用泵；（4）给水泵台数增加后，厂用电消耗增加，使得运行和维护费用也增加。（1）每个混合加热器后都要设置给水泵，才能将给水送入下一级压力更高的加热器中；（3）上述缺点使得全部采用混合式加热器的回热系统和主厂房布置复杂化，投资和土建费用增加，且安全可靠性降低；优点因加热器后不需要增加给水泵，系统简单，厂用电少，安全可靠，运行维护方便。2.表面式加热器通过金属表面将蒸汽热量传递给水。工作原理01040203缺点存在热阻，一般不能将水加热到该加热蒸汽压力下的饱和温度，导致端差的存在，热经济性低于混合式换热器；由于有金属传热面，且内部结构复杂，造价高；不能除去水中的氧和其他气体，未能保护高温金属部件的安全；高压加热器承受较高压力和温度，工作可靠性较低；存在疏水的回收和利用问题；050607缺点不便于各种汽水的汇集；需设置疏水及调节装置—以保持加热器内水位；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时抽汽管上逆止阀又不严密时，给水可能进入汽轮机，造成汽轮机事故，锅炉断水，故表面式加热器需要设置旁路管道。08二、按布置方式分1.卧式加热器（1）由于传热管横向布置，传热效果较好；特点（2）卧式加热器水位比较稳定，在结构上便于布置蒸汽冷却段和疏水冷却段，有利于进一步提高热经济性；（3）在安装、检修吊装管束等部件时不太方便，占厂房面积也大；（4）可利用放置的高低差来解决低负荷时疏水逐级自流压差动力减小的问题。应用300MW及其以上容量的机组。2.立式加热器（1）占地面积小，便于安装和检修；特点（2）热经济性较卧式差。应用200MW及其以下容量的机组。三、按水侧压力分1.高压加热器位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器，因其水侧承受的是比锅炉过热蒸汽压力还要高的给水泵出口的压力，故称为高压加热器。特点内部压力高，容易发生爆管或泄漏，在抽汽管逆止阀关闭不严时，使水进入汽机造成事故，需设置保护旁路。2.低压加热器位于凝结水泵和给水泵之间的加热器，因其水侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力，故称为高压加热器。特点加热蒸汽温度较低，需受热面积较大；部分低加工作在负压下，可能漏入空气。知识点2表面式加热器结构表面式加热器结构水侧压力↑→结构复杂。一、高压加热器1.特点壳体圆筒形，由合金板卷制并与冲压的椭圆形封头焊接而成。加热面由胀接或焊接在管板上的U形管组成。300MW机组卧式高加当高加在运行中出现钢管泄漏时，打开端部人孔盖，进行堵漏。在运行一段时间后，若泄露管束较多，则直接报废处理管材一般来说，加热器壳体为碳钢管、管板为低合金材料（厚度为300~655mm）、U形管（管径13~19mm）为耐腐蚀的不锈钢材料。但目前大机组上U形管通常采用碳钢材料。原因虽然不锈钢管与碳钢管相比，其防冲蚀、防腐、耐高温的性能更好，但不锈钢传热管价格昂贵、传热系数差、许用应力小。若采用不锈钢管作传热管，将导致传热面积和材料重量大大增加。且碳钢传热管的最高使用温度可达425℃，完全满足加热器管侧设计温度（一般不超过325℃）要求。因此，超超临界机组高压加热器完全可以使用碳钢传热管。加热器上其它零部件封头上开有放气孔，供设备启动时放气用。水室上还设有水侧安全阀和化学清洗接头。壳体设置汽侧安全阀。外壳上焊有各种不同规格的对外接管。为便于壳体的拆移，在壳体上还安装有拉耳和滚轮。传热面设置为充分利用加热蒸汽的过热度及降低疏水的出水温度，提高热经济性，通常把高压加热器的传热设置为三部分：过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段。过热蒸汽冷却段利用具有一定过热度的加热蒸汽的显热加热较高温度的给水，给水吸收了蒸汽部分过热热量，其温度可升高到接近或等于，甚至超过加热蒸汽压力下的饱和温度。过热蒸汽冷却段蒸汽进入该段后，在一组隔板的导向下，以适当的速度，均匀地流过管束；在蒸汽离开该段时，留有一定的过热度，以防止湿蒸汽对管束的冲刷。凝结段该传热段的换热面积最大，利用蒸汽凝结时放出的潜热加热给水，凝结水积聚在加热器底部，然后流入疏水冷却段。凝结段该段内设有多个垂直隔板，隔板上部留有一定的蒸汽通道，引导蒸汽在该段沿长度方向均匀分布，并自上而下流动逐渐凝结，此时隔板仅起着支撑和防振作用，无导向作用。凝结段不凝结气体由位于管束中心并沿整个凝结段布置的排气管或内置式排气装置排出。冷凝的疏水和上一级高加来的疏水聚积在壳体的最低部位，不断地流向疏水冷却段。疏水出口位置高于进口的设置，便于启动前排放壳体内的气体。端板作用:防蒸汽进疏水冷却段，吸水口保持在凝结水位以下，形成水密封。带疏冷段的加热器，必须保持一个规定的液位，避免蒸汽漏到疏水冷却段中，造成汽水两相而冲蚀管子。隔板U形管受热面管板4.立式管板—U形管式高压加热器1234567891—水室2—导流装置3—包壳5—壳体6—疏水冷却段7—管束8—过热蒸汽冷却段9—蒸汽冷却段隔板4—蒸汽凝结段疏水依靠本级和下一级加热器的压力差在加热器内作由下向上的流动。（1）双列配置高压加热器特点：此种布置加热器的疏水可利用势位差，在机组启动或低负荷运行时比较有利，且汽水管道柔性较好，对设备接口的推力小，但管道较长且长短不等，存在管阻偏差，也不便于运行巡视。应用：我国外高桥电厂(900MW)和玉环电厂(1000MW)均采用这种布置形式。1）分层布置特点：加热器可以减少1层平台，并可降低除氧框架的层高，节省厂房建筑成本，设备、阀门、仪表集中，便于运行巡视。高压给水系统简捷、阻力小、阀门少、管道短。应用：日本电厂多采用这种布置形式，如九州电力的松浦电厂1、2号机组(700MW)、新地电厂(1000MW)、常陆那珂电厂(1000MW)等。2）同层布置二、低压加热器低压加热器结构与原理类似于高压加热器1.特点由于低压加热器承受的压力和温度远低于高压加热器，因此筒体和管板稍薄，结构较简单，材料相对高压加热器较差，加工工艺也有区别。2.卧式管板—U形管式低压加热器（1）组成：水室、壳体和U形管束、隔板、防冲板等。（2）工作过程（3）低压加热器结构传热面设置：由于抽汽的过热度不是很大，卧式低压加热器一般不设过热蒸汽冷却段，而是由凝结段和疏水冷却段组成的两段式结构。（1）有些大型机组的低加由于抽汽过热度较大，也设置过热蒸汽冷却段。注意（2）有些机组的末一、两级低加只有凝结段，而不设疏水冷却段。原因是末级的抽汽压力已经很低，其疏水与凝结水的温度差已经很小，设置疏水冷却段意义不大。3.立式管板—U形管式低压加热器加热蒸汽从加热器上部进入加热器汽侧，借导向板的作用，使汽流在加热器中呈S形向下流动，在管子的外部进行凝结放热，将热量传给被加热的水，疏水汇集在加热器底部，经疏水装置排出。4.内置式低压加热器采用内置式低加原因末级和次末级的抽汽压力很低，蒸汽的容积流量很大，所需的抽汽管径也很大，再加上其抽汽口常对着凝汽器，使得管道布置非常困难，所以一般采用内置式布置。卧式、管板—U型管束、四流程；加热器的蒸汽室由四块隔板分成五段，蒸汽从一端分两路进入加热器的五个小室来加热凝结水。疏水由底部疏水出口8引出，经U形水封管进入凝汽器。加热器下部有滑轮，可抽出检修和调换注意安装在凝汽器喉部的低压加热器，其壳体外是汽轮机排汽口，由于壳体外壁不能敷设保温层，需加装不锈钢隔热罩，以消弱壳体内的蒸汽通过壁面向排汽传热，其水室部分仍暴露在凝汽器之外。5.轴封加热器0102作用防止轴封及阀杆漏汽（汽—气混合物）从汽轮机轴端逸至机房或漏入油系统中。利用漏汽的热量加热主凝结水。其疏水疏