回热加热器分析
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Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·131·文章编号:2095-6835(2015)17-0131-02汽轮机回热加热器端差异常分析及解决措施刘建成(南海长海发电有限公司,广东 佛山 528212)摘 要:汽轮机回热系统的正常运行是汽轮机组正常运行的保障,采取有效措施解决回热系统故障对保证汽轮机组的安全性能有着重要的意义。
调查了300 MW 汽轮机回热加热系统的运行现状,通过分析加热器端出现差异常问题的原因,给出了有针对性的解决措施。
关键词:高压给水加热器;回热系统;汽轮机组;高加泄漏中图分类号:TK263 文献标识码:A DOI :10.15913/ki.kjycx.2015.17.131随着我国经济的不断增长,生产和生活对电能的要求越来越高,电厂建设项目不断增多。
但在电厂汽轮机组的运行当中,回热系统容易发生故障,影响了电厂的正常运行。
因此,如何采取有效措施解决回热系统故障问题成为了工作人员需要解决的问题。
下面就此进行讨论分析。
1 研究背景高压加热器是回热系统的重要组成部分,主要指标是加热器的上下端差和温升,加热器的运行状态和运行缺陷均会反映在加热器的端差和温升上。
目前,国内引进的大型机组在运行中暴露出了很多有关高加的质量问题。
某电厂2×300 MW 亚临界机组配置3台高加,均为卧式滚筒结构,串联布置,疏水逐级自流,水位采用自动调节方式。
在启停和低负荷时,疏水倒至凝汽器;正常运行时,高加疏水倒至除氧器。
在额定负荷下,高加出口温度可达274.7 ℃。
该机组自投产以来,因为高加内部钢管泄漏、外部大法兰和疏水管道泄漏,经常不得不退出运行进行检修处理,这在很大程度上制约着机组的稳定运行。
近年来,该电厂4号机组3号高加频繁泄漏直接影响了机组的安全、经济运行。
2 现状调查2.1 3号汽轮机组高加运行情况机组负荷为300 MW 的工况下,3号机组各台高加的上端差、下端差均高于设计值,机组热耗升高30.89 kJ/kW ·h ,煤耗升高1.16 g/kW ·h 。
电厂回热加热器运行优化摘要:电厂汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段之一,回热加热器的运行可靠性和运行性能的高低,直接影响机组的运行经济性,回热加热器的投入率是经济指标中重要的一项考核指标。
本文对回热加热器从投退、运行维护和保养等方面对如何优化电厂回热加热器的运行从而达到提高机组经济性的目的进行分析。
关键词:回热加热器;水位;端差;经济性;保养1前言在当前电厂运行中,为了提高热效率,节能损耗,回热加热系统得到了广泛的应用。
回热加热系统是利用从汽轮机中抽出的一定数量的做过功的蒸汽来加热凝结水和给水,而给水温度的提高可以提高机组热效率从而节约燃料,还可以减少排汽在凝汽器中的热损失,使蒸汽的热量得到充分的利用。
电厂汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段之一,而加热器是回热加热系统中一个非常重要的组成。
电厂运行中对加热器的投退维护以及对加热器水位等参数的分析调整,确保加热器在经济状况下安全运行,对机组的经济性有着重要的意义。
如果回热加热系统发生故障导致停运,就会大大降低进入锅炉的给水温度,从而增加燃料消耗量,增加发电成本,降低经济性。
同时原有的抽汽继续在汽轮机内流通,使汽轮机缸体与转子的胀差加大,也会影响机组的安全运行。
另外,此时由于进入锅炉的给水温度降低,给水在锅炉中吸热量增加,而蒸发量却减少,蒸汽量的减少会导致蒸汽温度过高,危及过热器的安全。
另外如果平时的操作和调整不规范,对回热加热器的使用寿命影响也很大,操作和调整的优化可以提高设备的可靠性和使用寿命,减少不必要的检修工作和修理费用。
2回热加热器优化分析下面将对回热加热器从投退和运行以及维护保养等各个方面进行优化分析。
2.1回热加热器的合理投退分析以高压加热器为例,高压加热器没有转动部件,运行人员一般不易对其安全性引起注意,但实际上高加的工作条件很差,特别是管子和管板连接处的工作条件是最为恶劣的,在高压加热器投停过程中,如果操作不当,管子与管板结合面受到很大热冲击,再加上机械应力,很有可能使原有缺陷扩大,甚至管子端口泄漏。
详解回热器的特点和优势回热器又称气液热交换器,是回热式低温制冷机中的关键部件。
回热器是一种把热量从一种介质中传到另一种介质中的热交换设备。
回热器按热力过程和传热过程的形式可分为稳定流动回热器和不稳定流动回热器两大类。
稳定流动回热器中气体流动时间比冷热气流切换时间长得多,切换对气流的影响可以忽略,气体流动认为是稳定的。
这类回热器主要用于燃气轮机等设备;不稳定流动回热器中冷热气流的切换相当频繁,气流通过回热器换热的同时,伴随有质量流量和气体压力的变化,因此属于非稳定流动过程。
回热式制冷机中用到的就是不稳定流动回热器。
如下图所示图1 回热器一般情况下,回热器由两种尺寸不同的标准管紧密连结在一起的同心圆套管,通常钎焊在一起的,外面的叫壳程,内部的叫管程,两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。
内管一般用光管或肋片管制成。
回热器使节流前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂进行热交换使液体过冷,蒸汽过热。
如下图回热器制冷演示图2 回热器工作演示图由于管道的长度和隔热程度,使管内的蒸汽与外界传递而加热,这种现象称为吸气过热。
这种过热度会使压缩机吸气温度升高,吸入蒸汽的比容增大,导致单位容积制冷剂量降低,压缩机的制冷量减少,不利于制冷循环,长时间运行使得压缩机运行工况恶化,使用寿命降低,因此回热器的作用就是将压缩机的吸气过热度控制在一定范围内。
以杭州沈氏节能科技股份有限公司为例,杭州沈氏凭借在换热器领域深耕多年,研制出一系列广泛应用制冷系统的回热器、经济器、冷凝器等换热器设备。
杭州沈氏回热器的外管采用不锈钢材质,内管采用传热效率高的紫铜材质,且内管采用螺旋槽管结构,如下图所示。
图3 回热器内管结构图4 内管螺旋结构热交换演示杭州沈氏内管螺旋槽纹结构能起到双边强化换热的作用,流体在管内既有沿轴向的流动,也有沿着螺旋旋转流动,加剧了近壁面处流体与中心流体的混合,加强了湍流强度,使传热系数大。
回热器为系统提供两个优势:1.提高单位容积的制冷量;2.使节流前制冷剂成为过冷态,可以在节流过程中减少气化,是节流机构工作稳定。
影响回热加热器端差因素分析摘要:通过阐述“加热器”、“端差”等基本概念,扼要分析了端差对汽轮机相对内效率的影响。
根据影响加热器端差的因素,从设计、制造、安装与运行维护方面进行了深入的分析。
以实践为依据,列举针对存在的问题采取相应措施后所取得的效果。
关键词:加热器;端差;影响因素;防范措施0 引言随着高参数、大容量汽轮发电机组快速服役以及汽轮发电机组设计、加工技术日臻完善,仅仅依靠设计制造对提高汽轮机相对内效率已经没有多少潜力可挖。
影响汽轮机机组经济性的主要因素有初终端蒸汽参数、汽轮机相对内效率、厂用电率等。
受制于材料制约,进入汽轮机做功的初端蒸汽参数尚未超越超超临界水平,终端低压缸排汽参数受制于机组阻塞背压不可能无限降低,汽轮机相对内效率在无颠覆性认知情况下不可能有大的突破空间。
在当前电力行业市场竞争剧烈的形势下,如何在现有技术条件下尽可能提高火力发电设备的经济性就成了当务之急[1]。
本文结合机组实际运行工况,详述影响汽轮机回热加热器端差的因素,并通过案例分析消除影响因素后回热系统运行效果,为今后的设备制造、安装检验、运行维护提供参考。
1 基本概念1)回热加热器“回热加热器”是指从汽轮机中间级抽出部分蒸汽来加热凝结水或锅炉给水的热力设备[3]。
2)加热器端差加热器端差有上下端差之分,上端差又称给水端差,下端差又称疏水端差。
“上端差”是指加热器抽汽压力下的饱和温度与加热器出口水温之差;“下端差”是指加热器疏水温度与加热器进口水温之差。
在加热器的型式、结构确定后,影响加热器换热效率的因素主要在于其端差是否达到设计值。
2 加热器端差分析1)上端差大分析上端差大,说明工质未充分被抽汽加热,也就是说本级抽汽加热能力不够,这就等于把本级加热器的加热任务推卸给了下一级加热器,增加了下一级加热器的加热量,相当于排挤了本级低品质抽汽,增加了下一级高品质抽汽量,致使汽轮机相对内效率降低。
1)下端差大分析下端差大,说明加热器疏水没有被充分冷却,本级加热器抽汽换热的能力没有被充分利用就排到了下一级加热器,排挤了下一级加热器低品质的抽汽,增加了本级高品质抽汽量,致使汽轮机相对内效率降低。
回热器原理
回热器是一种热交换设备,主要用于将高温介质的热量传递给低温介质,实现能量的回收和利用。
回热器的工作原理是利用热传导和对流传热的基本规律,通过热交换管道将高温介质和低温介质进行热量交换,从而达到降低能耗、提高能源利用率的目的。
回热器的工作过程可以简单描述为,高温介质通过回热器的一侧流过,释放热量给热交换管道,然后通过对流和热传导的作用,将热量传递给另一侧流过的低温介质,使得低温介质的温度升高,高温介质的温度降低。
这样就实现了高温介质的热量回收和低温介质的加热,达到了能量的有效利用。
回热器的原理基于热力学第一定律,即能量守恒定律。
根据这一定律,能量在系统内部的转化不会产生或消失,只会从一种形式转化为另一种形式。
回热器通过将高温介质的热能转移给低温介质,实现了能量的转化和利用,符合能量守恒的基本原理。
在工业生产中,回热器被广泛应用于各种热工艺系统中,如锅炉、汽轮机、空调系统等。
通过回收废热,不仅可以减少能源的消耗,降低生产成本,还可以减少对环境的影响,实现了经济效益和环保效益的双重收益。
除了工业领域,回热器在生活中也有着广泛的应用。
例如,家用空调中的热交换器、汽车发动机中的冷却器等,都属于回热器的范畴。
这些设备通过回收废热,提高了能源利用率,减少了能源浪费,对节能减排具有重要意义。
总的来说,回热器作为一种热交换设备,通过热量的传递和转化,实现了高温介质的能量回收和低温介质的加热,是能源利用和环保的重要手段之一。
在未来的发展中,回热器将继续发挥重要作用,为各行各业的节能减排和可持续发展做出贡献。