高加端差相关知识
1000MW发电机组高加端差与机组负荷的变化调节技术
1000MW发电机组高加端差与机组负荷的变化调节技术摘要 :介绍了1000MW机组高压加热器 (简称高加 )端差的基本原理和高加正常水位控制方法;分析了机组高加端差对经济性的影响,指出了高加水位、高加端差、机组负荷的关系;提出了该机组高加水位控制时的新控制策略 ,提高火电机组回热加热系统的运行可靠性和运行性能，直接影响整套机组的运行经济性。
关键词:高加水位；端差；差压式水位计；测量偏差；负荷引进超超临界机组技术，其高压加热器选用HP1、HP2、HP3高加(高加序列号按抽汽压力由高到低排列)、ZF（HP3高加前置冷却器）型式：卧式、U型管。
三台100％容量的卧式、U型管式高压加热器，单列布置，高压加热器采用大旁路系统。
当任一台高加故障停运时，三台高加同时从系统中退出，给水能快速切换到该列给水旁路。
机组在高加解列时仍能带额定负荷，这样可保证在高加事故状态时机组仍能满足运行要求。
1.高加端差的定义及经济性高加端差有上端差（加热器进气压力下的饱和温度与出水温度的差值称为上端差,也称传热端差）和下端差（正常疏水温度与进水温度的差值称为下端差)。
三台高加连续排汽分别接至除氧器，以提高传热效率和防止腐蚀内部零部件。
疏水采用压差逐级自流，3号高加疏水最后流入除氧器。
疏水调节装置采用疏水调节阀，根据加热器水位的变化控制疏水调节阀的开度来实现的。
加热器设有安全可靠的水位保护装置，给水系统采用大旁路，当任一加热器水位高于HHH值(+138mm)时，三台高加汽、水侧全部出系，给水走大旁路系统。
在具有疏水冷却段的高压加热器中，利用疏水液位在凝结段和疏水冷却段进口或加热器的疏水接管之间形成水封，当液位偏低时水封丧失，这就会造成蒸汽直接流入疏水管路或疏水冷却段，使过冷却的有效性降低，水封的丧失其实质是取消了疏水冷却段在加热器中的作用。
从而使加热器的疏水端差增加，疏水汽化，疏水逐级自流排挤下一级加热器的低压抽汽，产生不可逆损失，降低回热循环效果，从而影响机组的热经济性。
汽机高低加给水系统讲义
2.1、如机组不滑停时，只是将机组停运， 可不用启动电泵，小机随机组负荷降出力， 其中一台小机汽源应提前倒至辅汽带打闸 小机时，应先电泵连锁解除，否则联启。
2.2、如机组需要滑停时，且需吹空磨， 易引起水位波动较大，在调整小机出力 时，应考虑减温水流量突变给汽温调整 带来被动。
2.3、机组停运后，需上水时则启动电泵 间断上水。
4、高加运行注意事项 4.1、严格控制水位再正常范围； 4.2、高加高三+188mm，三取二跳闸； 4.3、高加运行方式：＃1、2、3高加
运行，＃2、3高加运行，#3高加单独 运行。
4.4、高加在锅炉上水时可注水投入水侧。
三、异常分析
1、2009.9.06＃1机＃2高加泄漏： 1.1现象： 1.1.1、＃2、3高加水位波动较大； 1.1.2、＃3高加正常疏水几乎全开、事故
1.3、现锅炉上水常走旁路，但应确认主路 关断门可用，如果直接走主路时，采用电 泵为间断上水，控制转速和出口门，再循 环门，不上水时，省煤器再循环及时开启， 汽包升压后，可用电泵再循环控制给水压 力，但电泵长时间低转速会存在隐患，引 起涡轮工作不正常；
1.4、大机中速暖机时，保持连续上水，并 冲一台小机；
4.5、＃7、8低加保护均为高三130mm，三取二跳闸。
4.6、正常应密切监视端差2-8℃左右 （常下端差，）变化，因为许多异常 情况都与之有关，如结垢、堵塞、泄 漏等。
二、高压加热器
1、高加说明 1.1、高加除有凝结段和疏冷段构成，
还有过热段。 1.2、高加过热段布置在给水出口，
如此布置因为： 一方面可以将较高温度的给水加热
3.2.6、高加由水侧切至旁路时，先关 闭高加进水电动门，后关闭高加出水 电动门。
高加疏水端差大原因分析
＃2机＃1高加疏水端差大原因分析一、＃2机通流部分改造前后＃1高加疏水温度对比由附表可知，＃2机通流部分改造前，负荷580MW时，#1高加疏水温度为253℃，进水温度为241℃，则改造前＃1高加疏水端差为12℃；＃2机通流部分改造后相同负荷下#1高加疏水温度约258℃，进水温度为236℃，则改造后＃1高加疏水端差约22℃，同比＃1高加疏水端差上升约10℃。
二、加热器疏水端差大理论原因1、加热器运行水位低，导致疏水中带汽，疏水温度上升，疏水端差增大。
2、加热器运行中事故疏水动作，导致加热器水位下降，疏水温度及疏水端差上升。
3、加热器进水温度降低，本级加热器吸热量自行增大（抽汽量增加），疏水温度上升，疏水端差自行增大。
4、加热器内部汽流隔板损坏，影响蒸汽凝结，疏水段带汽，疏水温度上升，疏水端差增大。
5、疏水温度测量有误，温度指示高。
三、目前＃2机＃1高加疏水端差大原因分析1、＃2机通流部分改造后，经与仪控就地核对＃1高加水位，正常疏水定值定为700mm，就地实际水位约440mm，在正常水位线运行，说明＃1高加正常运行水位控制正常。
为再次验证定值是否偏低，本月19日进行了＃1高加水位试验，相关数据如下：试验中发现当水位上升至773mm 时，＃1高加水位高“光字牌”报警发出，说明此时液位高开关已动作，实际水位已高，因此目前水位定值700mm比较合理。
2、＃2机通流部分改造后，相同负荷下主汽压力下降约1.2MPa，三台高加的抽汽压力必然下降，抽汽量必然相应增加。
由附表可知，改造前、后＃1高加抽汽压力下降约0.6MPa（改造前＃2机超压运行，#1高加超压约0.4MPa），进水温度下降约5℃，温升下降约5℃，根据加热器自平衡原则，改造后＃1高加的抽汽量必然增加，从而引起疏水温度上升、疏水端差增大，这也是＃1高加疏水端差增大的主要原因。
同理#2四、结论及有关建议1、＃2机通流部分改造后相同负荷下＃2/＃1高加温升分别下降2℃/5℃，给水温度下降约5℃，＃3高加大修中已更换，温升未变化（因为大修前＃3高加已堵管约15％）。
300MW机组高加下端差大原因分析
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高压加热器技术参数
项 目 高加HP-1 2.3 -1.7 5.6 7.3 86 卧式U形管 焊接&胀接 1188 Ф16×1.8 5% 高加HP-2 2.1 0 5.6 4.7 96 卧式U形管 焊接&胀接 1186 Ф16×1.8 5% 高加HP-3 2.05 0 5.6 2.16 75 卧式U形管 焊接&胀接 1186 Ф16×1.8 5% 管内流速（m/s） 给水端差（℃） 疏水端差（℃） 设计压力（MPa） 二根管子泄漏抽汽管道 满水时间（秒） 加热器型式 管子与管板的连接方式 管子数量（根） 尺寸/壁厚（mm） 备用管子
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减小端差、防止泄漏预防措施
检修维护要点
4.及时观察前臵泵电流情况，运行中观察两台前臵泵电流变化情况， 如果超电流运行，就是高加泄露了（如2013年11月20日，#11机前臵泵 超电流27A，平时约22A） 5.高加每次停运查漏堵焊时，加强检修质量关。 （1）查漏，将泄漏的U型管必须全部找出来，否则堵焊仍无效； （2）堵焊，即焊接接工艺要精。在高加U型钢管堵焊时，堵头 与木材材质不同，同样给高加运行带来隐患。建议采用机 械封堵，避免由于焊接应力集中造成周围管板其它管束泄漏。 6.高加停运后保养措施要有利 在高加每次停运后，没有按要求采取蒸汽侧充氮和水侧充经过 加氨的除盐水来进行保养。我公司六期高加均有连接的氮气管道， 不能形同虚设，真正利用起来。 7. 加强管理，强化培训，提高运行值班人员的责任心及技术素质。 加强疏水水位监控，及时采取措施调整。不能习惯性地把高加疏水 的水位控制值设定在很低的位臵，这样的操作习惯容易造成疏水的 汽液两相流现象，从而加剧端差值，加剧损伤管壁。
汽机高低加、给水系统讲义
1.4、凝结段沿加热器长度方向布置， 直至加热器尾部，利用蒸汽冷凝时释 放的残热加热给水，蒸汽自身也冷凝 成饱和水，壳体排气管也在该段布置。
1.5、疏冷段位于给水进口，离开凝结 段后的疏水利用残热，最后对进入加 热器的给水加热，同时疏水本身温度 也降至饱和温度以下。
4.3、水位过低引起疏水带汽,蒸汽流 入下一级加热器放出残热后,排挤下 一级低压抽汽,降低了热经济性。
4.4、＃5、6低加保护均为高三 120mm，三取二跳闸。
4.5、＃7、8低加保护均为高三 130mm，三取二跳闸。
4.6、正常应密切监视端差2-8℃左右 （常下端差，）变化，因为许多异常 情况都与之有关，如结垢、堵塞、泄 漏等。
3.1.2、必须在加热器各种保护装置及 水位计完好的情况下,方可投入加热 器运行；
3.1.3、严禁泄漏的加热器投入运行。
3.1.4、严格控制温度变化率不大于2℃/ 分.
3.2、低加停运 3.2.1、先停汽侧再停水侧； 3.2.2、严格控制温度变化率不大于
2℃/分. 3.2.3、停运保养，低加汽、水侧须充
2、机组停运阶段
2.1、如机组不滑停时，只是将机组停运， 可不用启动电泵，小机随机组负荷降出力， 其中一台小机汽源应提前倒至辅汽带打闸 小机时，应先电泵连锁解除，否则联启。
2.2、如机组需要滑停时，且需吹空磨， 易引起水位波动较大，在调整小机出力 时，应考虑减温水流量突变给汽温调整 带来被动。
1.3、现锅炉上水常走旁路，但应确认主路 关断门可用，如果直接走主路时，采用电 泵为间断上水，控制转速和出口门，再循 环门，不上水时，省煤器再循环及时开启， 汽包升压后，可用电泵再循环控制给水压 力，但电泵长时间低转速会存在隐患，引 起涡轮工作不正常；
300MW机组高压加热器端差大的原因分析
２．１ 高压加 热器 泄漏 、堵 管
氧化铁为主的污垢 ．降低 了传热效果 ，增加压力损
高压加 热器 泄漏 、堵管 ，影 响高 压加 热器 的传 热 失 。使高压加热器出口温度降低 ，造成高压加热器给
效 果 ，导致 上下端 差增 大 。其 泄漏 、堵 管 原 因如下 。 水 端差 大 。
技术一父流与应用 一 ① 。～。∞一ｍ）＜ｏ 茹＠０ ；３ ～０
３００ ＭＷ机 组 高压加 热器端 差大 的原 因分析
宋 明伟 ，袁 龙ｚ
（１．宝鸡 第二发 电有 限责任 公 司 ，陕西 凤 翔 ７２１４０５；２．陕西地 方 电力集 团公 司 ，陕 西 西安 ７１００６１）
第 ３Ｂ 卷
第 １２ 期
囝
０ 引言
３００ ＭＷ火 力 发 电机 组 回热 加 热 系统 典 型 配 置 为 ３台高 压加 热器 、１台除氧器 、４台低 压 加热器 。汽 轮 机 的８级 非调 整抽 汽从 高到低 分别 供 给 １、２、３号高 压 加 热器 和除 氧器 ，５、６、７、８号 低压加 热 器 。回热加 热 器 的运行 状况 不仅 影 响到机 组 的经济性 ，还 影 响到 机 组 的安 全运 行 。衡量 高压 加热 器性 能 的主要指标 有 给水 温 升 、给水 端 差 、疏 水端 差 及 管 、壳 流程 介 质 压 降等 。如果 高压 加热 器运 行 中的端差 高 于设计 值 较 多 ，以及 内部故 障导致 解 列运行 ，对 整个机 组 的热 经 济性影 响很 大 。因此 通过 试验 、分析 、调整 、制定 措 施 ，不 断 改进 运行 操 作 和管 理 ，使 端 差接 近 设计 值 ， 对 提高 整个 热力 系统 的经济 性 ，具有 十分重 要 的意 义 ［１－３］
#2机组汽轮机高加端差异常的研究分析与治理
#2机组汽轮机高加端差异常的研究分析与治理摘要针对汽轮机#1、#2、#3高压加热器端差偏离设计值较大，通过负荷-水位试验研究，在不影响机组正常运行的情况下，从热控设备的角度提出并实施了重新标定高加水位基准零点的措施。
关键词汽轮机加热器端差研究治理引言我司#2机组高压加热器长期运行，高加上下端差长期严重偏离设计，严重影响抽气加热系统经济效率。
#2机组由300MW增容至330MW后，机组运行参数发生了较大的变化，而高加水位运行标准修正却相对滞后。
1.高压加热器原理及概况从汽轮机来的温度较高的抽汽，从加热器的蒸汽口进入，首先利用蒸汽的过热度加热加热器的给水，使给水出口温度进一步提高。
随后蒸汽进入饱和段，加热蒸汽再次释放大量的潜热并凝结成饱和疏水。
饱和疏水聚集在设备下部，并在压差的作用下靠虹吸原理进入疏冷段，饱和疏水放热加热刚进入加热器的给水，最后疏水成为过冷水经由疏水出口离开加热器。
我司#2机组高加系统由#1、#2、#3高压加热器和蒸汽冷却器组成，高压加热器疏水是按照#3#2#1的顺序逐级自流。
1.高加端差偏大原因分析在高加热器水位低到一定值时，缺失疏水冷却段水封，疏水混合蒸汽进入疏水冷却段，疏水温度偏高，经济性降低；由于疏水冷却段物理位置低于蒸汽冷却段出口，水封吹损或水位过低造成水封缺失后造成蒸汽回流，蒸汽冷却段来的高速蒸汽冲刷蒸汽凝结段、冷却段，在疏水冷却段形成水汽混合汽液两相流，冲刷疏水冷却段，管道因此强烈振动损坏。
由于加热器疏水是逐级自流，大量的水汽混合物冲入下一级加热器，大量的高温高压混合物减少了下一级加热器的抽汽量，降低了加热器的能效，使机组经济性，安全性能降低。
高压加热器低水位甚至无水运行，导致疏水端差大。
2.1高加本体材质因数高压加热器长期运行多年，管路老化严重，泄漏、堵管频繁导致加热面积越来越小，致使加热器的热传导变小，造成高压加热器上下端差偏大，但本项目从不影响机组正常运行的方面考虑，对于高加本体材质因数不做研究讨论。
MW机组高加下端差大原因分析
加热器的水位控制不当，如水位过高或过低，都可能影响加热器的热交换效率， 从而导致高加下端差增大。
其他原因
水质问题
进入加热器的水质不良，如水中的杂质、硬度过高或氯离子 含量过高，都可能对加热器的热交换效率产生影响，从而导 致高加下端差增大。
设备老化
长时间运行的设备可能发生老化现象，如管束腐蚀、壳体变 形等，这些都会影响加热器的性能，从而导致高加下端差增 大。
案例二：某核电站高加下端差大的原因
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总结词：热力系统老化
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详细描述：水质问题可能导致加热器管束结垢或腐蚀，影 响加热器的换热效果，从而使高加下端差增大。
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详细描述：该核电站高加下端差大主要是由于热力系统老 化，导致加热器换热效率下降，端差增大。
改进热力系统设计
通过改进热力系统设计， 降低高加下端差，提高热 力系统的效率。
优化热力系统布局
合理布置热力系统中的设 备，减少热量损失和阻力 损失，提高热力系统的整 体效率。
强化热力系统监控
通过加强热力系统的监控， 及时发现和解决潜在问题， 确保热力系统的稳定运行。
加强设备维护和检修
定期检查设备
对热力系统中的设备进行定期检 查，确保设备处于良好的工作状
02
运行参数调整不当，如加热蒸汽 压力、温度和流量等，也可能影
响端差的变化。
高加水位过高或过低，以及水侧 空气滞留，也会对端差产生影响 。
03
设备老化、腐蚀和磨损等机械问 题也可能导致端差增大。
04
对未来研究的建议
01
02
03
04
进一步研究高加内部换热管的 结垢和堵塞机理，寻求有效的
一次#7高加疏水端差大处理过程分析
一次#7高加疏水端差大处理过程分析一、#7高加疏水端差大时运行情况：6月12日，5号机开机温态开机投人高加后，发现#7高加疏水端差（即平常我们讲的加热器下端差）与开机同比偏大，当时#7高加水位设定值为670mm，水位模拟量显示680 mm左右，＃7高加水位调整门开度为99%，＃７高加事故放水门稍开，#6高加外置蒸冷器入口温度为200℃，而＃7高加疏水温度居然也有202℃，而此时＃7高加的人口温度为170℃，下端差为32℃，而且下端差有进一步增大的趋势。
这一情况的出现肯定是不正常的，监盘人员立即认真分析查找原因以进行处理。
二、疏水端差大的原因分析与调整导致＃7高加下端差增大原因无非就是加热器水位低或者是相关表计显示异常，从上面＃7高加运行情况看：＃7高加水位调整门开度为99%，还有就是＃７高加事故放水门有一定的开度，但是其水位显示正常，而加热器的下端差却偏大，只能说明加热器的水位显示与实际水位存在着一定的偏差，经就地核对一次水位计，显示＃7高加无水位运行，根据这一情况及时将＃将#7高加事故放水门关闭并将水位设定值增至700mm后，下端差逐渐变小，“#7高加水位OK”信号发信，此后高加工作正常。
下图为处理过程趋势图：（红线：#7高压加热器入口温度；黄线：#7高加疏水温度；绿线：#6高加外置四蒸冷器入口水温；白线：#7高压加热器水位。
）下表为#7高加投入后的相关参数：三、处理心得从这次高加的下端差偏大问题处理情况看，我们不难看出处理异常情况的方法有下面三方面：１）检查相关参数并进行核对，确定原因。
２）根据原因进行处理。
３）检查处理效果并验证分析的原因。
这次处理过程中，我们首先发现下端差大，继而分析＃7高加运行的水位，疏水门的开度，就地核对等确定了真正原因，顺利的将问题处理了，高加的运行情况对机组的经济性有着举足轻重的作用，它的作用体现在两方面，其一是对锅炉运行的影响，其二是对汽轮机运行的影响。
高加退出运行，使进入锅炉的给水温度下降，如果要维持蒸发量不变，无疑要相应加强燃烧，使同比情况下锅炉的不可逆损失增加，同时排烟温度上升造成排烟损失增加；对于汽轮机而言，要严禁高加无水位和高水位运行，无水位运行不仅会造成排挤低能级抽汽，造成汽轮机效率下降，同时由于疏水管道两相流造成对加热器和管道的冲刷加剧严重影响加热器的使用寿命；高水位运行会有可能造成汽轮机进水事故的发生；因此，我们在平时的工作中要时刻关注它的运行情况，加强仪表分析和就地巡查工作，提高高加的投入率，为我厂330MW机组经济指标尽快赶上对标机组而贡献力量。
300MW机组高压加热器端差解析与经济性影响分析
300MW机组高压加热器端差解析与经济性影响分析摘要：阐述了300MW机组高压加热器的基本原理及运行状况和存在的问题，分析高压加热器端差大的原因及端差对机组经济性的影响，提出改善高加运行状况的措施。
关键词：高压加热器端差 300MW机组异常分析经济性1 高压加热器概况高压加热器，是利用汽轮机的部分抽汽对给水进行加热的装置，其运行状况不仅影响到火电机组的经济性，还影响到机组的安全运行。
蓬莱电厂两台机组汽轮机的高压加热器采用三台单列卧式表面加热器。
1.1.高压加热器结构（1）过热蒸汽冷却段。
过热蒸汽冷却段用包壳板、套管和遮热板将该段管子封闭，内设隔板使蒸汽以一定的流速和方向流径传热面达到良好传热效果，又避免过热蒸汽与管板、壳体等直接接触，降低热应力，并使蒸汽保留有足够的过热度，以保证蒸汽离开该段时呈干燥状态，防止湿蒸汽冲蚀管子。
该段设有高加给水的出口部位。
（2）凝结段。
蒸汽凝结段是用蒸汽凝结时放出的汽化潜热加热给水，带有一定过热度的蒸汽从两侧沿整个管系向心流进整个凝结段管束。
不凝结气体由管束中心部位的排气管排出，排气管是沿整个凝结段设置，确保不凝结气体及时有效地排出高加，以防止降低传热效果。
（3）疏水冷却段。
疏水冷却段同样是用包壳板、挡板和隔板等将该段的加热管束全部密封起来。
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，并保证疏水端差满足设计要求。
1.2 高压加热器端差增大的危害如果高压加热器运行中的端差远高于设计值，以及由于内部损坏导致停运，对机组的热经济性影响很大。
另外还可能伴随着产生受热面超温、轴向推力增大，甚至汽轮机水冲击等严重危害机组安全的现象。
2 高压加热器端差异常增大原因分析2.1 高压加热器设计制造、检修维护、正常运行失误（1）高加设计、制造存在缺陷。
主要表现在：高加内部管系的管子与管板之间采用机械胀管、管口焊接的方式，胀接力与胀接长度不够，制造工艺质量较差。
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高加端差有上端差（加热器进气压力下的饱和温度与出水温度的差值称为上端差,也称传热端差）和下端差（正常疏水温度与进水温度的差值称为下端差）
什么是高压加热器的上、下端差上端差过大、下端差过小有什么危害
（1）
上端差是指高压加热器抽汽饱和温度与给水出水温度之差；下端差是指高加疏水与高加进水的温度之差；
（2）
上端差过大，为疏水调节装置异常，导致高加水位高，或高加泄漏，减少蒸汽和钢管的接触面积，影响热效率，严重时会造成汽机进水；
（3）
下端差过小，可能为抽汽量小，说明抽汽电动门及抽汽逆止门未全开；下端差大原因或疏水水位低，部分抽汽未凝结即进入下一级，排挤下一级抽汽，影响机组运行经济性，另一方面部分抽汽直接进入下一级，导致疏水管道振动。
正常运行中，排除加热器泄漏的可能，引起加热器端差大（一般指下端差）的最大原因是加热器水位低以及内部积空气。
那么水位低将引起该高加疏水带汽，减少了抽汽的放热时间，即还未对给水充分换热就随同疏水被带走了，影响了回热热效率。
加热器中积聚过多空气同样严重影响换热，因为空气是不可凝结气体，它排挤了一部分凝结放热量，故回热效率降低。