高压加热器疏水端差大原因分析及对策71

高压加热器疏水端差大原因分析及对策
摘要：高压加热器是汽轮机发电机组回热系统中的重要辅机设备，运行高压加热器可提高锅炉给水温度，降低机组能耗。

本文从运行角度分析，根据系统运行参数、疏水装置、控制仪表附件以及操作人员水平等因素，分析了高压加热器疏水端差偏大的原因和危害，并提出详尽的应对策略，对高压加热器的设计、制造及电厂运行具有借鉴意义。

关键词：机组；高压；加热器；疏水；端差；偏大；原因；对策
前言
高压加热器是电厂回热系统中的重要组成设备，其运行性能的好坏，与机组的经济性密切相关。

衡量高压加热器性能参数主要有给水温升、给水端差、疏水端差及管、壳程介质压降等，其中疏水端差(又称下端差)是指离开加热器壳侧的疏水温度与进入管侧的给水温度之差。

本厂高压加热器实际运行时的疏水端差较设计值偏差较大，最高达22℃，大大降低了回热系统的经济性和安全性。

因此，找出导致疏水端差过大的原因并采取措施降低疏水端差显得尤为重要。

设备简介：申皖公司一期两台汽轮机均采用上海汽轮机有限公司与德国西门子联合制造的产品，该机组四台高压加热器均为上海动力设备有限公司生产，其结构为卧式U型管管板式。

A9（调整抽汽）、A8、A7（高压缸排汽）、A6级抽汽分别供给四台高压加热器，高压加热器疏水在正常运行时采用逐级串联疏水方式，最后一级（A6高加）疏至除氧器。

一、高压加热器疏水端差偏大的影响
本厂自2016年投产以来，#1机组四台高加疏水端差均不同程度的高于设计值（5.6℃），其中A8加热器疏水端差最高达22℃。

疏水端差过大会导致以下三方面问题：一是高压加热器的实际换热量低；二是疏水端差过大意味着疏水温度过高，因此疏水温度更接近饱和温度，在疏水管中容易产生汽液两相流，疏水容积流量增加，流速加快，造成疏水管道振动。

由于流速增加，流体将对管道产生很大得冲刷力，严重的会使疏水管道弯头吹损、破裂、危及加热器及回热系统的安全；三是疏水温度过高会加重下级高加的工作负荷，造成下级疏水端差进一步增大。

二、高压加热器疏水端差偏大的原因
本厂高压加热器为上海动力设备有限公司生产，在设计、制造方面已经比较成熟，本次分析暂且忽略设计、制造原因，仅从运行角度分析，系统运行参数、疏水装置、控制仪表附件以及操作人员水平等因素均可影响疏水端差数值，主要表现在以下几个方面:
高压加热器运行水位过低，不能浸没疏水冷却段的疏水入口，疏水中带有蒸汽，蒸汽就会进入疏水冷却段，使疏水温度增大，进而影响疏水冷却段内部的传热效果。

(2)压力表、温度计、液位计等系统仪表精度等级偏低或显示不准确；高压加热器系统内阀门密封不严，例如：危急疏水调节阀出现泄漏；正常疏水调节阀动作不灵敏，发生锈蚀等现象。

(3)水室内部的分程隔板、水室包壳板或管子与管板连接处出现泄漏，造成给水短路。

（4)汽轮机组及回热系统内其他换热设备未正常运行，造成高压加热器系统运行参数偏离设计值过大。

三、应对策略
1、依据高压加热器设计部门提供的水位控制图标注的水位，对各台高压加热器单独进行水位调整试验，以确定该台高压加热器的合理运行水位。

试验原因：尽管高压加热器在制造完工出厂前都表明正常水位位置，但是水
位取样的上下接口处在不同的位置，在伯努利动量效应作用下，不同的流速会产
生不同的静压，使上下取样口之间产生一个静压差，仪表显示的水位高于设备内
部的真实水位。

由于设备内部各处介质流速无法精确计算，现场多是根据加热器
疏水端差设计值作为衡量标准，对水位进行调整，直至加热器疏水端差与设计值
一致。

(2)确定原则：在水位调整试验过程中，要使给水出口温度基本不降低，将水
位提高至一定高度后，监测并记录疏水端差的变化情况。

(3)试验过程：试验期间保持机组在设计工况下运行，负荷基本不变。

试验全
过程需汽机运行、热工控制及其他专业相关人参与，由专人统一指挥调度，同时
解除高压加热器水位自动控制，由人工监控高压加热器运行。

专人负责记录给水
进出口温度、疏水出口温度、进汽压力、疏水调节阀开度及水位计读数等各项参数。

试验开始后，首先将正常疏水调节阀开度缓慢关小，水位缓慢升高，每次升
高水位5~10mm，然后保持稳定约15min，按要求记录各项运行参数。

试验需分
若干次操作并记录，直至该台高压加热器的给水出口温度开始呈现下降趋势时为止，即该水位已开始淹没部分凝结段换热管，此时应结束试验并恢复正常运行。

试验结果：试验按高压加热器疏水端差由大到小的顺序逐步进行。

经过水位
调整试验后，A8高加的疏水端差降低到7℃左右，其他三台高加的疏水端差也都
较接近设计值。

可见，高加的水位对疏水端差的影响是很大的。

2、在高压加热器运行期间，需加强对设备、仪表等使用情况的检测。

(1)检查压力表、温度计、液位计等系统仪表准确性及灵敏度，对有问题设备
进行校正或更换。

(2)检查给水三通阀、疏水调节阀、危急疏水调节阀等系统所有阀门的灵敏度，锈蚀程度及密封性。

若存在缺陷，需及时检修改进，确保高压加热器系统无漏流
短路。

3、设备检修期间，应打开水室人孔，检查水室内分程隔板的密封性，检查水室内包壳板是否有焊缝开裂及分程隔板变形等缺陷，如发现有缺陷应及时进行修复。

4、加强回热系统内其他换热设备的运行监视，若出现运行参数偏离设计值过大的情况，应及时进行分析处理。

结束语
通过对高压加热器疏水端差偏大的影响因素分析并采取了相应的对策，收效
显著。

高压加热器疏水端差的下降，不仅提高了机组的热经济性，而且还保证了
机组的安全运行。

参考文献
[1]蔡锡琮.高压给水加热器[M].北京:水利电力出版社.1995.
[2]美国热交换器协会HEI给水加热器标准[S].
[3]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册[M].北京:机械工业出版社.2004.
[4]电站用高压加热器设计说明书.上海电站辅机厂.2014.
作者简介
董诗峰（1988-04-07），男，汉族，籍贯：江苏徐州沛县，当前职务：汽机主管，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：汽轮机运行。