电厂高加维修技术方案要点一 . 概述1. 火力发电厂的高压给水加热器 （以下简称 “高加” ） 是利用汽轮机的抽汽加热锅炉给水的换热装置电厂配置了给水加热系统以后，可以提高电厂热效率 10-12%（高的可达 15%左右）节省燃料，并有利于机组安全运行高加的运行就是利用汽轮机已做部分功的蒸汽来加热锅炉给水汽轮机在高压缸中间的抽气用作 3#和 2# 高加设备进汽，在中压缸抽汽可提供1# 高加进汽给水通过蒸汽以及饱和水的加热后，在进入锅炉气包之前已加热到较高的温度，可减少燃煤的加热过程，使锅炉热效率提高如果高加发生故障而停运，届时给水就改道旁路管道而进入锅炉，没有经过高加加热的水在锅炉中吸收热量增加，因此降低了锅炉的蒸汽蒸发量，造成过热器中的蒸汽过热度提高，有可能造成过热器被损坏；高加停运，汽轮机的膨胀差增大，威胁汽轮机的安全因此，高加停运可能使电厂发电负荷降低 10-15%并且给汽轮机的安全运行造成损害2. 高加简介高加由水室、管系、壳程筒体等结构组成，通常设计为二段式与三段式两种一般在小型机组设计成二段式，而大中型高加在结构上允许时，都装设“疏冷段”即按三段式设计因此，目前的高加结构设计都采用过热段、冷凝段、疏冷段三段结构设计。
本案的设计选用三段结构设计3. 高加的结构简介3.1 水室的结构：水室有水室筒体、封头、进出水接管、倒拔伍德式密封人孔等组成近年来，高加水室一般采用两种结构形式，一种是直管段式，另一种是半球形式直管段式直管下部与管板焊接、上部与密封组件焊接，水室空间较大，进出方便，有利于人员维修一般直管段材料采用 20MnMO锻件；半球形水室与管板直接焊接由于直径超过1200mm勺半球形封头已能 容纳维修人员在水室内进行检修，而且半球形封头受力好，可减薄钢板厚度或将富余的金属用于开孔补强，同时又能省去圆筒形的短节一般半球形封头的材料选用 Q345R3.1.2 人孔目前人孔的设计结构目前有两种结构3.1.2.1 内压自紧式密封结构：国内外采用此结构的人孔设计结构形式较广泛，一般采用300X400mnW圆形人孔配上专用工装，可将椭圆人孔 盖拿出来以便可更换密封垫该结构充分利用了内压的自紧力，使预紧的螺栓直径大大减小，一般采用4个M48X 4的螺栓即可在内压超过预紧力时， 可利用内压来压紧垫片， 内压越高密封的轴向力越大， 密封效果越好3.1.2.2 改进伍德式自紧密封结构：这种结构顶盖斜面的分力压紧密封垫。
它需要螺栓（如8个M30X 3.5或1个M64X 4的牵制螺栓进行倒吊 牵制达到预紧密封，利用内压力来推动顶盖达到运行工况的密封当检修时，顶盖可以取出，增大了检修空间以上两种自紧式密封，使水室的人孔结构简洁，轻巧较之于平垫或双锥密封的大螺栓连接， 结构上要简便许多， 节省了大量金属， 拆卸顶盖、检修亦方便；占用设备空间要小得多，密封也非常可靠因此，以上两种自紧式密封结构，已在高加设备设计上占据了绝对的主导地位采用直管段水室和改进伍德式自紧密封结构，虽然造价交半球形封头高，但检修空间更大因此，本案设计选用改进伍德式自紧密封结构3.1.3 分程隔板：分程隔板的盖板一般采用不锈钢，以提高其高温防冲刷磨损的能力及 提高热强性若分程隔板不能密封，势必造成给水未经加热就旁路出口， 降低了出水温度同时亦降低了电厂效率与封头相焊的隔板框架可采用碳 钢，一般采用、」6mmi的钢板3.2 管系：管系由管板、换热管、过热段、冷凝段及疏冷段、空气抽 出管、折流板等组成3.2.1 管板结构：管板是高加设备中最重要的的零件之一，一般为 20MnMO大型碗状锻件，成本较高3.2.2 换热管结构：高加换热管一般采用 GB5310-2008优质碳素钢（如 20G）或ASMESA-556MCW压无缝钢管。
本案设计结构采用 &16X 2.5的SA-556MC於拔 无缝钢管一般钢管制造厂均可按不同的弯管半径，弯好后供货并且可根 据弯曲半径的大小进行弯管段局部消除应力热处理例如：江苏一公司的 国产化高加换热管，它的产品质量已经达到德国或日本的钢管质量水平， 因此它已可替代进口管高加换热管是高加进行传热的重要界面，由于不断受到高温、高压水 的冲刷（管内给水流速一般达 2m/s）特别是管板上表面至管内距离为100〜125mn^度处，给水对管子的冲蚀尤为严重因此，本案在管口端加 设防冲套管，以提高换热管的使用寿命管子与管板的连接采用预胀、焊 接、液压贴胀胀接以减小口部胀接应力对管子的壁厚公差需相应提出要 求，严格按照GB151-1999《管壳式换热器》的要求进行一般情况假如负 偏差超标，容易造成液压胀管器胀杆前后的 O形橡胶圈在升压时由于间隙 过大而压力上不去，造成设计的胀度达不到要求；若正偏差超标则会造成 胀杆插不进换热管或插入困难3.2.3过热段、冷凝段、疏冷段1.1.1.1 过热段 ： 高温抽气进入过热段包壳内经过隔板造成蒸汽多道折流后，使过热的蒸汽冷却至高于饱和温度 25-30 ℃（通常取T2=Ts+25C）时，出口至冷凝段。
在高温蒸汽入口冲击部位应设有不锈钢防冲挡板， 蒸汽返回向上流动进入包壳上部半圆形族孔结构，蒸汽气流得到分散以直接冲击换热管 过热段出口高于饱和温度 25℃的蒸汽是为了保持管子壁面的干燥，如果低于饱和温度时会凝结水，在高速的蒸汽带水的冲击下会引起严重冲刷磨损腐蚀因此需要控制进入冷凝段蒸汽的过热度过热段内蒸汽的传热系数低，约为冷凝段的 28%左右，过热段内蒸汽流速一般不超过25m/s因此设置过热段结构是为了改善热交换1.1.1.2 冷凝段 ：对于立式式筒体，在水位线以上均为蒸汽蒸汽与换热管外壁面相接触，壁面温度低于蒸汽饱和温度，使蒸汽冷凝成水，在外壁面上形成一层液膜由于在筒体内蒸汽凝结为蒸汽流速不高， 此液膜呈层流流动，成为液膜层流放热由于立式结构液膜距离长，液膜越积越厚，传热效果越差；对于卧式筒体管子水膜流下的距离短、水膜薄、传热效果较好 在相同情况下的单根管子，卧式高加的蒸汽放热系数是立式高加的约为 1.7 倍， 虽然卧式下面管排的水膜亦较厚，但平均传热效果卧式优于立式但本案由于立式结构已经确定，无回旋余地1.1.1.3 疏冷段 ：设置疏冷段是为了充分利用余热量提高给水温度；设立疏冷段使疏水出口温度低于饱和温度， 并使疏水初出口温度与高加给水温度之差为 5.6 ℃ -8.3 ℃。
疏冷段是由包壳与疏冷端板组焊而成的密封腔，假如疏冷段泄漏，则饱和水缩短了换热路程，造成给水温度降低，疏水出口温度升高，满足不了下端差的规定值疏冷端板为保证密封，一般设计厚度为S 70mm端板孔径大小与公差与管板相同一般结构是端板与 换热管通过端板厚度70mm^内贴胀30-40mmB达到密封效果这样需要 采用长距离的液压胀杆内伸至需贴胀的部件进行胀接， 需要准确定位， 否则会造成管子胀破的问题3.2.4 空气抽出管： 高加壳内的空气等不凝结气体的积聚与停滞在换热管区域会形成类似绝热层一样影响液膜的热交换以及对金属产生腐蚀因此布置抽空气管，由蒸汽携带而排放至扩容器、除氧器或凝汽器内排放量约为 0.5%进入高加的蒸汽量 每台高加的空气抽出管应连续地排放空气，并各自单独连接到扩容器、除氧器或凝汽器中而不能将排气管接到下一级高加上，否则造成最后一级高加的空气膜层太大增加，严重影响传热，降低了给水出口温度而电厂效率下降，还将降低管子使用寿命因此，这样系统设计是错误的3.2.5 折流板： 整个管系由拉杆固定折流板后， 用螺母固定后并点焊牢固折流板间距一般在 400mm-550mrfc右，美国换热器协会 HEI《表面式 给水加热器》要求间距不大于600mm间距太大会造成管系振动。
在U形管 弯头中心线之外200mme围内必须予以支撑，否则需对弯头部份进行支撑3.3 壳程筒体： 立式结构通常采用两段式结构 过热段壁厚比冷凝段和疏冷段厚一些；支撑采用裙座式支撑二 . 高加运行存在的问题1. 管子及管子与管板的泄漏1.1 管子及管板胀口泄漏， 是高加存在的普遍问题 一般情况下高加泄漏堵管率不能超过 10％，否则要进行更换1.2 管板以下内部管子泄漏2. 高压加热器装置密封泄漏高压加热器是通常采用自紧式密封，由于长期运行高压加热器密封间隙处因冲刷腐蚀发生泄漏3. 疏水系统自动调节系统不能正常运行高加疏水系统通常采用汽液两相流疏水自动调节系统疏水装置自动调节系统阀芯质量差不能正常运行，经常产生汽体跟随疏水一起流过阀体造成汽液同时排出，此时会常低水位运行，或经常性无水位运行，造成高加振动较大或产生疲劳应力，损坏换热管；还会造成疏水管冲刷严重，其碳钢弯头频繁被冲坏4. 水位计及水位讯号装置不能正常运行水位计不能正常运行是热电厂普遍存在的问题，几乎不能投用有的高加自投运以来一直正常运行，但电接点投运后不久即坏，看不准有的单位对水位计采用磁反板水位计进行改进，运行效果也不理想5. 水侧保护不可靠热电厂高加危急疏水管道上一次阀门为手动阀门，电动阀不能正常运行。
所以，拆除了电动阀，运行中无法检修危急疏水阀上述 3— 5项问题的产生都会造成高加设备运行不稳定， 产生负荷变化，对换热管和管板产生交变应力，成为换热管泄漏的隐患三 . 存在问题的原因分析以及处理对策本案针对上述高加普遍存在的问题，加以归纳总结，提出以下的针对性措施1. 关于胀口及钢管泄漏分析通常状况下，胀口泄漏主要原因可归结为不合理的结构和工艺设计、胀接和焊接质量不良及不适当的运行操作方式而管子本身泄漏，除了管材质量外，主要是冲刷腐蚀、应力腐蚀及振动等原因1.1 由于机组启停频繁：启停时其温度变化率超过规定的允许值，结果使高压加热器内部管子及管板温度急剧变化，从而产生一定的交变热应力，在这种应力的作用下，管子受到疲劳损伤破坏1.2 高压加热器疏水水位不稳定：高压加热器运行时，其疏水水位的热工测量信号与实际的水位不符，即实际水位在要求范围内，而测量的水位信号却反映偏高或偏低， 造成所谓的 “虚假水位 ” ， 当反映偏高时， 危急疏水电动门自动开启，导致高加低水位或无水位运行 ; 当反映偏低时，危急疏水电动门自动关闭，疏水水位逐步升高，导致高水位保护动作，危急疏水电动门又再次开启，甚至由于测量水位信号误动而导致高压加热器解列。
无论是测量水位反映偏高或偏低，均使得危急疏水电动门频繁开关，使管束受到不应有的冲刷、震动、管板过热，从而加速了管子的损坏程度其次选用的疏水系统不合理或疏水装置质量较差也会严重导致高压加热器疏水水位不稳定1.3 高加热器危急疏水调节门不严：机组为了提高安全运行可靠性，高压加热器通常装设了危急疏水系统，但由于国产疏水调节门质量不过关，造成内漏，不能保持一定的疏水水位，致使管子长时间受到汽水冲刷振动以及管板过热1.4 高压进汽门不严：高压加热器解列时，由于进汽门不严，仍有部分加热蒸汽漏入，造成管子过热，导致强度降低1.5 损坏断裂管子对周围的破坏：高压加热器内损坏断裂的管子端部处于自由状态，在高速气流的冲击下自由摆动，不断碰磨撞击断裂管周围的管子，扩大了周围管子的破裂泄漏1.6 高压加热器给水管子泄漏：高压给水在管子泄漏处高速喷出，将其周围管子呲伤1.7 高压加热器振动蒸汽在。