CN103776652B - 一种高压加热器性能检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压加热器性能检测方法及系统，应用于加热器技术领域，该方法包括：确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况；确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况；确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况；确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况；确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。本发明能够在机组检修前确定出引起高压加热器性能下降的原因，进而再判断是否需要解列拆分高压加热器进行维修，相比于现有技术，本发明具有检修成本低、实施简单、检修工期短等优点。

Description

一种高压加热器性能检测方法及系统

技术领域

本发明涉及加热器技术领域，具体地，涉及一种高压加热器性能检测方法及系统。

背景技术

高压加热器是一种表面式换热器，是火力发电厂会热系统中的主要换热设备，用于利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，实现回热循环。

高压加热器在运行过程中往往会出现性能降低的现象，使得锅炉最终给水温度降低。为了确定高压加热器性能降低的原因，目前常用的方法是在机组检修期间，将高压加热器解列拆分后通过人工检查确定，但这种方法存在检修成本高、实施困难、检修工期长等缺点。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种高压加热器性能检测方法及系统，以解决现有技术通过先将高压加热器解列拆分后再检查确定高压加热器性能下降的原因时，存在检修工期长、检修成本高等问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种高压加热器性能检测方法，包括：

从分散控制系统DCS数据库中获取高压加热器的下端差数据，通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况；

测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况；

对高压加热器的出水进行水质化验，并通过将所述水质化验的结果与水质监测合格标准进行对比，确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况；

从DCS数据库中获取给水泵出口母管的温度，并通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况；

测量高压加热器分水隔板的出水侧温度，并通过分析所述分水隔板出水侧温度的变化趋势，确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

一种高压加热器性能检测系统，包括：分析处理器、第一温度传感器、水质监测仪、第二温度传感器；其中，

所述第一温度传感器，装设于高压加热器出口与大旁路的汇合处，用于测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度；

所述水质监测仪，装设于高压加热器的出口处，用于对高压加热器的出水进行水质化验

所述第二温度传感器，装设于高压加热器分水隔板的出水侧，用于测量高压加热器分水隔板的出水侧温度；

所述分析处理器，分别连接分散控制系统DCS数据库、所述第一温度传感器、所述水质监测仪和所述第二温度传感器；用于从所述DCS数据库获取高压加热器的下端差数据，并通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况；从所述第一温度传感器获取高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况；从所述水质监测仪获取高压加热器的出水水质化验结果，并通过将所述水质化验结果与水质监测合格标准进行对比，确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况；从所述DCS数据库中获取给水泵出口母管的温度，并通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况；从所述第二温度传感器获取高压加热器分水隔板的出水侧温度，并通过分析所述分水隔板出水侧温度的变化趋势，确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

借助于上述技术方案，本发明获取了运行过程中高压加热器的下端差、高压加热器出口与大旁路汇合处的温度、高压加热器的出水水质化验结果、给水泵出口母管的温度、高压加热器分水隔板的出水侧温度等多项信息，并通过相关的数据分析处理，对引起高压加热器性能下降的主要原因进行一一判断，最终确定出引起高压加热器性能下降的原因所在。本发明能够在机组检修前确定出引起高压加热器性能下降的原因，进而再判断是否需要解列拆分高压加热器进行维修，相比于现有技术，本发明具有检修成本低、实施简单、检修工期短等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的高压加热器性能检测方法的流程示意图；

图2是本发明提供的高压加热器性能检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种高压加热器性能检测方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S11，从DCS（Distributed Control System，分散控制系统）数据库中获取高压加热器的下端差数据，通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况。

具体的，下端差是高压加热器的疏水温度与进水温度的差值。当高压加热器中的水位情况属于正常范围时，不论水位上升还是下降，其下端差基本保持不变，据此可以预先设置一下端差基准值作为用于判断水位情况是否在正常范围的下端差标准。由于汽轮机出厂时厂家提供的热平衡图会给出高压加热器的标准疏水温度和进水温度，在具体实施本发明时，下端差基准值就可以由该热平衡图给出的标准疏水温度和进水温度计算求出。

在一种较佳的实施例中，步骤S11中通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：计算所述下端差数据与所述预设的下端差基准值之间的差值；判断所述差值的绝对值是否大于预设的第一阈值，若是，则确定存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况。

当高压加热器中的水位情况属于正常范围时，实际得到的下端差与所述预设的下端差基准值相比，不可能完全相等，可能会出现较小的浮动，考虑到这一点，本发明在具体实施时，可以预先根据正常范围内的浮动情况设置一第一阈值，当实际得到的下端差与所述预设的下端差基准值之间的差值绝对值小于该第一阈值时，即将二者视为相等。

步骤S12，测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

大旁路是从给水泵出口母管至高压加热器最终出口之间的一段管路，其所起的作用是在高压加热器出现问题需要解列拆分时，给水可以直接从给水泵进入到锅炉中。实际运行过程中，大旁路可能存在泄漏，使得给水直接汇入蒸汽冷却口的出口，导致最终给水温度降低，据此，可以在高压加热器出口与大旁路汇合处装设一温度传感器，测量此处的温度，然后将此处测得的温度与锅炉给水温度进行对比，若此处的温度大于锅炉给水温度，则说明大旁路存在泄漏情况。

在一种较佳的实施例中，步骤S12中通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：判断所述汇合处的温度与所述锅炉给水温度的差值是否大于预设的第二阈值，若是，则确定存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

考虑到实际运行中，高压加热器出口与大旁路汇合处的温度与锅炉给水温度不可能完全相等，考虑到这一点，本发明在具体实施时，可以预先设定一第二阈值，当实际测量得到的该汇合处的温度与锅炉给水温度的差值大于该第二阈值时，说明从高压加热器出口与大旁路的汇合处到锅炉最终给水时，给水温度已经下降到一定程度，此时可确定大旁路存在泄漏情况。

步骤S13，对高压加热器的出水进行水质化验，并通过将所述水质化验的结果与水质监测合格标准进行对比，确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况。

随着高压加热器的长期运行，其内部往往会出现结垢现象，这种现象的产生于水质有直接关系，当水质情况恶化时结垢现象会更容易出现。据此，在高压加热器的出口处装设水质监测仪，用于对高压加热器的出水进行水质化验，并将其化验结果与水质监测合格标准进行对比，从而确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况。

步骤S14，从DCS数据库中获取给水泵出口母管的温度，并通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况。

实际运行中，如果给水泵出口母管的温度偏低，则即使经过高压加热器的加热作用，最终给水温度也还是会偏低于正常标准，据此，可根据正常情况下的给水泵出口母管温度设置一母管温度标准值，作为判断给水泵出口母管的温度是否偏低的标准。

在一种较佳的实施例中，步骤S14中通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：判断所述预设的母管温度标准值与所述给水泵出口母管温度的差值是否大于预设的第三阈值，若是，则确定存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况。

实际运行中给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值不可能完全相等，考虑到这一点，本发明在具体实施时，可以预先设定一第三阈值，当预设的母管温度标准值与实际运行中给水泵出口母管温度的差值大于该第三阈值时，说明实际的给水泵出口母管温度已经低到一定程度，此时可确定存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况。

步骤S15，测量高压加热器分水隔板的出水侧温度，并通过分析所述分水隔板出水侧温度的变化趋势，确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

由于高压加热器具有水流量大和水压大的特点，其分水隔板的人孔螺栓长期受到高压给水和大流量冲蚀的影响，久而久之，部分人孔螺栓的紧固力矩就会降低，出现松动、脱落、缝隙等现象，导致部分给水直接从人孔螺栓的缝隙流向高压加热器出口，随着水流的冲蚀，人孔螺栓处的缝隙会越来越大，其紧固力矩进一步下降，最终就会导致密封垫被给水冲破而造成更大的泄漏，泄漏量增大就会直接造成给水温度的降低。在上述过程中，如果分水隔板出现泄漏，则分水隔板出水侧的温度将会出现下降，据此可以在高压加热器分水隔板的出水侧装设一温度传感器，用于测量分水隔板出水侧的温度，并根据该分水隔板出水侧温度的变化情况，确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

在一种较佳的实施例中，步骤S15中通过分析所述分水隔板出水侧温度的变化趋势，确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：当确定所述分水隔板出水侧温度的变化趋势为持续下降时，确定存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

由于分水隔板处的泄漏并不是一次形成的，而是随着时间的推移逐渐形成的，考虑到这一点，就可以通过监测分水隔板出水侧温度的变化趋势是否为持续下降来确定隔板是否存在泄漏的情况；具体实施时，可根据实际操作经验确定一时间段作为是否持续下降的判断标准，例如，可以将机组的检修周期确定为是否持续下降的判断标准，假设机组每半年检修一次，则在最近半年时间内，若监测分水隔板出水侧温度的变化趋势为持续下降，就确定隔板存在泄漏的情况。

需要说明的是，本发明提供的上述方法中步骤S11～S15之间是独立执行的关系，因此各步骤的执行顺序可以任意设置，例如可以依次执行，也可以同时执行，本发明对此不作具体限定，即以上说明仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，选择其它任何执行顺序均应包含在本发明的保护范围之内。

具体实施时，可以在发现锅炉给水温度降低时，执行本发明提供的上述方法以确定具体导致高压加热器性能下降的原因，也可以在运行过程中一直执行本发明提供的上述方法，并在确定有导致高压加热器性能下降的因素存在时，执行报警手段，以尽快通知相关人员检修。

相应的，本发明还提供一种高压加热器性能检测系统，如图2所示，该系统包括：分析处理器201、第一温度传感器202、水质监测仪203、第二温度传感器204；其中，

第一温度传感器202，装设于高压加热器出口与大旁路的汇合处，用于测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度；

水质监测仪203，装设于高压加热器的出口处，用于对高压加热器的出水进行水质化验

第二温度传感器204，装设于高压加热器分水隔板的出水侧，用于测量高压加热器分水隔板的出水侧温度；

分析处理器201，分别连接分散控制系统DCS数据库、第一温度传感器202、水质监测仪203和第二温度传感器204；用于从DCS数据库获取高压加热器的下端差数据，并通过将下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况；从第一温度传感器202获取高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并通过将汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况；从水质监测仪203获取高压加热器的出水水质化验结果，并通过将水质化验结果与水质监测合格标准进行对比，确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况；从DCS数据库中获取给水泵出口母管的温度，并通过将给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况；从第二温度传感器204获取高压加热器分水隔板的出水侧温度，并通过分析分水隔板出水侧温度的变化趋势，确定是否存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

如图2所示的系统中，分析处理器201具体用于：计算下端差数据与预设的下端差基准值之间的差值；判断差值的绝对值是否大于预设的第一阈值，若是，则确定存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况。

如图2所示的系统中，分析处理器201具体用于：判断汇合处的温度与锅炉给水温度的差值是否大于预设的第二阈值，若是，则确定存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

如图2所示的系统中，分析处理器201具体用于：判断预设的母管温度标准值与给水泵出口母管温度的差值是否大于预设的第三阈值，若是，则确定存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况。

如图2所示的系统中，分析处理器201具体用于：当确定分水隔板出水侧温度的变化趋势为持续下降时，确定存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

具体实施时，本发明提供的上述系统中还可以包括一与分析处理器201连接的报警装置，用于在分析处理器201确定有导致高压加热器性能下降的因素存在时，进行报警，以尽快通知相关人员检修。

图2所示的高压加热器性能检测系统与图1所示的高压加热器性能检测方法基于相同的发明思想实现，其具体实施方式可参照前述对高压加热器性能检测方法的介绍，此处不再赘述。

本发明获取了运行过程中高压加热器的下端差、高压加热器出口与大旁路汇合处的温度、高压加热器的出水水质化验结果、给水泵出口母管的温度、高压加热器分水隔板的出水侧温度等多项信息，并通过相关的数据分析处理，对引起高压加热器性能下降的主要原因进行一一判断，最终确定出引起高压加热器性能下降的原因所在。本发明能够在机组检修前确定出引起高压加热器性能下降的原因，进而再判断是否需要解列拆分高压加热器进行维修，相比于现有技术，本发明具有检修成本低、实施简单、检修工期短等优点。

实施例一

某发电厂1号机组6、7号高压加热器出水温度出现降低现象，通过一些试验进行分析判断。分析认为引起给水温度偏低的主要原因与以下因素有关：

A)高压加热器运行水位不正常；

B)高压加热器大旁路泄漏现象；

C)水质恶化，导致出现结垢现象；

D)给水泵出口母管温度偏低；

E)高压加热器水室的进水与出水间的隔板损坏。

针对以上因素，现场进行了排查：于2012年5月16日针对高压加热器水位进行了调整，从DCS数据库获取相应的下端差数据，如表1所示。

表1

从表1中可以观察通过对高压加热器水位进行调整，不论水位上升、水位下降，下端差均未发生明显变化，因此可以排除存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况。

1号机大修前性能试验期间记录的给水泵出口给水温度为184.02℃，高于预先设计的标准值182.87℃，从而可以判断并不是因为给水泵出口母管温度偏低造成引起的高压加热器性能下降情况。

测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并将其与锅炉给水温度进行对比，排除了高压加热器大旁路泄漏情况。

现场运行的6号、7号高压加热器均为08年投入运行，运行期间水质化验合格，可能存在结垢现象，建议大修期间检查是否存在结垢。

测量高压加热器分水隔板的出水侧温度，并分析该测量温度的变化趋势，确定出存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。建议大修期间解列高压加热器，并进行检查。

最终在大修期间进行了高压加热器解列检查，发现存在分水隔板泄漏情况。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压加热器性能检测方法，其特征在于，包括：

从分散控制系统DCS数据库中获取高压加热器的下端差数据，通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况；

测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况；

在高压加热器运行期间对高压加热器的出水进行水质化验，并通过将所述水质化验的结果与水质监测合格标准进行对比，确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况；

从DCS数据库中获取给水泵出口母管的温度，并通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况；

测量高压加热器分水隔板的出水侧温度，并且当确定所述分水隔板出水侧温度的变化趋势为在一预设时间段内持续下降时，确定存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

2.根据权利要求1所述的高压加热器性能检测方法，其特征在于，所述的通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：

计算所述下端差数据与所述预设的下端差基准值之间的差值；

判断所述差值的绝对值是否大于预设的第一阈值，若是，则确定存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况。

3.根据权利要求1所述的高压加热器性能检测方法，其特征在于，所述的通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：

判断所述汇合处的温度与所述锅炉给水温度的差值是否大于预设的第二阈值，若是，则确定存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

4.根据权利要求1所述的高压加热器性能检测方法，其特征在于，所述的通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况，具体包括：

判断所述预设的母管温度标准值与所述给水泵出口母管温度的差值是否大于预设的第三阈值，若是，则确定存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况。

5.一种高压加热器性能检测系统，其特征在于，包括：分析处理器、第一温度传感器、水质监测仪、第二温度传感器；其中，

所述第一温度传感器，装设于高压加热器出口与大旁路的汇合处，用于测量高压加热器出口与大旁路汇合处的温度；

所述水质监测仪，装设于高压加热器的出口处，用于在高压加热器运行期间对高压加热器的出水进行水质化验；

所述第二温度传感器，装设于高压加热器分水隔板的出水侧，用于测量高压加热器分水隔板的出水侧温度；

所述分析处理器，分别连接分散控制系统DCS数据库、所述第一温度传感器、所述水质监测仪和所述第二温度传感器；用于从所述DCS数据库获取高压加热器的下端差数据，并通过将所述下端差数据与预设的下端差基准值进行对比，确定是否存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况；从所述第一温度传感器获取高压加热器出口与大旁路汇合处的温度，并通过将所述汇合处的温度与锅炉给水温度进行对比，确定是否存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况；从所述水质监测仪获取高压加热器的出水水质化验结果，并通过将所述水质化验结果与水质监测合格标准进行对比，确定是否存在水质不合格引起的高压加热器性能下降情况；从所述DCS数据库中获取给水泵出口母管的温度，并通过将所述给水泵出口母管的温度与预设的母管温度标准值进行对比，确定是否存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况；从所述第二温度传感器获取高压加热器分水隔板的出水侧温度，并且当确定所述分水隔板出水侧温度的变化趋势为在一预设时间段内持续下降时，确定存在分水隔板泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

6.根据权利要求5所述的高压加热器性能检测系统，其特征在于，所述分析处理器具体用于：

计算所述下端差数据与所述预设的下端差基准值之间的差值；

判断所述差值的绝对值是否大于预设的第一阈值，若是，则确定存在水位不正常引起的高压加热器性能下降情况。

7.根据权利要求5所述的高压加热器性能检测系统，其特征在于，所述分析处理器具体用于：

判断所述汇合处的温度与所述锅炉给水温度的差值是否大于预设的第二阈值，若是，则确定存在大旁路泄漏引起的高压加热器性能下降情况。

8.根据权利要求5所述的高压加热器性能检测系统，其特征在于，所述分析处理器具体用于：

判断所述预设的母管温度标准值与所述给水泵出口母管温度的差值是否大于预设的第三阈值，若是，则确定存在给水泵出口母管温度偏低引起的高压加热器性能下降情况。