CN215982498U - 新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，包括高加疏水冷却段入口温度测点和高加汽侧压力测点，高压加热器疏水冷却段入口处设有高加疏水冷却段入口温度测点，高压加热器汽侧设有高加汽侧压力测点，高加疏水冷却段入口温度测点处的温度测量元件和高加汽侧压力测点处的压力测量元件测得数据均连接至DCS系统。本实用新型的有益效果是：本实用新型设置了疏水冷却段入口处温度测点和高加汽侧压力测点，用以实时监测疏水冷却段进口处的过冷度，并指导高加运行水位设置，确保在任何工况下高加管束均不受到工质的汽蚀损伤，解决高加频繁泄漏问题，延长高加使用寿命。

Description

新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置

技术领域

本实用新型涉及一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，属于发电机组技术领域。

背景技术

目前330MW火力发电机组普遍发生机组运行中3号高压加热器(以下简称高加)管束突发泄漏的缺陷，例如浙江浙能长兴发电有限公司4号机组3号高加管束近5年已泄漏10余次，累计堵管近百根，更有甚者，浙江省某电厂机组甚至近3年内就发生了10余次高加管束泄漏故障，堵管260余根，且泄漏频率在逐年上升。高加管束泄漏故障对机组运行经济性和安全性会造成严重影响，高加因泄漏退出运行后机组发电煤耗将会增加10g/KWh左右，泄漏量大时甚至还存在着引发汽轮机进水重大安全生产事故的风险。总之，高加管束泄漏故障会给机组安全经济运行带来诸多严重的不利影响，然而，当下能够有效预防高加管束泄漏的技术措施却非常有限，高加管束泄漏故障频发。

现役330MW火力发电机组高加一般为卧式U型管表面式换热器，抽汽进入高加后经过蒸汽过热段、蒸汽冷却段和疏水冷却段三部分，其中疏水冷却段是把离开凝结段的疏水热量传给进入加热器的给水，从而使疏水温度降到饱和温度以下。正常运行时抽汽凝结的水通过疏水冷却段底部入口方窗进入到疏水冷却段腔室内部，疏水冷却段入口处应充满水与凝结段出口端板配合形成密封，并必须保证入口处有一定的过冷度，否则流经疏水冷却段入口的水在流动中极易发生汽化，形成汽水两相流动，引起高加管束的汽蚀损伤。在机组快速降负荷过程中，高加汽侧压力会快速随之下降，疏水冷却段入口处对应的饱和温度也会快速随之下降，而疏水冷却段入口实际温度会滞后于饱和温度的下降速度，所以如果疏水冷却段入口水过冷度偏小，则在机组降负荷过程中极易发生疏水冷却段入口水蒸发而形成汽水两相流动的情况。汽水两相流动会对管束金属造成严重损伤，日积月累下金属表面会出现汽蚀斑点，局部管壁变薄，进而引发泄漏，重者可引起碎管和断管。同时，汽水两相流动还会增加高加疏水流阻，对高加正常疏水的流动造成干扰，不利于高加的热交换，从而降低其经济性。

根据高加结构可知，疏水冷却段入口处过冷度与高加运行水位密切相关，当高加水位较低，无管束被淹没时，理论上高加疏水冷却段入口处水为饱和水，无过冷度；当高加水位升高至淹没部分管束时，疏水冷却段入口处水变为过冷水，随着淹没管束的增多，疏水冷却段入口处水的过冷度随之增加。

浙江浙能长兴发电有限公司3号高加汽侧筒体进行了开窗检查，开窗后发现3号高加疏水冷却段进口处多根换热管存在汽蚀损伤的凹坑，进一步说明了高加泄漏的普遍原因是疏水冷却段入口水过冷度偏小引发汽化，汽水两相流动，进而引起了管束的汽蚀损伤。

既然高加管束的汽蚀损伤与高加疏水冷却段进口处过冷度密切相关，那么疏水冷却段的监视和控制则是防止高加管束泄漏的关键。然而，现役各火力发电机组高压加热器在出厂时均未设置疏水冷却段温度测点，无法直接监控到疏水冷却段过冷度情况，导致运行操作人员无法合理设置高加水位以保证在任何工况下均能确保疏水冷却段处不发生汽蚀损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置。

这种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，包括高加疏水冷却段入口温度测点和高加汽侧压力测点，高压加热器疏水冷却段入口处设有高加疏水冷却段入口温度测点，高压加热器汽侧设有高加汽侧压力测点，高加疏水冷却段入口温度测点处的温度测量元件和高加汽侧压力测点处的压力测量元件测得数据均连接至DCS系统。通过高压加热器疏水冷却段入口处温度测点及高加汽侧压力测点测得数据，计算出高压加热器疏水冷却段入口处过冷度，将该数据送至DCS操作系统，供运行操作人员实时监测，作为调整高压加热器运行水位的依据。

作为优选：在高加疏水冷却段进口处对应的外壳体处开有孔洞并安装有温度测量元件，开孔大小与温度测量元件相匹配。

作为优选：高加汽侧压力测点位置设在高压加热器筒体上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设置了疏水冷却段入口处温度测点和高加汽侧压力测点，用以监测疏水冷却段进口处的过冷度，并进行高加运行水位设置，确保在任何工况下高加管束均不受到工质的汽蚀损伤，解决高加频繁泄漏问题，延长高加使用寿命。

附图说明

图1为高压加热器疏水冷却段入口温度测点和高加汽侧压力测点位置示意图；

图2为高压加热器工作流程图。

附图标记说明：高加疏水冷却段入口温度测点1、高加汽侧压力测点2、1号高压加热器3、2号高压加热器4、3号高压加热器5、给水管道6、抽汽管道7、疏水管道8、水位调节管路9。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

高加正常运行时抽汽凝结的水通过疏水冷却段底部入口方窗进入到疏水冷却段腔室内部，疏水冷却段入口处必须保证有一定的过冷度(在1℃以上)，否则流经疏水冷却段入口的水在流动中极易发生汽化，形成汽水两相流动，引起高加管束的汽蚀损伤。

实施例一

本申请实施例一提供一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，增加疏水冷却段进口处温度测点用以监测到疏水冷却段进口处的过冷度，并指导高加运行水位设置，确保在任何工况下高加管束均不受到工质的汽蚀损伤，解决高加频繁泄漏问题，延长高加使用寿命。

3号高压加热器5的水侧进水口连接给水管道6，3号高压加热器5、2号高压加热器4和1号高压加热器3依次相连，1号高压加热器3的水侧出水口连接至省煤器；1号高压加热器3、2号高压加热器4和3号高压加热器5的汽侧进汽口分别连接汽轮机的抽汽管道7，1号高压加热器3、2号高压加热器4和3号高压加热器5的疏水出口通过疏水管道8逐级自流并最终连接至除氧器；1号高压加热器3、2号高压加热器4和3号高压加热器5分别设有水位调节管路9；1号高压加热器3、2号高压加热器4和3号高压加热器5的高加疏水冷却段进口处均设有高加疏水冷却段入口温度测点1；1号高压加热器3、2号高压加热器4和3号高压加热器5均设有高加汽侧压力测点2；高加疏水冷却段入口温度测点1处的温度测量元件和高加汽侧压力测点2处的压力测量元件测得数据均连接至DCS系统。

在高加疏水冷却段进口处对应的外壳体处开孔安装温度测量元件，开孔大小与所选温度测量元件相匹配，测温位置需确保在高加疏水冷却段进口处(如图1所示温度测点)，并将测得温度引入DCS系统中实时监测。在高加筒体上增加压力测点，测压位置应能测出高加疏水冷却段进口处压力值(如图1所示压力测点)，将测得压力引入DCS系统中，并将测得压力对应下的饱和温度与疏水冷却段进口处温度做差值，该差值即为疏水冷却段过冷度。将得出的高加疏水冷却段过冷度引入DCS画面，操作员可实时监测到高加疏水冷却段过冷度情况。根据高加结构可知，疏水冷却段入口处过冷度与高加水位密切相关，当高加水位较低，无管束被淹没时，理论上高加疏水冷却段入口处水为饱和水，无过冷度；当高加水位升高至淹没部分管束时，疏水冷却段入口处水变为过冷水，随着淹没管束的增多，疏水冷却段入口处水的过冷度随之增加。操作员可通过高加疏水冷却段过冷度的情况，为高加运行水位设置提供参考，来合理调整高加运行水位，以避免发生疏水冷却段入口水过冷度偏小引发汽水两相流动进而引起管束的汽蚀损伤。

本实用新型通过增加温度测点和压力测点以实时监测疏水冷却段入口处过冷度的变化情况，并用以指导高加运行水位设置，从而避免发生疏水冷却段入口水过冷度偏小引发汽水两相流动进而引起管束的汽蚀损伤。

实施例二

本申请实施例二提供一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、高压加热器分为汽侧与水侧，水侧介质为高压给水，汽侧介质为高温高压的汽轮机抽汽。锅炉给水先后经过3号高加水侧、2号高加水侧、1号高加水侧，最后流经省煤器，进入锅炉汽包。

S2、各级汽轮机抽汽在高压加热器内部对给水进行加热，以3号高加为例，汽轮机三级抽汽进入到3号高加汽侧空间，经过蒸汽过热段、蒸汽冷却段和疏水冷却段三部分，抽汽冷却后形成的疏水通过逐级自流最后流至压力更低的除氧器内部。

S3、高加管束的损伤通常发生在疏水冷却段入口处，是由疏水冷却段入口处过冷度偏低，汽水两相流动引起的汽蚀损伤。通过温度测量元件测量高加疏水冷却段进口处温度，通过压力测量元件测量高加疏水冷却段进口处压力，并将测得压力对应下的饱和温度与疏水冷却段进口处温度做差值，该差值即为疏水冷却段入口处过冷度，将这一差值引入到DCS画面，运行操作人员可以实时监测过疏水冷却段入口处过冷度情况，通过调整高加运行水位使疏水冷却段过冷度达到合理范围(＞1℃)，水位上升时疏水冷却段入口处过冷度增加，反之则下降。

现役各火力发电机组高压加热器在出厂时均未设置疏水冷却段温度测点，无法直接监控到疏水冷却段过冷度情况，导致运行操作人员无法合理设置高加水位以保证在任何工况下均能确保疏水冷却段处不发生汽蚀损伤。本专利新增高加疏水冷却段进口处温度测点及高加汽侧压力测点，并将测得压力对应下的饱和温度与疏水冷却段进口处温度做差值，该差值即为疏水冷却段入口处过冷度，将这一差值引入到DCS画面，运行操作人员可以实时监测过疏水冷却段入口处过冷度情况，通过调整高加水位使疏水冷却段过冷度达到合理范围(＞1℃)，从而可以有效避免高加管束损伤，延长高加使用寿命。

Claims (3)

1.一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，其特征在于：包括高加疏水冷却段入口温度测点(1)和高加汽侧压力测点(2)，高压加热器疏水冷却段入口处设有高加疏水冷却段入口温度测点(1)，高压加热器汽侧设有高加汽侧压力测点(2)，高加疏水冷却段入口温度测点(1)处的温度测量元件和高加汽侧压力测点(2)处的压力测量元件均连接至DCS系统。

2.根据权利要求1所述的新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，其特征在于：在高加疏水冷却段入口处对应的外壳体处开有孔洞并安装有温度测量元件，开孔大小与温度测量元件相匹配。

3.根据权利要求1所述的新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，其特征在于：高加汽侧压力测点(2)位置设在高压加热器筒体上。

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