回热系统故障机理分析

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1、回热系统故障机理分析摘要：通过分析回热系统的各主耍设备故障的机理及原因然后以加热器为对彖结合相关文献的知识对冋热系统的故障机理进行分析。关键词：回热系统；加热器；故障机理回热系统是热力系统的基础也是热力系统的核心，对机组及电厂的经济性起着非常重要的作用，例如，高参数、大容量机组的高加停运，机组约降低宙力15%左右，以300MW机组为例，高加停运天即可少发电约130力'kwh,且各项热经济指标增大，经济性显著下降。回热加热是指从汽机某些屮间级后抽出一部分蒸汽不做功用于加热给水，使给水的温度升高从而提高机组热效率。现今，回热是提高机组热经济性最普

2、遍和有效的手段。1主要设备介绍回热系统主要包括的设备有：除氧器、轴封冷却器、凝结水泵、给水泵、低压加热器、高压加热器、疏水泵⑴等。(1)冋热加热器：是指从汽轮机的某些中间级抽出部分蒸汽来加热凝结水或锅炉给水，以捉高热经济性的换热设备。包括高压加热器、低压加热器。i高压加热器：管道系统、蒸汽室外壳和装在蒸汽室外壳中的蒸汽凝结水冷却器、水室。出壳体与管系两大部分组成，属于表面式加热器。ii低压加热器：它由进水口、出水口、进气口、水室、壳体、管板、管系、导向隔板、疏水入口、疏水出口、抽气口、水侧放气口、水侧放水口、电接点信号管接口、就地水位计接口、

3、备用口等组成。作用是利用在汽机内做过部分功的蒸汽，抽至加热器内加热给水，以提高给水的水温，从而减少汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量和冷源损失，提高了热力系统的循环效率，属于表面式加热器。(2)除氧器装置：除氧设备主要由除氧器、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成。由于需要满足热力除氧的要求，因此除氧器都属于混合式加热器。按水在除氧器内的播散方式来分类除氧器可分为淋水盘式和喷雾式两种。⑶疏水装置：作用是一方面要将加热器中的疏水及时可靠的排出，另一方血又不能让加热器蒸汽随疏水一起排出，來保证汽侧压力及加热器水位。(4)高压加热器旁路保护装置：作用是在高压

4、加热器出现故障或加热水管破裂事故时，能避免高压给水通过抽汽管倒流进入汽轮机或出现给水中断，并迅速切断高压加热器进水，同时打开旁路，保证给水。(4)排气系统装置：用于启动时排气和运行屮连续排气，通常设置于高压加热器后部，用于排除蒸汽停滞区内的不凝结性气体，以防加热器被腐蚀。(5)蒸汽冷却器装置：用于充分利用抽汽过热度。通过装设蒸汽冷却器來提高整个回热系统或该级加热器出口水温，则能大大减少不可逆损失。无论高压加热器、低压加热器、除氧器、轴封加热器都是加热器设备，且都是与别的装置一起构成回热系统的整体，因此研究回热系统的故障本文主要以加热器为主。2

5、加热器故障机理分析总的来说，电厂中的加热器是利用在汽轮机内未充分做功的蒸汽，送至加热器内加热锅炉补给水，用于提高给水温度，减少汽机排往凝汽器屮的蒸汽量，以降低凝汽器屮的冷源损失，提高热力系统的循环效率。不论是凝汽式发电厂还是热电厂，采用给水冋热加热通常可减少燃料消耗10%-15%左右⑵。加热器的主要故障形式如下：(1)管束振动具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用下会产生振动，当激振力频率与管束自然振动频率或其倍数吻合吋，将引起管束振动，使振幅人犬增加，造成管束损坏。管束振动损坏的机理主要有：i由于振动使管子或管子与管板连接处的应力超过材料

6、的疲劳持久极限，使管子疲劳断裂；ii振动的管子在支撑隔板的管孔小与隔板发生摩擦，使管壁变薄，最后导致破裂。iii当振幅较大时，在跨度的中间相邻的管子会相互摩擦，使管子磨损或疲劳断裂。管束振动是管壳式加热器中普遍存在的问题，U形管高加热器也不例外。管束发生振动,在运行过程中必存在激振源。在换热器中，流体分纵向流动和横向流动，而纵向流动乂分为管内纵向流动和管外纵向流动。一般情况下除菲流速极高的场合，纵向流动所产生的激振作用很小，危害性不大，可以忽略。横向流动产生的激振作用很大，能产生较大振幅的振动，对管子的危害也最大。因此，这里主要分析加热器中横

7、向流动所产生的几种激振作用。①漩涡分离产生的激振力。流体横向掠过管子吋，流体交替地在管子背后脱离，在下游形成卡门涡街。随着流体雷诺数Re的增大，漩涡分离频率增加。加热器管了的主要激振力來自于漩涡分离。由于管子两侧漩涡的交替产生并分离，导致两侧的流体阻力不相同，并且呈周期性变化。在漩涡形成并长大的一侧，流体速度低，静压较大，而在漩涡脱离的另一侧，流动速度高，静压较低，这样就产生一个由静压高的一侧指向静压低的一侧的一个推力，该推力的方向与流动方向垂直。同理，在另半个周期，又产生相反的推力。在这种方向交替改变的激振力的作用下，使管了在与流体流动方向

8、垂直的平面上发生振动。%1流体的弹性激振。如果将管子与流体视为一个振动系统，当流体横向掠过管子或管束时，由于某种原因使一根管子偏离原来的平衡位置而发生位移，此吋由于