汽轮机辅机介绍之表面式给水加热器

　　火力发电厂的给水加热器是利用汽轮机的抽汽加热锅炉给水的装置，它可以提高电厂热效率，节省燃料，并有助于机组安全运行。

　　加热器是汽轮机最重要辅助设备之一，如果发生故障一旦停运，给水只能通过旁路进入锅炉，这就会大大降低进入锅炉的给水温度，从而增加燃料耗量，增加发电成本，降低经济型。进入锅炉的给水温度降低，水在锅炉中的吸热量增加，相对于炉膛内热负荷的蒸发量就减少，蒸汽在锅炉过热器中被加热度提高，引起过热蒸汽温度过高，过热器可能被烧坏，威胁锅炉安全。加热器停运，没有抽汽进入加热器，这部分蒸汽就继续在汽轮机内流通，造成汽轮机缸体与转子间的膨胀差增大，威胁汽轮机安全。

　　立式加热器检修方便且占地面积小，但在决定汽轮机房屋架高度时要考虑吊装管束及必要时跨越运行机组的因素，且热经济性较卧式差，一般用在中、小型电厂。

　　卧式加热器传热系数高，由于凝结放热形成的水膜较立式的薄些，在凝结工况相同时，其放热系数比立式的高1.7倍。卧式加热器布置疏水冷却段较立式的方便，而且汽轮机房的高度可不必考虑吊出其管束的要求。但卧式加热器在安装、检修吊装管束等部件时，不太方便，占厂房面积也大。因为其热经济性高，被300Mw以上大型机组采用。

　　位于凝结水泵和给水泵之间的加热器，因其水侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力，故称为低压加热器。

　　位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器，因其水侧承受的是比锅炉蒸汽压力还要高的给水泵出口的压力，故称为高压加热器。

　　由汽机抽汽来的高压过热蒸汽首先进入加热器的“过热蒸汽加热段”，沿“S”型管道流动，并导“U”型管内的给水进行对流损热，被冷却后的蒸汽再进入“饱和蒸汽冷凝段”继续与给水进行对冷凝换热，最后，进入“疏水冷却段”换热后逐渐成为疏水，其温度大为降低，热量大部分用来加热给水，给水在“U”型管中被加热后经出水室混合进入上级加热器或省煤器正常疏水通过逐级自流方式流至下一级加热器，事故疏水则直接流至凝器疏水扩容器，对应的正常和事故疏水调节装置能自动维持加热器水位正常。

　　① 加热器的总体上分为壳侧工作空间和管侧工作空间。在壳侧，即蒸汽工作空间被隔板分为三个区域“过热蒸汽加热段”“饱和蒸汽冷凝段”和“疏水冷却段”，其间通道为“S”型，以加强扰动和换热。

　　② 水侧工作空间由进水室，“U”型管和出水管构成且在水室的端部设有供检修使用的人孔门。

　　③ 加热器配有正常及事故疏水自动调节装置，加热器正常疏水采用逐级自流方式，事故疏水直接疏至凝器疏水扩容器。

　　如上图所示8级回热系统中，电厂编号1#~3#为高压加热器、4#为除氧器、5#~8#为低压加热器。也有反向排序。

　　高参数、大容量机组的表面式加热器结构上采用了多种传热形式的组合。它包括过热蒸汽冷却段（简称过热段）、加热器本体部分（简称凝结段）和疏水冷却段（简称疏冷段）三部分。有的加热器只有过热段和凝结段，或凝结段与疏水冷却段两部分，也有的只有凝结段

　　水位过低使疏水冷却段进口(吸入口)露出水面，而使蒸汽进人该段，这将破坏该段疏水的虹吸作用，也破坏了凝结段与疏水冷却段之间的密封，使疏水冷却段的过冷作用降低，影响回热系统的热经济性。更为重要的是，同时会产生下列失常现象。

　　③ 处于疏水冷却段进口区的U形管束，将受到蒸汽的冲刷而损坏。蒸汽进入疏水冷却段后，经过U形管束内给水的冷却，其比体积急剧变化，因而出现汽蚀现象，使管束损坏。确定疏水冷却段是否进汽的一个方法是，比较疏水出口温度与给水进口温度，如果疏水出口温度与给水进口温度的差值超过了正常数值，则很可能是部分进汽造成的。

　　④ 无疏水冷却段的加热器若水位过低，也会由于维持不住汽侧压力，造成蒸汽由疏水管跑掉，造成热经济性和安全性的下降。

　　水位过高使部分管束（传热面）浸没在水中，从而减少了有效传热面积，导致加热器性能下降（给水出口温度降低）。加热器在过高水位下运行，一旦发生事故，若操作稍有失误或不及时处理，还将危及汽轮机运行的安全。