圖1 熱力發電廠給水回熱系統簡圖
全廠共安裝有7台上海汽輪機有限公司出品的單缸衝擊單抽汽冷凝式汽輪發電機組，型號為C50 - 8.83/1.27 - Ⅱ；1台上海汽輪機有限公司出品的單缸衝擊雙抽汽冷凝式汽輪發電機組，型號為CC50 - 8.83/4.12/1.47；1台上海汽輪機有限公司出品的雙缸反動雙排汽雙抽汽冷凝式汽輪發電機組，型號為CC100 - 8.83/3.8/1.47。每台發電機組均配置有2台高壓加熱器以提高鍋爐給水溫度(提高給水溫度約60℃)，增加汽水循環熱效率。各台高壓加熱器的設計技術參數見表1、表2。
表1 C50、CC50機組高壓加熱器的設計技術參數 設備名稱 型
號 加熱面積/m2 加熱蒸汽壓力/MPa 加熱蒸汽溫度/℃ 給水壓力/MPa 給水量/t·h-1 1號高壓加熱器 JG - 350 - Ⅰ 350 3.2 375 16.7 400 2號高壓加熱器 JG - 350 - Ⅱ 350 1.74 297 16.7 400
表2 CC100機組高壓加熱器的設計技術參數 設備名稱 型
號 加熱面積/m2 加熱蒸汽壓力/MPa 加熱蒸汽溫度/℃ 給水壓力/MPa 給水量/t·h-1 1號高壓加熱器 JG - 580 - 1 580 3.1 372 16.7 620 2號高壓加熱器 JG - 590 - 2 590 1.74 297 16.7 620
為了防止高壓加熱器鋼管管束在運行中發生破裂后鍋爐給水從高壓側的水室流向低壓側的汽室，造成高壓加熱器滿水和汽輪發電機進水事故，兩台高壓加熱器均安裝有如下的熱工滿水保護:①當疏水液位上升至700mm時，自動開啟危急疏水電動門；②當疏水液位上升至800mm時，自動關閉高壓加熱器聯成閥，給水走鋼管旁路，同時自動關閉進汽門及其上級抽汽逆止門。
2 高壓加熱器投運率低的原因
2.1 高壓加熱器管系泄漏
JG - 350、JG - 580、JG - 590型高壓加熱器的受熱面由U型鋼管管束組成，管束採用雷管爆炸脹管加氬弧焊接的方式裝在管板上。由於管束受腐蝕或浸蝕，加之高壓加熱器啟停頻繁或運行操作不當產生熱應力等影響，因而會引起管束及脹口處發生泄漏，鍋爐給水從高壓加熱器的水室流向汽室，造成高壓加熱器水位不正常升高，出口給水溫度下降而不得不停用消缺。
2.2 高壓加熱器疏水管道泄漏
高壓加熱器的疏水採用逐級自流方式，由1號高壓加熱器流入2號高壓加熱器，最後流入高壓除氧器。由於高壓加熱器原採用的疏水管材質為碳鋼，易受汽水兩相流體沖刷、浸蝕。以前運行中常發生疏水管道受水衝擊振動，以及高壓加熱器疏水管至高壓除氧器前的彎頭處受沖刷嚴重，管壁逐漸變薄，運行中突發砂眼和疏水管破裂等問題，不得不停用消振和補焊。1996年3月，一台機組的高壓加熱器疏水彎頭長期受汽水沖刷，在運行中突然破裂，帶壓疏水噴至附近運行中的給水泵的6kV電動機上，造成電動機損壞。
2.3 液位控制器故障
原來所用的高壓加熱器的液位控制器為機械浮球式控制器，主要通過調節高壓加熱器疏水調節閥控制疏水流量來達到平衡液位的目的。這類疏水器的執行機構普遍存在動作頻繁、容易卡澀、易腐蝕、易泄漏、工作可靠性差等問題，嚴重影響高壓加熱器的正常運行。
2.4 熱工自動及保護裝置故障
由於熱工自動及保護測量和控制的元件對象為高溫高壓的抽汽和給水，工作環境惡劣，極易老化，運行可靠性差。在高壓加熱器投入及運行過程中，熱控裝置不太正常，常發生以下故障：高壓加熱器抽汽逆止閥失效或開度不足，壓力傳送裝置失靈，高壓加熱器汽室滿水保護誤動作，水室水位自動調節失靈，疏水水位指示不準等。
2.5 檢修工藝不良
由於檢修人員對設備性能沒有完全掌握，加上檢修工藝質量存在問題及高壓加熱器所屬附件本身質量差等，故在高壓加熱器投運中常發生問題，影響正常投用，比如：高壓加熱器進汽門壓蓋漏或機械過重，水側旁路閥或水側保護裝置不嚴或未關緊，疏水閥門泄漏或閥芯脫落，水位計泄漏等。並多次發生高壓加熱器檢修結束投運后，原檢修部位仍發生故障的情況。
2.6 設備管理不完善
給水回熱系統是火力發電廠熱力系統中的主要系統之一，對全廠的安全、經濟運行影響很大。但以前有些員工對此認識不夠，再加上缺乏相應的考核制度，部分檢修人員檢修時沒有緊迫感，作業拖拉，造成設備時常不能如期復役。運行人員在投運高壓加熱器上也有類似拖拉現象，未能做到將檢修結束的加熱器及時投用，因而降低了高壓加熱器的投運率。
3 提高高壓加熱器投運率的途徑
3.1 檢修方面的改進
以前高壓加熱器疏水管的材質為碳鋼20，其抗汽水兩相流體的沖刷能力差，易發生泄漏。前幾年，在汽輪發電機組大檢修時，分別把高壓加熱器的疏水管更換成不鏽鋼管材質，因此高壓加熱器疏水管，尤其是2號高壓加熱器至高壓除氧器前的彎頭處，發生泄漏的次數大大減少。其次，檢修部也加強了管理工作，切實注重工藝質量，加強設備維護，抓好加熱器部件的完好性，確保了它的長周期安全運行。
3.2 採用新型液位控制器
由西安交通大學根據汽液兩相流理論與控制原理相結合研製的汽液兩相流自調節液位控制器近年來在各電力企業的高壓加熱器中得到廣泛應用。它是基於流體力學理論和控制原理，利用汽液兩相流的流動特性設計的一種全新概念的液位控制器。該液位控制器無需外力驅動，屬自動式智能調節，以消耗少量的汽（約為排水量的1%～2％）作為執行機構的驅動源。它具有性能優異、可靠性高的突出優點。液位控制器由調節器和感測變送器兩部分組成。感測器的作用是發送水位信號和變送調節用汽；調節器的作用是控制出口水量，相當於自動調節系統中的執行機構。其調節原理是：當加熱器的水位升高時，感測器內的水位隨之上升，導致發送的調節汽量減少，因而流過調節器中兩相流的汽量減少、水量增加，加熱器的水位隨之下降。反之亦然。由此實現了加熱器水位的自動控制。結合3號汽輪發電機組的檢修，先對該機組的高壓加熱器疏水調節器進行了更新改造試驗，經半年多的運行考驗，取得了預期的效果，並在其他機組上進行全面推廣。
3.3 運行方面的改進
高壓加熱器運行時，主要監視加熱蒸汽的壓力和溫度、給水進出口溫度和流量、加熱器前後水溫，以及汽側的疏水水位等，如有缺陷應及時安排停運消缺，防止設備的損壞。條件許可情況下高壓加熱器應隨機啟動，以減少熱應力。目前，運行人員在高壓加熱器啟、停時，操作方法欠妥當，主要是溫度變化率控制不合理，投、停速度過快。有關資料表明，溫度變化的快慢直接影響到加熱器的使用壽命。因此在投、停高壓加熱器時，應嚴格執行運行操作規程，注意減少加熱器的熱應力。要求投運時，溫升率不大於3℃／min；停用時，降溫率不大於1.5～2℃／min。這也是防止高壓加熱器管系泄漏的主要措施。
3.4 嚴格考核制度
近年來厂部重點加強了對高壓加熱器投運率的考核力度，運行人員對提高高壓加熱器投運率的積極性大大增強。廠里同時定期召開運行分析會，找出高壓加熱器強迫停運的主要原因及存在的問題，並制定了相應的對策措施。上述制度的執行，有力地提高了
圖2 高壓加熱器投運率
高壓加熱器的投運率。1997～2004年的7年裡，高壓加熱器投運率從95.1 ％提高至97％左右，基本呈逐年上升的趨勢，詳見圖2。
4 結論
目前，通過對高壓加熱器的檢修和運行方面的一些改進，給水回熱系統經濟運行方面已取得了一些成績，但還有潛力可挖。對運行人員來說，主要是規範操作方法；對檢修人員來說，主要是提高工藝質量，加強設備維護、保養。只有這樣才能確保高壓加熱器的正常投運，提高汽輪發電機組運行的經濟性，使之產生更多的效益。
5 參考文獻
［1］ 鄭體寬. 熱力發電廠.北京：水利電力出版社，1985:76～78.
