闫建平
国家能源集团河北国华沧东发电责任有限公司 邮编061113
【摘 要】：高压加热器(简称高加)疏水水位过高或过低都会对机组的经济性和安全性产生一定的影响。同时高加水位的变化会引起给水温度的变化，而给水温度的变化对锅炉和汽机运行的经济性都有很明显的影响。文中主要通过不同负荷段对加热器液位进行优化时， 对比分析对加热器出水温度、加热器瑞差以及机组经济性的影响。
【关键词】：加热器水位；煤耗：经济性
Analysis on the influence of optimized adjustment of heater water level on unit economy of 600 MW Unit
Yan Jianping
Hebei Guohua Cangdong Power Generation Co., Ltd., Cangzhou 061003,China
【Abstract 】： if the drain water level of high pressure heater is too high or too low, the economy and safety of the unit will be affected. At the same time, the change of high pressure heater water level will cause the change of feed water temperature, and the change of feed water temperature has a significant impact on the economy of boiler and steam turbine operation. In this paper, the influence of heater water temperature, heater differential and unit economy is compared and analyzed when the heater liquid level is optimized in different load sections.
【Keywords】:heater water level; coal consumption: Economy
1、引言
热力学原理告诉我们：无论参数如何选择，给水回热加热总是能够提高汽机装置的热效率，投入高压加热器(简称高加)一般可降低燃料消耗10％一15％。给水加热作为机组的主要辅机设备，其运行参数是否合理，关系到机组运行的经济性。本文主要针对沧东电厂一期亚临界机组正常运行中13、23高加，16低加下端差超过厂家要求5.6-8.6设计值，通过在400MW、500MW、600MW三个工况下进行试验，对比分析高加水位在0～20Omm之间变化时，对高加出水温度、加热器端差及经济性的影响。
2、高加简介
高加的作用是用汽轮机的抽汽来加热锅炉给水，以提高机组的热效率。高压加热器按型式可分为混合式加热器和表面式加热器，本电厂中采用的就是卧式表面式加热器。高加设计为三段式结构，即过热蒸汽冷却段、饱和蒸汽凝结段和疏水冷却段。
2．1、过热蒸汽冷却段
过热蒸汽冷却段是利用从汽轮机抽出的过热蒸汽的过热度来提高给水温度的：它位于给水出口段，并有包壳板密闭 。采用过热蒸汽冷却段可提高离开加热器的给水温度，使它接近或略超过该抽汽压力下的饱和温度。
2．2饱和蒸汽凝结段
凝结段是利用蒸汽冷凝时的汽化潜热加热给水的。 一组隔板使蒸汽沿着加热器长度方向均匀分布，并起支撑加热器传热管的作用。凝结段是高加的主体部分，由于蒸汽的凝结放热量是三个阶段中最大的，所以给水在这个阶段的焓升也是三个阶段中最大的。
2.3、疏水冷却段
疏水冷却段是把离开凝结段的疏水的热量传给进入加热器的温度较低的给水，从而使疏水温度降至饱和温度以下。疏水冷却段位于给水进口流侧，并有包壳板密闭。疏水温度降低后，当流向下一个压力较低的加热器时，减弱了在管道内发生汽化的趋势。包壳板在内部加热壳侧总体部分隔开，从端板和吸入口或进口端保持一定的疏水水位，使该段密闭。疏水进入该段，由一组隔板引导流动，从疏水出口管疏出。
3、理论与指标监督分析
3.1、理论分析
正常运行中，我们应控制高加疏水水位在正常水位，过高或过低都会对机组的经济性和安全性有一定的影响。同时高加水位的变化会引起给水温度的变化，而给水温度的变化对锅炉和汽机运行的经济性都有很明显的影响。
（1）高加低水位运行时，由于疏水不能浸没内置疏水冷却段的疏水入口，使得饱和蒸汽与疏水冷却段的金属传热面直接接触，引起饱和蒸汽的换热量增加，最终使该级高加抽汽量增加，给水焓升上升，高加疏水温度和高加出口给水温度上升，高加端差降低。同时由于饱和蒸汽在疏水冷却段的放热导致疏水换热减小，疏水温度增加，疏水端差上升，还排挤了下一级高加的抽汽，使得回热循环的热经济性降低。水位过低时疏水冷却段不能正常工作， 由加热器排出的疏水过冷度变小，疏水在流动过程中就 很容易因压损而造成疏水在管道里闪蒸。闪蒸后形成高 速流动的汽水混合物，可能会对管路的弯头、阀门及下级加热器造成冲刷损坏。
（2）高加高水位运行时凝结段的部分传热面将浸没 在水中，使得凝结段的饱和蒸汽放热量减小，最终使该级高加抽汽量减小，给水焓升降低，高加疏水温度和高加出口给水温度下降，高加端差增加，从而降低了回热循环的热效率和热经济性。同时水位过高会引起加热器的性能下降，严重时还将破坏过热段的传热并将严重冲蚀管子， 使加热器损坏。水位太高时水就有可能通过抽汽管路倒流入汽机，引起汽机叶片断裂、大轴弯曲等重大事故。
（3）给水温度上升(或下降)，在其它条件不变时，会引起锅炉蒸发量增加(或降低)，主汽压升高(或降低)，而炉膛出口烟气温度及烟气量不变，从而引起主再热汽温降低(或升高)，汽机热耗增加(或减小)。主汽压升高(或降低)后，机组协调参与调节，使制粉和风烟系统的出力变化对机组经济性的影响为对汽轮机汽耗、热耗、锅炉效适当降低(或提高)，主汽压力逐渐恢复正常值，主再热汽温度则会进一步降低(或升高)，同时锅炉损失减小(或增加)，锅炉效率提高(或降低)。制粉和风烟系统的出力降低(或增加)，各设备的耗电量降低(或增加)，厂用电率也会有所降低(或增加)。从以上分析可以看出：给水温度提高(或降低)后，锅炉效率提高(或降低)了，厂用电率下降(或升高)了，但是汽轮机的热耗增加(或减小)了。所以高加水位变化对机组经济性的影响应为对汽轮机汽耗、热耗、锅炉效率及厂用电率各因素综合叠加后的影响
3.2、指标监督分析
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4.1试验目的
我公司一期亚临界机组正常运行中13、23高加，16低加下端差超过厂家要求5.6-8.6设计值，根据上海辅机厂提供方案，在热态工况下优化高低加运行水位进一步提高机组运行的经济性，为确保试验期间机组安全稳定，特制定本试验控制措施。
4.2试验要求
4.2.1试验必须在稳定的工况下进行，试验时机组负荷须达到300MW以上，并保持至试验结束。
4.2.3试验前高低加疏水阀门的工作情况良好，满足实际运行要求。
4.2.4试验期间运行操作人员应密切配合试验工作，发现异常情况，应立即通知与处理。
4.3 试验条件
4.3.1试验前先强制高加或低加水位的高一、高二和高三保护及报警，避免试验时高低加水位变化触发保护动作，影响试验进行。
4.3.2将高低加水位每次抬高10mm，然后稳定5分钟，记录相关运行参数，见下表，包括就地水位计读数。每台高低加水位最高抬升200mm。
4.3.3当高、低加优化试验结束后，缓慢恢复至试验前的运行水位，并恢复该高低加水位保护及报警。
4.4试验过程安全注意事项及安全措施
4.4.1 试验前，对高低加实际运行水位进行摸底测量，确认以上各台高低加水位实际运行位置，且在正常范围。
4.4.2在将高低加水位保护临时强制后，临时将高低加事故疏水阀自动开设定值相应抬高200mm，可防止试验时高低加水位突然异常上升带来的运行风险。
4.4.3 试验时，无论高低加水位抬升还是下降都应缓慢进行。
4.4.4试验期间运行操作人员应密切配合试验工作，发现异常情况，应立即通知与处理。
4.5试验数据分析
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(1)正常运行中，23高加的水位偏置设为0mm，实际水位大约在_20～10mm之间波动。表1为通过试验测取的各个典型负荷下23高加水位在0mm--200mm两个工况下的高加出水温度、加热器端差以及汽耗、热耗、锅炉效率等试验数据。
(2)从表1数据可以明显看出：(a)在不同负荷下当水位0mm变化至200mm时，加热器端差变小，高加出口给水温度降低，且随着负荷的增加焓升的增加值逐渐减小，高加出口给水温度的降低值也逐渐小，因此可以看出高加水位在适当提升后，单个加热器的效率是提高的，且随着负荷的升高，高加水位升高对加热器效率的提升度升高。（b）从汽耗方面看，在各个负荷下水位升高后汽耗都略有下降，说明在水位升高后高加抽汽量相对有所减少。
5、结论
部分高加液位提升后，高加出口温度降低，端差明显减小，传热增强，提升了锅炉效率。
(1)单个高加水位升高后会使其出口给水温度上升，加热器端差变小；
(2)通过调整13高加低负荷下端差通过水位调整最低降至6℃，高负荷最低降至8℃；16低加低负荷下端差通过水位调整最低降至6℃，高负荷最低降至8℃；23高加低负荷下端差通过水位调整最低降至9℃，高负荷最低降至10℃；25低加下端差通过水位调整最低降至5℃。
(3)高加水位大幅度升高后会引起供电煤耗增加，机组经济性降低；故不建议将所有加热器液位都提升太高。
下一阶段工作将数据发给上汽辅机厂和河北电科院，出具试验报告和意见后现场适当调整运行中高低加水位，进一步提高低加效率。
参考文献
[1]哈尔滨锅炉厂．高压加热器产品设计使用说明书[z]．2003．
[2]中国动力工程学会．火力发电设备技术手册(火电站系统与辅机)[M]．北京：机械工业出版社，2001．
作者简介：
闫建平，男，1981-09-04,2006年毕业于华北电力大学，本科。国家能源集团河北国华沧东发电责任有限公司，高级工程师，主要从事火电厂集控运行方面调整，河北省沧州市渤海新区河北国华沧东发电责任有限公司，061113,15333178356，E-mail：161117091@chnenergy.com.cn。