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1、S 生产一线 hengchanyixian 电力安全技术 第 18卷 （ 2016年第 11期） 1 000 MW机组回热系统高压加热器 选型分析 马永杰 (甘肃电投常乐发电有限责任公司，甘肃兰州 730046) 摘要 介绍了大容量单、双列高压加热器的设计和制造情况，以及厂家为提高运行经济性 和安全性作出的工艺改进，在此基础上分析比较了 2种配置方案的优缺点，指出单列高压加热器为 最优方案。 关键词 高压加热器；回热系统；设计参数；选型 引言 高压加热器（以下简称 “ 高加 ” ）在火力发电 厂的给水回热系统中占有非常重要的地位，其安全、 可靠的运行可以提高整个机组的循环热效率，降低 煤耗。因
2、此，髙加的选型对汽轮机回热系统、给水 系统运行的经济性和安全性具有较大影响。 1高加容量配置及单、双列系统优缺点 我国已投人运行的超超临界机组高加大多数采 用双系列市置方式，但近几年单系列市置方式逐渐 增多。单系列市置可以节省电厂占地空间，降低系 统市置难度及阀门附件的数量，但却增加了设备设 计、制造及安装的难度。 (1) 高加容量配置。在 1 000MW超超临界机 组中，有的采用单台容量为 50%(双列 ） 的高加， 也有的采用单台容量为 100 %(单列 ） 的高加。近 年来，随着制造工艺的不断提高，目前 100 % (单列 ） 高加已成为百万千瓦机组主流配置。 (2) 单、双列高加系统和
3、本体的优缺点对比结 果如表 1所示。 2高加的设计制造 2.1设计参数 600-1 000 MW机组高加的容量及参数都较 高。单列高加具有简单、阀门少、管道短、市置方 便的优势，但有一些零部件、元件需特别定货或 国外进口，所以制造周期略长。某制造厂生产的 1 000 MW机组单、双列高加结构尺寸分别如表 2， 3所示。 表 1单、双列高加系统优缺点对比 单列髙加系统 双列髙加系统 总投资小 总投资大 占地面积小 占地面积大 管道少，系统市罝简单 管道多，系统市罝复杂 配套阀门和仪表控制数童少， 配套阀门和仪表控制系统的数 相 e控制商单 童多 如果发生间题，大旁路高加全 如果发生间题，可以只解
4、列 一 部解列，对机组影响较大 列，对锅炉的绐水进口温度不会 造成很大的冲击，保征锅炉的运 行安全 单列髙加本体 双列高加本体 换热面积大，体积大，设计制 换热面积小，体积小，设计制 造困难 造容易 汽 .水容童大，受热冲击 .流 体诱导振动 .局部应力集中、大 流童的疏水波动等影响大 a&安全性轮高 ft备运行控制要求高 设备运行控制要求相对较低 2.2加工制造 对于 1 000 MW机组双列高加而言，其外型尺 寸同600 MW超临界机组 100%容量高加基本相 同，差别在干水室壁厚和管板厚度增加。除原材料 需要从国外进口外，国内的制造厂家已经具备了设 计和加工制造超超临界高压加热器的条件，
5、目前已 投产的 600-1 000 MW超超临界机组的配套高加均 已实现国产化。 对于单列高加而言，因 1 000 MW机组参数较 第 18卷 （ 2016年第 11期） 电力安全技术 a 生 产 一 线 hengchanyixian 高，加热器的直径和厚度与双列高加相比增加了很 多，产品的重量成了重要问题。单列高加与双列高 加相比有以下几个制造难点： (1) 整体重量和各个部件的重量受制干制造厂 现有的设备； (2) 管板材料的采购、加工和起重能力； (3) 球形封头材料的采购和加工能力。 表 2单列高加结构尺寸（参考值） HP1 HP2 HP3 封头型式 椭圆封头 椭圆封头 椭圆封头 壳体
6、最大外径， mm 2 740 2 780 2 670 加热器长度， m 10.5 12.7 12.5 抽壳丨本或抽芯于 尺寸， m 6.0 7.4 7.8 壳体材料 (筒节 /筒身） SA387GrLlCLl SA516Gr70 Q345R SA387GrllCLL Q345R 管束材料 SA556GrC2 vSA556GrC2 SA556GrC2 水室与壳体连接方式 焊接式 焊接式 焊接式 水室材料 13MnNMoR 13MnlvTilvIoR 13MnNiMoR 水室进口 DN600 DM600 DN600 水室出口 DN600 DM600 DM600 壳体上抽汽进口 DN300 DN35
7、0 DM400 水室接管材质 20MnM 20MnM 20MnM 抽汽接管材质 l5CrM l5CrM L5CrMo 疏水接管材质 20 20 20 重童， t 74 187 AA 表 3 双列高加结构尺寸（参考值） HP1 HP2 HP3 封头型式 椭圆封头 椭圆封头 椭圆封头 壳体最大外径， mm 2 100 1946 1934 加热器长度， m 9.2 11.0 9.5 壳体材料 (筒节 /筒身） SA387GrllCLl SA516G1-70 Q345R SA3B7GrllCLl Q345R 管束材料 SA556GrC2 SA556GrC2 SA556GrC2 水室材料 13MnMil
8、vIR L3lvInMilvI R 13MnNilvI R 管板与水室连接方式 焊接式 焊接式 焊接式 水室进口 DN450 DN450 DN450 水室出口 DN450 DN450 DN450 壳丨本上抽 汽讲口 DN200 DN250 DM300 水室接管材质 20MnlvI 2 MnM() 2 MnM() 抽汽接管材质 15CrMo L5CrMo L5CrM 疏水接管材质 20 20 20 重童 .t A 108 83 2 . 3 费用 I 000 MW机组采用双列、 U型管高加时，其 设备投资费用稍高，比单列高加费用高 25%，给 水系统、加热器疏水系统、抽汽系统的阀门投资费 用和土建
9、的投资费用也较高；单列、 U型管高加的 抽汽管道阀门少、抽汽管径大、管件少、抽汽压降 小，加热系统热经济性好干双列、 U型管高加，且 土建投资成本低，有利于厂房的设备市置。 3三大动力厂高加制造的工艺情况 由干 1 000MW机组单列高加本体容量大，因 此换热面积大、体积大，造成设计、制造困难，而 且易受到热冲击、流体诱导振动、局部应力集中、 大流量的疏水波动等影响，三大动力厂一直致力干 对高加制造工艺进行改进优化。 (1) 加强重量控制，减少承重要求。厂家对高 加各个部件均进行了优化，可以单台高加重量控 制在 1901之内。 (2) 优化连接结构，减轻应力影响。高加的半 球型水室封头壁厚轮厚
10、，在与高加管板的连接处较 易产生裂纹。针对这个问题，厂家对高加关键部件 进行了强度计算及球形封头与管板连接处的有限元 应力分析计算，保证其结构的合 理性。 (3) 优化内部结构，减少振动。由干单列高加 的直径大， U型管数多，为了防止在运行中产生振 动，在高加的凝结段采用了蒸汽自动补偿技术，在 凝结段中不采用蒸汽强制流动，凝结段隔板采用大 隔板，仅起支撑传热管的作用，并在隔板周边加开 蒸汽通道，使蒸汽可以在高加壳体中自由流动，而 不采用传统的强制流动的隔板。 利用 U型管中蒸汽凝结成水时体积的急剧变 化而产生的局部真空使周边的蒸汽自动流人。这样， 一方面避免了运行中的汽液两相冲击，另一方面抑
11、制了管系振动。 而在高加的过热冷却段和疏水冷却段采用的是 强制流动，釆用 管系防振动设计，对每段 U型管 的无支撑长度进行计算，合理的市置隔板间距，在 减少阻力和防止振动中取得最佳点。对 U型管弯 头处加装防振棚架，进一步防止其振动。 (4) 加设重要部件，减少热应力。在过热段釆 用封闭式的包壳，使过热蒸汽不与管板接触，汽侧 管板接触到的仍是饱和温度，使管板两侧的温差降 到最小，从而减少热应力对高加管板的影响。 S 生产一线 hengchanyixian 电力安全技术 第 18卷 （ 2016年第 11期） 4现阶段高加形式选择 结束语 在 2009年以前，国内还不具备超大型高加的 加工制造能
12、力，高加圆形封头需要进口，采购周期 长，费用昂贵，因此 1 000MW机组多采用双列高 加。 2010年后，三大动力厂具备了先进的大容量 单列高加制造技术。相对于双列高加，单列高加具 有投资小、占地面积小、系统市置较简单的优点， 高加设备数量减半，相应管道少、所需的配套阀门 和仪表数量减半，控制简单， 1 000MW机组选择 单列高加从初次投资上每台机可以节约费用 500万 元。综合考虑，选择单列高加是最优方案。 通过对 1 000 MW超超临界机组单、双列高压 加热器设计参数、制造工艺、安装维护的比较分析， 得出的结论是单列高加和双列高加的配置方案在技 术上都可行，而单列高加具备更明显的成本
13、优势 , 可以作为首选方案。 收稿曰期： 2016-03-05;修回日期： 2016-06-15。 作者简介： 马永杰（ 1975_)，男 .高级技师 .主要从事火力发电厂集控运 行工作， eiiiail: 。 I 中国大唐集团公司召开安全生产专题会议 i 11月 9日，大唐集团公司在总部召开安全生产专题工作会议，传达学习了党中央、国务院近 | I期关于安全生产工作会议的精神，并对集团公司下一阶段安全生产工作提出要求。集团公司副董 s I 事长、总经理、党组副书记王野平主持会议并作重要讲话。集团公司副总经理金耀华参加会议并 传达了党中央、国务院有关指示精神。 王野平指出，集团公司历来高度重视安
14、全生产工作，并彳字做好安全生产工作视为履行央企经 I j 济责任、政治责任和社会责任中的重要一环。当前，集团公司正处干 “ 大干四季度，决战保 A级 ” 、 的关键阶段，面临的经营形势和市场环境十分复杂严峻，保持稳定的安全生产局面对集团公司完 | I 成各项任务 目标至关重要。王野平强调，严格落实国务院安委会办公室、国资委办公厅、国家能 | I 源局综合司 “ 关于深人开展安全生产大检查 ” 工作要求，把各项安全生产工作抓实做好。王野平 | j 就安全生产工作提出 4点要求 ，一 是坚决贯彻党中央国务院领导指示精神，切实提高对安全生产 | ( 极端重要性的认识，牢固树立把人民群众生命安全放在第
15、一位的责任意识；各级领导干部要亲力 J 亲为，带头落实安全生产责任制。二是深刻认识安全生产形势的严峻性，要从标准制订、责任落 | j 实、考核追责、危险源管控、设备治理、党政同责、员工培 训 7个方面全面加强安全防范。三是 | 深人开展安全生产大检查，及时消除安全生产隐患。此次安全生产大检查必须与 “ 秋查 ” 有机结 | j合，各级企业要充分动员广大干部职工，对照标准和规范，深人开展安全生产隐患自查，自查活 动要确保全覆盖。四是狠抓重点工作落实，要在坚决防止发生人身事故、打牢增发电量安全基础、 | j 保证供热安全可靠、高度重视环保工作、强化安全宣传和应急管理 5个方面工作上全面发力，确 I 保全年目标任务完成。 金耀华首先传达了习近平总书记、李克强总理近期关干安全生产工作的重要指示，要求 牢固 树立 “ 发展决不能以牺牲安全为代价 ” 的红线意识，统筹推进安全生产领域改革发展。随后金罐 i I 华传达了国务院安委会办公室、国资委办公厅 “ 关于深入开展安全生产大检查的通知 ” 文件精神， | I 要求深人开展安全生产大检查，有效提升事故防控水平。 中国大唐集团公司安全生产部汇报了近期安全生产工作开展情况，并对今冬明春安全生产工 j | 作进行了具体安排。 （来源：中国大唐集团公司 2016-1卜 10)