关键词：热网加热器管道布置
一、前言
该厂两台机组热网系统分别设有2台热网加热器、3台热网疏水泵，共用4台热网循环泵、热网除氧器、3台热网补水泵。
热网加热汽供汽来自汽轮机中压缸排汽。中压缸排汽分两路，一路从中压缸上部排汽口排出，经两根连通管进入低压缸；另一路从中压缸下部排汽口排出，经两根管道送往热网加热器；在中低压缸连通管上设有两个电动调整蝶阀，可节流进入低压缸的进汽量到达调节热网供汽的目的。热网加热器疏水经热网疏水泵排入主机除氧器，也可通过疏水再循环回到热网加热器维持加热器的正常水位。
二、热网加热器运行工况分析
该厂1A热网加热器为卧式固定管板式直管结构。管板为堆焊不锈钢管板，热网加热器外形长度10.8m，壳体直径为2600mm，管箱壳体直径为2200mm，支座间距为6.0m。热网加热器顶部设2个蒸汽进口，管径为DN900。热网加热器水室循环水进出口管径为DN800。热网加热器下部设一体式疏水箱，疏水箱容积为10m3。疏水箱上疏水再循环口管径为DN125。热网加热器的水侧装设安全阀，用于当加热器的进水阀与出水阀关闭且汽侧存有抽汽时，保护加热器不会因热膨胀而超压。热网加热器汽侧装设安全阀，热网加热器水室设置人孔，停产检修时，方便对管子与管板连接处进行补焊或堵管。热网加热器设置充氮保护接口，当热加器长期停运时，进行充氮防腐。热网加热器的汽侧和水侧均设置放水口，用于停运和检修时泄压和排尽积水。同时，水侧水室中隔板有泪孔，保证上部水室排尽积水。热网加热器水室最高点设有放气口，用于注水时排放管系内的空气。
供热期间1号机组热网加热器投运后一直存在1A、1B热网加热器汽侧水位偏差大现象，通过对1A、1B热网加热器运行工况的连续观察，在1号机A、B热网加热器进汽电动门开度相同的情况下，1A热网加热器水位比1B热网加热器低很多，通过水平衡管造成1B热网加热器水位高，如表1。
通过对1A热网加热器汽侧、水侧排空气后无任何效果，而且随着热网抽汽量的加大，水位偏差更大。说明抽汽进入1A热网加热器后实际换热效率低，1A热网加热器汽侧内部压力高于1B热网加热器，将汽侧疏水压向1B热网加热器，造成1B热网加热器水位高于1A热网加热器水位。1A热网加热器内部蒸汽凝结缓慢，凝结的水膜在铜管外壁停留时间过长，而且凝结的疏水量小，造成1A热网加热器疏水温度低。
2013年12月14日热网循环水总流量5430t/h（四台热网加热器运行），1号机热网疏水量156t/h，调节1A、1B热网加热器汽侧水位在正常运行区间内，对两侧加热器进气电动门进行调整，调整后水位依然偏差大（如表2），影响机组供热经济性和安全性。
三、热网加热器换热效果分析
热网加热器换热器的性能取决于结构，1A热网加热器为直管结构，1B则为U型管式结构。1A加热器水室的进出水口采用水平进出的设计，对于直管换热器，这种方式的缺点会使换热管内存在空气积聚，且不能排出。（U型管则不存在）当管内流量小，流速低的情况下更为明显，按加热器原设计流量2565t/h计，管内流速为1.25m/s，目前加热水流量4台加热器5400t/h，每台加热器的管内流速约为0.54m/s，而1A加热器在降低流量的的情况下，水侧阀门开度30%，管内流速预估为0.19m/s，在此流速很低工况下，管内的空气根本无法排出，这一部分空气占据了换热器绝大部分换热面积，导致部分换热管处于无水运行状态，有效的换热面积约为原有1/3左右，所以1A加热器换热效果较1B差，加热水温升小，可凝结的蒸汽量低，疏水液位也一直低于1B加热器。且部分换热管无水运行工况下，按水蒸气比容在80°C时取，管内水加热1Kg产生约3.409m3蒸汽，所以在运行中一直排气，且换热管在干烧情况下易导致渗漏，造成水质超标。
四、提升换热效果方案
针对1A热网加热器换热效率低的情况，应尽可能有效的排出管内及水室空气，提高换热效率，防止换热管干烧，通过改造加热器出水管道结构方式，由原水平出水改为顶部出水，使全部换热面积有效利用。
对设备系统隔离后，以标准椭圆封头DN800封堵原设备出水接口，拆除原设备水室顶部排气管道，在水室筒体上部开DN800接口，连接接管及出水管道，布置，考虑新增加的管道重量共计约800Kg，在地面水平管道上增加一处滑动支撑，以分散增加的管道对设备水室的附加力，同时在管道最高点处设放气接口。
改造后的1A热网加热器换热效率明显提高，2014年12月9日热网循环水总流量7176t/h（四台热网加热器运行），1号机热网疏水量198t/h，1A、1B热网加热器运行情况如下表3，加热器水位、出水温度及疏水温度均达到正常值。
五、总结
通过热网加热器液体介质流通情况的深入分析，查找问题换热器效率低的原因，通过对加热器出水管道结构方式的改造，由原水平出水改为顶部出水，使全部换热面积有效利用，提高了机组供热期间的经济性和安全性。
参考文献：
《汽轮机设备检修》《汽轮机辅机设备检修》