高壓加熱器自動保護裝置

在高壓加熱器中給水壓力與加熱蒸汽壓力相差很大，由於製造工藝、檢修質量或運行過程中操作不當，常引起加熱器給水泄漏、管束破裂事故。為了在高壓加熱器發生故障時，不致中斷鍋爐給水或高壓水從抽汽管倒流入汽輪機，造成汽輪機水擊事故，在高壓加熱器上設有自動旁路保護裝置。目前電廠高壓加熱器上採用的保護裝置主要有：水壓液動旁路保護裝置和電氣旁路保護裝置兩種。

基本介紹

• 中文名：高壓加熱器自動保護裝置 
• 外文名：automatic protection device for high pressure heater 
• 作用：防止汽輪機水擊事故
• 分類：兩種
• 性質：科學

水壓液動旁路保護裝置

如圖1（1—凝結水總閥；2—濾網；3、5—截止閥；4—電磁閥；6—電磁閥旁路閥；7—節流孔板；8—水動活塞；9—入口聯成閥；10—高壓加熱器；11—出口止回閥；12—控制閥；13—注水放水閥；15—排水閥）所示為國產高壓加熱器水壓液動旁路保護系統。該系統由人口聯成閥、出口止回閥以及控制這些閥門動作的高壓水管路系統組成。進口閥與旁通閥共用一個閥瓣，稱為聯成閥，其結構如圖2所示。止回閥位於加熱器出水管口，其結構如圖3所示。聯成閥與止回閥通過加熱器外部的一根旁通管相連。正常運行時，聯成閥在最高極限位置，此時旁通閥門全關，進口閥全開，給水由入口連線管進入加熱器內的管束中，經管壁外的加熱蒸汽加熱後頂開止回閥流出。

圖1 水壓液動旁路保護系統

聯成閥採用低壓凝結水控制的外置活塞式結構，由於三台高壓加熱器共用一個旁路(稱大旁路)，當任意一台高壓加熱器故障引起汽側水位升高並超過水位上限時，水位計上電接點接通，開啟電磁閥，由凝結水泵來的凝結水經濾網、電磁閥進入聯成閥活塞上部，活塞在壓力水的作用下，克服下部的彈簧力，強行關閉進口聯成閥，中斷加熱器進水，同時旁通閥打開，出口止回閥由於下部失去水壓而落下，給水直接由旁通管送至鍋爐。同時，相應高壓加熱器抽汽管道上的進汽閥和止回閥連鎖關閉，該高壓加熱器解列。當電磁閥失靈時，應手動開啟電磁閥旁通閥使保護裝置動作。

投入高壓加熱器時，可開啟聯成閥活塞上部的放水閥，使活塞上部泄壓，活塞在其下部彈簧力的作用下向上移動，開啟進口閥同時關閉旁路閥，給水進入加熱器。

旁路系統投入運行的操作方法是：①首先開啟加熱器注水閥，向加熱器內注水，消除加熱器進口閥和出口止回閥前後的壓力差。②開啟凝結水總閥，關閉電磁閥的旁路閥，使凝結水經節流孔板(兩個)進入水動活塞的上部。為了防止水動活塞鏽蝕而引起加熱器進口聯成閥失靈，在水動活塞上設有通水孔，一部分凝結水經通水孔流入活塞下部，由排水閥排出。③開啟水動活塞上部的放水閥，將水動活塞上部的凝結水壓力泄掉，水動活塞在其下部彈簧力的作用下，帶動進口聯成閥向上開啟，旁通閥關閉。在加熱器進口聯成閥開啟，旁通閥關閉的同時，出口止回閥在給水壓力的作用下也自動開啟。④加熱器給水系統投入運行後，及時關閉注水閥和凝結水放水閥。⑤在正常運行中凝結水經節流孔板進入水動活塞的上部，保持活塞上部經常充滿一定壓力的壓力水，以保證水動活塞在事故時能及時準確地動作。

電氣旁路保護裝置

電氣旁路保護系統如圖2（1—進水閥；2—出水閥；3—旁路閥；4—啟動注水閥；5—水位計；6—事故疏水閥；7—繼電器；8—信號燈）所示。600MW機組多採用這種系統。該裝置由高壓加熱器的進出水閥、旁路閥、事故疏水閥、繼電器和信號燈等組成。加熱器進出水閥、旁路閥都是電動的，由三台加熱器的水位計通過繼電器控制。當任一台高壓加熱器發生故障，加熱器水側水位升高至極限位置時，水位計發出高水位信號送到繼電器，繼電器動作發出電信號，接通加熱器進水閥、出水閥和旁路閥的電氣線路，這時加熱器進水閥、出水閥自動關閉，旁通閥開啟，給水由旁通管直供鍋爐，同時事故疏水閥打開進行疏水，信號燈發出聲光信號報警，高壓加熱器抽汽管上的進汽閥和止回閥也自動關閉，三台加熱器同時解列。

圖2 電氣旁路保護系統

當全部高壓加熱器採用大旁路時，只要任何一台高壓加熱器故障，保護裝置動作，所有的高壓加熱器都要停運，會使鍋爐給水溫度明顯下降。儘管如此，由於高壓加熱器製造質量的提高，目前大容量機組中採用大旁路的較多，也有的機組每台高壓加熱器單獨設定一套旁路(小旁路)保護裝置，機組的熱經濟提高，但會增加一定的投資。還有的採用混合旁路，既有大旁路又有小旁路。如圖3所示某電廠600MW機組高壓加熱器的保護旁路即是混合旁路。1號高壓加熱器採用小旁路保護，2號和3號共用一套旁路保護裝置(大旁路)，兼顧了機組的安全性和經濟性。

圖3 600MW機組高壓加熱器的保護旁路

高壓加熱器自動保護裝置必要性

在高壓加熱器中給水壓力與加熱蒸汽壓力相差很大，由於製造工藝、檢修質量或運行過程中操作不當，常引起加熱器給水泄漏、管束破裂事故。為了在高壓加熱器發生故障時，不致中斷鍋爐給水或高壓水從抽汽管倒流入汽輪機，造成汽輪機水擊事故，在高壓加熱器上設有自動旁路保護裝置。其作用是當高壓加熱器發生故障或管子破裂時，能迅速地切斷進入加熱器管束的給水，同時又能由旁路向鍋爐供水。