暖风器系统.docx
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暖风器系统
京能集团运行人员培训教程
BEIHPlantCourse
暖风器系统
STEAMAIRHEATERSYSTEM
MAJ
TDNO.100.2
1教程介绍
本教程详尽介绍了发电厂暖风器系统，包含了发电厂运行维护人员从事本系统相关工作所必须掌握的专业基础理论知识、系统的构成及相关联接、系统中各设备的工作原理、设备系统的启停操作及正常运行调整、节能经济运行方式、各种工况下巡回检查的内容及标准、设备检修维护时安全隔离要求及措施、作业危险因素的分析及防止、系统常见故障的分析处理、运行过程中的事故预想及演练、相关的定期切换及试验要求等内容。
教程编写过程中，参照了厂家资料，引用了相关的技术文献，并吸收了相关的技术法规，25项重点反事故措施要求的内容。
教程适应于从事暖风器系统相关运行维护各岗位人员，按照岗位技能及职责的要求，教程依难易程度内容分别标注了初级、中级、高级三个等级。
初级为巡检岗位人员的必备知识，中级为主值以上岗位操盘人员要掌握的内容，高级为值长、专业工程师以上岗位人员的应知应会。
教程中附列了相关的培训检测表，用于记录员工学习培训进度、过程状态、掌握知识程度等重要信息。
部分检测表需由负责培训的人员填写，作为员工从业资格的重要证明。
本教程为通用教材，各发电厂在实际使用过程中可根据自身设备特点做适当增减修改。
2相关专业理论基础知识
1、暖风器
暖风器的含义是用蒸汽加热空气预热器进口空气以防止热空气预热器低温腐蚀和堵塞的热交换器。
2、NFQ系列暖风器
NFQ系列暖风器的含义是用蒸汽加热空气的一种热交换器，用于电站锅炉一二次风的冬季加热，该产品的换热元件是采用钢制高频电阻焊螺旋翅片管或整体轧制钢铝复合翅片管,它具有结构紧凑,阻力小，散热面积大,不易积灰等优点。
可根据风道尺寸，由单片或几片并联组成框架式结构。
3、小油枪微油（等离子）点火暖风器
小油枪微油（等离子）点火暖风器的含义是锅炉冷态点火磨煤机制粉系统热风加热设备，具有加热效率高，升温快，体积小，风侧阻力小，安装方便等特点，可以安装在一次风主管道和旁通管道上。
4、低温腐蚀
当锅炉尾部受热面（省煤器、空气预热器等）金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。
5、低温腐蚀的形成
燃料中的硫燃烧生成二氧化硫（S+O2=SO2），二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫（2SO2+O2=2SO3），SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽（SO3+H2O=H2SO4）。
硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。
由于空预器中空气的温度较低，预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，造成硫酸腐蚀。
低温腐蚀常发生在空预器上，但是当燃料中含硫量较高、过剩空气系数较大，烟气中SO3含量较高，露点升高，并且给水温度较低（汽机高加停用）时，省煤器管也有可能发生低温腐蚀。
6、烟气露点
烟气中酸性物质（如硫酸蒸气等）开始凝结时的温度。
7、低温腐蚀的选材
建议选用抗硫酸腐蚀相对比较好的，如：
09CrCuSb，此钢种成本制造相对具有很高的性价比，其耐硫酸的腐蚀效果是316L不锈钢的3倍以上，价格是316L不锈钢的1/3都不到。
ND钢是目前国内外最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”用钢材，09CrCuSb（ND钢）钢无缝钢管/钢板主要的考核指标（70°50%H2SO4溶液中浸泡24小时），与碳钢、日本进口同类钢、不锈钢耐腐蚀能力相比较，是日本CR1R钢的1.8倍，是1Cr18Ni9钢的2.8倍，是Corten钢的8.6倍，是20g钢的14倍。
8、传热
由热力学第二定律,凡是有温差的地方,就有热量自发地从高温物体向低温物体转移,这种由于温差引起的热量转移过程统称为传热。
导热
指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时,发生的热量传输的现象。
对流
物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象。
对流换热
流体流过与其温度不同的物体表面时,流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为对流换热。
强制对流
由于外力作用或其它压差作用而引起的流动。
自然对流
由于流体各部分温度不同,致使各部分密度不同引起的流动。
流动边界层
当具有粘性的流体流过壁面时,由于粘滞力的作用,壁面附近形成一流体薄层,在这一层中流体的速度迅速下降为零,而在这一流层外,流体的速度基本达到主流速度.这一流体层即为流动边界层。
温度边界层
当具有粘性的流体流过壁面时,会在壁面附近形成一流体薄层,在这一层中流体的温度迅速变化,而在这一流层外,流体的温度基本达到主流温度.这一流体层即为温度边界层。
热辐射
物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为热辐射。
辐射力
物体在单位时间内,由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量。
单色辐射力
物体在单位时间内,由单位表面积向半球空间发射的波长在λ-λ+dλ范围内的辐射能量。
立体角
是一个空间角度,它是以立体角的角端为中心,作一半径为r的半球,将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方r2的比值作为立体角的大小。
定向辐射强度
单位时间内,在单位可见面积,单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为定向辐射强度。
传质
在含有两种或两种以上组分的流体内部,如果有浓度梯度存在,则每一种组分都有向低浓度方向转移,以减弱这种浓度不均匀的趋势，物质由高浓度向低浓度方转移过程称为传质。
分子扩散传质
静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中的传质,有微观分子运动所引起,称为分子扩散传质。
对流流动传质
在流体中由于对流掺混引起的质量传输。
有效辐射
单位时间内,离开所研究物体单位表面积的总辐射能。
灰体
单色吸收率，单色黑度与波长无关的物体。
角系数
有表面1投射到表面2的辐射能量Q1→2占离开表面1的总能量Q1的份数,称为表面1对表面2的角系数。
辐射换热
物体之间通过相互辐射和吸收辐射能而产生的热量交换过程。
3系统的任务及作用
暖风器系统的作用：
为了提高进入空预器的一、二次风温度，以减少由于大量冷风进入空预器的受热面造成结露、积灰而产生地低温腐蚀。
但温度提高，入口空气侧阻力增加，锅炉效率降低。
旋转式暖风器的技术特点：
暖风器通蒸汽时功效不变，防止因结露引发不利因素；满足暖风器在不同运行工况、不同季节都能降低风道阻力，实现高效运行；可以实现机组运行中切换，不需要停运风机；节能效果显著。
4系统构成及流程
4.1暖风器的构造
该暖风器属表面式汽---气热交换器。
它是利用管内流动的蒸汽的热量来加热管外侧进入空气预热器之前的冷空气。
暖风器入口蒸汽管道阀门的调节作用可使冷空气加热到所需要的温度。
该暖风器卧式布置在空气预热器进风口前，空气由下向上垂直通过暖风器。
一、二次风暖风器全部为可旋转结构，暖风器组件由直螺旋管和相应的蒸汽进出口联箱为一体的加热器、前后封板、旋转执行机构等组成。
蒸汽由前侧进汽联箱流入螺旋管进入到后侧经疏水联箱流出，完成一个行程。
一次风每台暖风器由三片加热器组件并列组成，蒸汽由一个Ф89的进汽管进入到加热器，通过联箱分给29个基管Ф32（外管Ф62的螺旋管），流入到疏水联箱后，再经Ф45的疏水管进入疏水系统排出。
二次风每台暖风器由四片加热器组件并列组成，蒸汽由两个Ф89的进汽管进入到加热器，通过联箱分给37个基管Ф32（外管Ф62的螺旋管），流入到疏水联箱后，再经Ф60的疏水管进入疏水系统排出。
为防止变形，该暖风器组件设有螺旋管加固装置。
旋转加热器前后侧通过旋转轴连接在前后封板上面，前后封板四周通过螺栓与风道法兰固定,每块加热器之间的缝隙通过密封连接板密封。
4.2系统介绍
在送风机进口处A、B侧各设置了一台暖风器。
在机组启动阶段，暖风器以辅助蒸汽为热源，对二次风进行预热；在正常运行时应切至机组的五级抽汽。
从辅汽母管或五级抽汽来的蒸汽通过位于暖风器进口的手动阀后进入暖风器A、B，疏水排至暖风器疏水箱，水质合格后在通过暖风器疏水泵回收至凝汽器疏水扩容器内。
在空预暖风器停运时，为了消除其对系统的阻力，我厂采用具有旋转功能的暖风器,使用时在正常位置，停运后立转，使得烟气方向前后压差降至最低，减少了系统阻力。
为了在投运暖风器的初期对暖风器进行充分的冲洗，设置了暖风器疏水直接排地沟的管路。
暖风器投运时应先关闭疏水至疏水箱的回路，打开直接排地沟阀门，对暖风器和有关管道进行冲洗，防止暖风器内的杂质进入暖风器疏水箱。
暖风器投入后，暖风器内的杂质会造成疏水水质变差，因此还设置了暖风器疏水箱疏水直接排地沟的管路。
当暖风器内冲洗完成后，将暖风器的疏水由直接排地沟切至排疏水箱，对疏水箱进行冲洗，疏水箱疏水排地沟。
对疏水箱冲洗完成，经化验水质合格后，疏水可回收至凝汽器。
与所有的加热器一样，蒸汽在凝结过程中总会产生部分不凝结气体，为防止不凝结气体的积聚，在暖风器疏水箱的顶部至凝汽器设置了排气管路，通过排气管路上的节流孔板同凝汽器相连。
在暖风器投运时应确保该回路畅通，以保证暖风器能正常疏水，提高暖风器的投运效果。
空预暖风器运行期间，为了防止不出现蒸汽直通现象发生，我厂采用疏水侧控制方案，通过疏水阀的水温最低限度为其供汽压力下对应的饱和温度。
5设备规范及运行参数
1、旋转式暖风器规范：
内容
一次风
二次风
备注
型式
蒸汽螺旋管式
蒸汽螺旋管式
型号
JNSDG-1.6/350-480-X
JNSDG-1.6/350-1500-X
螺旋肋片管基管
Ф32*3.0mm
Ф32*3.0mm
钢铝复合管
肋片节距
2.8mm
2.8mm
肋片高度
15mm
15mm
肋片厚度
0.3mm
0.3mm
蒸汽入口管
Dn=80mm
Dn=80mm
材质20G
蒸汽入口联箱
Dn=119mm
Dn=119mm
材质20G
疏水联箱
Dn=119mm
Dn=119mm
材质20G
疏水出口管
Dn=40mm
Dn=50mm
材质20G
2、旋转式暖风器参数：
暖风器设计及运行参数（BMCR）（单台暖风器）:
内容
单位
一次风暖风器
二次风暖风器
风量
Kg/h
245489
1047833
进口风温
°C
-15
-14
出口风温
°C
27
23
蒸汽设计温度
°C
350
350
蒸汽设计压力
MPa
1.6
1.6
蒸汽运行温度
°C
250
250
蒸汽运行压力
MPa
0.47
0.47
焊缝系数
ø
0.8
0.8
腐蚀程度
Mm
1.0
1.0
介质
蒸汽、水、空气
蒸汽、水、空气
蒸汽消耗量
t/h
4.3
16
投运空气侧阻力
Pa
55
80
非投运空气侧阻力
Pa
0
0
换热部件材料
20G+铝
20G+铝
总重量（单台）
Kg
4800
9500
换热面积（单台）
㎡
480
1500
风道接口尺寸
mm
3804*3450*800
6004*5790*1230
3、旋转式暖风器配套设备及材料备件（单台暖风器）：
名称
规格
一次风
二次风
备注
执行器
VGC-20
3台
4台
旋转操作机构
轴承
61926-2RZ
3套
前轴承
轴承
6020-2RZ
3套
后轴承
轴承
6018-2RZ
8套
前后轴承
进汽管密封环
8*8mm
3件
4件
石墨盘根
疏水管密封环
6*6mm
3件
4件
四氟盘根
石墨缠绕垫
DN=80
3套
8套
进汽管法兰密封
石墨缠绕垫
DN=40
3套
疏水管法兰密封
石墨缠绕垫
DN=50
4套
疏水管法兰密封
4、执行器结构规范及参数：
内容
单位
数据
备注
型号
VGC-20
额定转矩
N．m
2300
速比
204：
1
旋转角度
90
手轮旋向
右旋为打开，左旋关闭
5、一次风暖风器主要技术参数（单台暖风器）：
工况
项目
BMCR
BRL
一次风量
设计煤种
191270
16856
校核煤种2
245489
182097
进口风温℃
-15
-15
出口风温℃
27
27
加热蒸汽压力MPa（a）
最高：
1.6，正常：
0.47
加热蒸汽温度℃
最高：
350，正常：
250
进口风风压MPa
0.4
暖风器风侧阻力Pa
＜200
自暖风器蒸汽进口至疏水调节阀出口的总阻力 MPa
＜0.12
编号
项目
单位
数据
一次风暖风器
1
型号
GNWCS-1.6/350-480
2
组装后总高度
mm
800
3
换热面积
m2
480
4
空气侧阻力
Pa
49
5
换热部件材料
20+铝
6
重量
kg
4000
7
换热部件寿命
Y
30
8
设计压力
MPa（g）
1.6
9
设计温度
℃
350
10
接口尺寸
mm
3800×3440
11
消耗蒸汽量（每台）
t/h
4.43
12
换热元件表面热浸镀锌厚度
μm
0
6、二次风暖风器主要技术参数（单台暖风器）
工况
项目
BMCR
BRL
二次风量
）
设计煤种
1047833
1035801
校核煤种1
1035801
881182
进口风温℃
-14
-14
出口风温℃
23
23
加热蒸汽压力MPa（a）
最高：
1.6，正常：
0.47
加热蒸汽温度℃
最高：
350，正常：
250
进口风风压MPa
0.4
暖风器风侧阻力Pa
＜200
自暖风器蒸汽进口至疏水调节阀出口的总阻力 MPa
＜0.12
编号
项目
单位
数据
二次风暖风器
1
型号
GNWCS-1.6/350-1500
2
组装后总高度
mm
800
3
换热面积
m2
1500
4
空气侧阻力
Pa
84
5
换热部件材料
20+铝
6
重量
kg
8000
7
换热部件寿命
Y
30
8
设计压力
MPa（g）
1.6
9
设计温度
℃
350
10
接口尺寸
mm
6000×5783
11
消耗蒸汽量（每台）
t/h
16.67
12
换热元件表面热浸镀锌厚度
μm
0
6设备结构及工作原理
6.1暖风器主要组成部分和功能介绍
1、加热器：
加热风道内空气的作用。
2、前封板：
进汽系统侧的封板，主要起承受加热器的旋转的作用。
包括进汽管和法兰。
3、后封板：
疏水系统侧的封板，主要起承受加热器的旋转。
包括旋转操作执行器、疏水管和法兰、加热器水平限位装置。
6.2使用操作注意事项
1、由于该暖风器是可以旋转的，当人进入暖风器内部时，必须做好防止暖风器旋转而导致坠落的防护措施。
2、任何时候不可在每片暖风器上放置超过450公斤的物件。
3、当人进入暖风器内部时，注意防止物品坠落或人踩踏加热管，而导致散热翅片变形。
4、在执行所有下列操作前必须关闭进汽、疏水系统，使进汽系统压力为零，即进汽管无蒸汽运行.方可执行下列操作。
并按照该步骤执行。
5、该暖风器可在机组运行中执行打开或关闭操作，操作时应缓慢，注意观察风压变化。
6、旋转操作后，对于裸露在外的蒸汽管口加装临时封堵措施，以免杂物进入蒸汽管造成暖风器堵塞。
6.3一次风暖风器由关闭状态旋转操作至打开状态的步骤：
1、关闭状态（为暖风器投入状态）
a）此时，加热器处于水平位置（暖风器投运状态）。
b）执行器的指示针指向关闭位置
c）后封板上的水平限位螺栓是拧紧状态。
d）加热器的进汽、疏水法兰与进汽、疏水系统的法兰处于连接紧固的状态。
2、首先松开并卸下进汽管和疏水管法兰上的所有螺栓。
3、将后封板水平位置上M24的限位螺丝全部旋出卸下。
4、顺时针（从上面往下看时的顺时针方向）旋转执行器操作盘52圈左右，至指针位置到打开处（执行器旋转到转不动），此时加热器处于垂直状态（暖风器不投运状态）。
5、在后封板的上旋入M24限位螺栓，至拧紧（螺栓的前圆锥部分插入加热器前后封板的孔中）。
固定好内加热器，使加热器不会摆动。
6.4一次风暖风器由打开状态旋转操作至关闭状态的步骤：
1、打开状态（为暖风器不投运的状态）。
1）此时，加热器处于垂直位置（暖风器不投运的状态）。
2）执行器的指示针指向打开位置。
3）后封板上水平限位的螺栓M24的处于拧紧状态。
4）每组前封板上的进汽管和后封板上的疏水管与进汽、疏水系统无连接。
2、将后封板水平限位螺栓M24全部旋出卸下。
3、逆时针（从操作盘上面往下看时的逆时针方向）旋转执行器操作盘52圈左右，至指针位置到关闭处（执行器旋转到转不动）。
此时加热器处于水平状态（暖风器投运的状态）。
4、将进汽、疏水法兰与系统供汽疏水法兰中间夹好密封垫后，用螺栓连接紧固。
5、旋入后封板上M24的限位螺栓至拧紧，固定好内加热器。
6.5二次风暖风器由关闭状态旋转操作至打开状态的步骤：
1、关闭状态（为暖风器投运状态）
a）此时，加热器处于水平位置（暖风器投运状态）。
b）执行器的指示针指向关闭位置。
且前封板上的密封压杆贴紧密封板，压紧螺栓处于拧紧状态。
c）后封板上的水平限位螺栓是拧紧状态。
d）加热器的进汽、疏水法兰与进汽、疏水系统的法兰处于连接紧固的状态。
2、首先松开并卸下进汽管和疏水管法兰上的所有螺栓。
并将前封板上的密封板压杆螺栓全部松开，将压杆旋离限位块。
3、将后封板水平位置上M24的限位螺丝全部旋出卸下。
4、顺时针（从上面往下看时的顺时针方向）旋转执行器操作盘52圈左右，至指针位置到打开处（执行器旋转到转不动），此时加热器处于垂直状态（暖风器不投运状态）。
5、在后封板的上旋入M24限位螺栓，至拧紧（螺栓的前圆锥部分插入加热器前后封板的孔中）。
固定好内加热器，使加热器不会摆动。
6、将前封板上的压杆旋至限位块内，拧紧压杆螺栓。
6.6将暖风器由打开状态旋转操作至关闭状态的步骤：
1、打开状态（为暖风器不投运的状态）。
1）此时，加热器处于垂直位置（暖风器不投运的状态）。
2）执行器的指示针指向打开位置。
且前封板上的密封压杆贴紧密封板，压紧螺栓处于拧紧状态。
3）后封板上水平限位的螺栓M24的处于拧紧状态。
4）每组前封板上的进汽管和后封板上的疏水管与进汽、疏水系统无连接。
2、将后封板水平限位螺栓M24全部旋出卸下。
将前封板上的密封板压杆螺栓全部松开，将压杆旋离限位块。
3、逆时针（从操作盘上面往下看时的逆时针方向）旋转执行器操作盘52圈左右，至指针位置到关闭处（执行器旋转到转不动）。
此时加热器处于水平状态（暖风器投运的状态）。
4、将进汽、疏水法兰与系统供汽疏水法兰中间夹好密封垫后，用螺栓连接紧固。
5、旋入后封板上M24的限位螺栓至拧紧，固定好内加热器。
6、将前封板上的压杆旋至限位块内，拧紧压杆螺栓。
6.7常见问题及解决办法。
1、不能操作旋转或转动阻力大。
1）请查看是否有螺栓连接在进汽、疏水法兰上。
2）在后封板上M24的限位螺栓没有卸下。
2、结合面漏风。
1）检查结合面螺栓是否未紧固。
2）前密封板上的压杆螺栓没有紧固。
7暖风器相关技术措施
7.1关于暖风器投停及调整规定：
进入冬季各台炉暖风器都投入运行，并且各台炉暖风器都加上直排管，但各台炉暖风器仍发生间断性振动，如何确保暖风器正常投运，是保证空预器正常运行和冷段不发生积灰的关键，为此对暖风器投停及调整制定如下规定：
1、冬季机组启动时先投运暖风器，控制暖风器出口风温在15℃即可，防止暖风器疏水管振动，然后再启动各风机。
2、冬季负荷在400MW以下时，控制空预器入口一、二次风温在28℃～35℃之间，防止空预器冷段发生低温腐蚀。
3、冬季负荷在500MW以上且排烟温度高于160℃时，控制空预器入口一、二次风温在20℃～25℃之间，以防空预器因排烟温度高膨胀不均发生电流摆动大。
4、集控运行人员接班和当班期间要对暖风器认真检查。
5、锅炉检修队派专人每天定期对暖风器进行检查。
6、热工人员确保暖风器疏水箱水位计指示准确以及暖风器疏水泵达到条件时能自动启停。
7、发现暖风器以及疏水管道振动时，立即对一、二次暖风器进汽开度做调整，控制暖风器疏水温度在100℃以下，确保暖风器疏水畅通，并适当将暖风器直排管开几圈。
8、对暖风器疏水系统不合理的地方，锅炉检修队提前进行整改，确保暖风器能正常运行。
9、发现暖风器进汽及疏水管道有泄漏时及时联系检修处理。
10、暖风器检修时，要将暖风器中水疏尽，尽可能在中午环境温度高时检修，防止暖风器冻结。
11、如某台机组暖风器检修时，值长尽可能安排该机组负荷带至500MW以上，维持排烟温度在130℃以上，使空预器冷段综合温度在烟气水露点以上。
12、解列暖风器时值长要向运行部领导汇报。
13、由于暖风器进汽及疏水管道发生泄漏需停运暖风器检修时，每停运一次扣锅炉检修队100元。
14、由于暖风器疏水系统不合理，造成暖风器疏不出去水，使暖风器及疏水管道发生振动，每发生一次扣锅炉检修队100元。
15、由于运行人员调整不合理，造成暖风器振动，每发生一次扣当值运行人员100元。
16、暖风器疏水箱水位计指示不准确以及暖风器疏水泵达到条件时不能自动启停，每发生一次扣热工检修队100元。
17、暖风器出现缺陷后不主动进行消缺，每发生一次扣相关单位200元。
7.2锅炉空预器前一、二次风暖风器投运措施
1、操作顺序：
1）开启一、二次风暖风器疏水罐底部放水手动门
2）开启暖风器蒸汽母管疏水一、二次门，微开高辅联箱至暖风器电动门，待蒸汽母管疏水疏尽时，关一、二次疏水门，逐渐全开高辅至暖风器电动门
3）开启一次风暖风器蒸汽母管疏水总门，疏水器前后手动门及疏水器旁路手动门
4）开启二次风暖风器蒸汽母管疏水总门，疏水器前后手动门及疏水器旁路手动门
5）检查开启一次风暖风器A和B疏水器前后手动门及疏水器旁路手动门
6）检查开启二次风暖风器A和B疏水器前后手动门及疏水器旁路手动门
7）开启一、二次风暖风器疏水至疏水箱手动门
8）开启一次风暖风器A和B进汽手动门
9）开启二次风暖风器A和B进汽手动门
10）开一、二次风疏水至三台暖风器疏水泵入口手动门
11）开暖风器疏水泵
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