08省煤器和空氣預(yù)熱器

1、第一節(jié) 概述 第二節(jié) 省煤器 第三節(jié) 空氣預(yù)熱器 第四節(jié) 低溫受熱面的布置 第五節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 第六節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的積灰和磨 損 第八章省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐尾部受熱面或低溫受熱面 1利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱給水，提高進(jìn)入汽包 的給水溫度，減少蒸發(fā)受熱面； 2早期是為了降低排煙溫度，提高效率，蒸發(fā)受熱面 降低排煙溫度的幅度有限； 3高參數(shù)大容量鍋爐中，省煤器不可缺少； 4高壓以上鍋爐均有回?zé)嵫h(huán)，給水溫度升高，并有 空氣預(yù)熱器，主要目的不僅是為了降低排煙溫度； 5. .特點傳熱溫差大，強制對流，金屬消耗比蒸發(fā)受熱 面少得多，價格低。 一、省煤器的作用省煤器的作用

2、二、空氣預(yù)熱器的作用 1電站鍋爐用汽輪機抽汽預(yù)熱鍋爐給水，省煤器入口水 溫很高，鍋爐排煙溫度降低受限制，須利用空氣預(yù)熱 器降低排煙溫度； 2磨制、烘干煤粉，改善燃料著火與燃燒，強化爐內(nèi)輻 射換熱，要求將空氣加熱到較高的溫度，空氣預(yù)熱器 是必須的。 三、尾部受熱面設(shè)計與運行中的主要問題 n1.省煤器受熱面金屬的磨損和積灰，尾部煙道中煙氣的 灰顆粒變硬。 n2.空氣預(yù)熱器的腐蝕、積灰和堵灰，回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器的 漏風(fēng)等。 第八章省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐尾部受熱面或低溫受熱面 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 省煤器 第三節(jié) 空氣預(yù)熱器 第四節(jié) 低溫受熱面的布置 第五節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 第六節(jié) 鍋爐尾部

3、受熱面煙氣側(cè)的積灰和磨損 一、分類與結(jié)構(gòu) 省煤器：加熱鍋爐的給水，水平管圈加熱鍋爐的給水，水平管圈 根據(jù)出口工質(zhì)的狀態(tài)分根據(jù)出口工質(zhì)的狀態(tài)分 沸騰式沸騰式用于中低壓鍋爐，沸騰度小于用于中低壓鍋爐，沸騰度小于20%，工質(zhì)側(cè)的阻力較，工質(zhì)側(cè)的阻力較 大大 非沸騰式非沸騰式高壓以上的鍋爐省煤器高壓以上的鍋爐省煤器 根據(jù)管子的排列方式分根據(jù)管子的排列方式分 類：類： 錯列錯列布置緊湊，傳熱效果好，積灰少，但第二排磨損嚴(yán)重布置緊湊，傳熱效果好，積灰少，但第二排磨損嚴(yán)重 順列順列傳熱效果較差，但磨損較輕傳熱效果較差，但磨損較輕 根據(jù)管子的結(jié)構(gòu)方式分根據(jù)管子的結(jié)構(gòu)方式分 類：類： 鑄鐵式鑄鐵式僅用于壓力低，

4、給水品質(zhì)要求不高，耐磨，耐腐蝕等僅用于壓力低，給水品質(zhì)要求不高，耐磨，耐腐蝕等 光管式光管式2842（51）mm外徑的蛇型鋼管，普通鋼材外徑的蛇型鋼管，普通鋼材 擴展受熱面式擴展受熱面式鰭片管、螺旋肋片管、膜式管等鰭片管、螺旋肋片管、膜式管等 二、布置方式布置方式（尾部煙氣流通截面為矩形） 綜合考慮蛇型管圈中的水速及管外側(cè)的磨損程度分為： 1）蛇型管垂直于前墻布置：水速最低，但每根管均會受 到磨損。 2）蛇型管平行于前墻布置：水速最高，僅磨損幾根管子， 支吊不方便 3）蛇型管平行于前墻，雙側(cè)進(jìn)水布置，水速適中，支吊 方便。 三、支吊方式支吊方式 1支承只用于小型鍋爐； 2懸吊集箱在煙道中，減少

5、穿墻管的數(shù)目，以出 水引出管為懸吊管，有利于熱膨脹，大型電站鍋爐 普遍采用。 第八章省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐尾部受熱面或低溫受熱面 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 省煤器 第三節(jié) 空氣預(yù)熱器 第四節(jié) 低溫受熱面的布置 第五節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 第六節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的積灰和磨損 完成低溫?zé)煔馀c空氣間的熱交換 一、氣體間的換熱方式 1）間壁式換熱通過壁面的導(dǎo)熱，冷熱流體不接觸 2）再生式換熱冷熱流體輪流接觸受熱面的蓄熱元件，也 稱為蓄熱式 3）直接混合式冷熱流體直接混合交換熱量。 二、 電站用空氣預(yù)熱器的分類 電站空氣預(yù)熱器分為電站空氣預(yù)熱器分為 管式（基于間壁式換熱）管式（基于間壁式換熱

6、） 回轉(zhuǎn)式（基于再生式換熱）回轉(zhuǎn)式（基于再生式換熱） 三、管式空氣預(yù)熱器 一）結(jié)構(gòu) n直徑為4051mm、壁厚為1.251.5mm的普通薄壁鋼管 n密集排列、錯列布置，組成立方體型的管箱， n數(shù)個管箱排列在尾部煙道中。 二）主要特點 n體積大，數(shù)倍于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，金屬耗量大， n易受腐蝕，損壞，不易更換，清灰困難，管板易發(fā)生 變形， n漏風(fēng)較小，運行方便，應(yīng)用較少。 三）布置方式 1垂直布置 n煙氣管內(nèi)縱向沖刷，空氣管外橫向沖刷，須滿足煙氣 及空氣流速的不同要求。 2水平布置 n煙氣在管外，空氣在管內(nèi)，可以提高壁溫、減輕金屬 腐蝕；采用較少。 鍋爐容量增大，管式空氣預(yù)熱器體積增加，鍋爐尾部

7、 布置困難。 四、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 大型電站鍋爐均采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 工作原理：再生式，煙氣和空氣交替地流過受熱面（蓄熱元件） 放熱和吸熱。 兩種結(jié)構(gòu)：受熱面旋轉(zhuǎn)式（用的較多），風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)式。 l優(yōu)點：尺寸小，重量輕，制造水平要求高； l煙氣側(cè)腐蝕小，受熱面溫度高，允許有較大磨損量和腐 蝕量，檢修方便。 l缺點：存在漏風(fēng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗電大。 一）受熱面回轉(zhuǎn)式 1結(jié)構(gòu) 1）可轉(zhuǎn)動的園筒型轉(zhuǎn)子，內(nèi)置蓄熱元件； 2）固定的園筒型外殼，扇形頂板和底板將轉(zhuǎn)子流通截 面分為兩部分，分別與固定的煙氣及空氣通道相連接； 3）轉(zhuǎn)子截面分三個區(qū)：煙氣流通部分約50%、空氣流 通部分：約為30%、密

8、封區(qū)：其余部分。 2工作過程 每分鐘旋轉(zhuǎn)14周。轉(zhuǎn)子受熱面順序通過煙氣側(cè)，吸熱 升溫，通過空氣側(cè)放熱降溫，旋轉(zhuǎn)一周完成一個熱交換過 程。 二）風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式 傳熱元件不旋轉(zhuǎn)，上下風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一周換熱兩次，轉(zhuǎn)速 稍慢一些，已經(jīng)用的較少。 五漏風(fēng) 1）漏風(fēng)來源 轉(zhuǎn)動和固定部分間存在一定的間隙，空氣與煙氣間存在 一定的壓差，轉(zhuǎn)動部分帶入風(fēng)量； 2）漏風(fēng)危害：送風(fēng)量增大，引風(fēng)也增加，排煙損失增加； 3）漏風(fēng)量：先進(jìn)水平58%，一般為10%左右，最高可達(dá)40%； 4）要求有良好的密封裝置，在運行中吹灰 第八章省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐尾部受熱面或低溫受熱面 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 省煤器 第三節(jié) 空氣預(yù)熱器 第

9、四節(jié) 低溫受熱面的布置 第五節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 第六節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的積灰和磨損 尾部省煤器與空氣預(yù)熱器的布置方式分為單級和 雙級布置 1、單級布置 n管式預(yù)熱器的熱空氣溫度低于280時采用， n大型鍋爐采用單級回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的布置 2、雙級布置 n管式預(yù)熱器為了獲得較高的熱空氣溫度， n（采用雙級的原因：煙氣熱容量大于空氣熱容量，空氣 溫度上升速度比煙氣溫度下降得快） n為保證上級空氣預(yù)熱器上管板的安全， n必須在空氣預(yù)熱器之間夾一級省煤器，省煤器也為雙級 布置（省煤器結(jié)構(gòu)復(fù)雜）。 n由于尾部采取了雙級布置，則存在熱量的合理分配的問 題。 第八章省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐

10、尾部受熱面或低溫受熱面 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 省煤器 第三節(jié) 空氣預(yù)熱器 第四節(jié) 低溫受熱面的布置 第五節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 第六節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的積灰和磨損 一、腐蝕的原因 nSO3在200C以下與煙氣中的水蒸汽結(jié)合形成H2SO4蒸汽， n硫酸蒸汽在受熱面上凝結(jié)，造成腐蝕， n硫酸蒸汽凝結(jié)取決于煙氣露點溫度及煙氣中硫酸蒸汽得以 凝結(jié)的受熱面溫度。 二、煙氣露點 煙氣中存在兩個露點溫度： 硫酸蒸汽對應(yīng)于酸露點溫度； 水蒸汽對應(yīng)于水露點溫度。 1酸露點溫度 n比水露點溫度高得多，取決于SO3和水蒸汽的含量，一般 可達(dá)120140， n極少量的硫酸蒸汽就會對酸露點影響很大； n酸

11、露點估計依靠經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式確定 n可以由儀器直接測定。 2水露點溫度 取決于水蒸汽在煙氣中的分壓力，煙氣中水蒸汽分壓力很 低，水露點溫度一般為4555， 空氣中的水蒸汽分壓力更低，水露點溫度一般為1020， 一般不會出現(xiàn)由于水蒸汽凝結(jié)造成鍋爐腐蝕 三、受熱面發(fā)生腐蝕的條件 能否發(fā)生腐蝕決定于腐蝕介質(zhì)，介質(zhì)的量（濃度），得以 凝結(jié)的受熱面溫度。 四、四、SO3的形成 可燃硫分燃燒生成SO2，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成SO3的很少，煙氣中 SO3含量僅為SO2的3%5%，煙氣中SO3只占到幾十萬分 之幾。 五、腐蝕過程 1煙氣中SO3與煙氣中水蒸氣結(jié)合成硫酸蒸汽， 2煙氣中硫酸蒸汽在“冷”受熱面上凝結(jié)發(fā)生在 沿?zé)煔?/p>

12、流程一段范圍，凝結(jié)的硫酸濃度逐漸降低 3開始煙氣中硫酸濃度大，可在較高溫度的壁面 上凝結(jié)下來，隨著濃度降低，露點下降，可以在 較低溫度的壁面上凝結(jié)； 4凝結(jié)的硫酸濃度對受熱面腐蝕的速度影響很大， 濃硫酸幾乎不腐蝕，稀硫酸腐蝕（40%50%）很 強。 六、防腐措施 1提高金屬管壁溫 a、提高空氣預(yù)熱器入口空氣溫度（暖風(fēng)器，熱風(fēng)再循環(huán) 等） b、預(yù)熱器水平布置， c、新型換熱器等采用等； 2采用防腐材料； 第八章 省煤器和空氣預(yù)熱器 鍋爐尾部受熱面或低溫受熱面 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 省煤器 第三節(jié) 空氣預(yù)熱器 第四節(jié) 低溫受熱面的布置 第五節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 第六節(jié) 鍋爐尾部受熱面煙氣

13、側(cè)的積灰和磨損 一、燃煤鍋爐受熱面灰垢及其影響燃煤鍋爐受熱面灰垢及其影響 1積灰的幾種形態(tài)： 1）熔渣結(jié)渣 原因：飛灰呈熔融狀的黏性顆粒黏附在管壁上； 位置：爐膛受熱面及高溫對流受熱面的入口處， 2）高溫黏結(jié)灰 原因：鈉、鉀、鈣、硅等氧化金屬在高溫環(huán)境中發(fā) 生氧化物的升華，氧化金屬呈分子狀態(tài)冷凝在受熱面 上，與煙氣中SO3形成硫酸鹽，有黏性，大量捕捉飛 灰，位置：爐膛受熱面及高溫對流受熱面。 3）低溫黏結(jié)灰 原因：飛灰與冷凝在受熱面上的硫酸溶液形成水泥狀 物質(zhì)，呈硬結(jié)狀，堵死，并加重低溫腐蝕。 位置：空氣預(yù)熱器受熱面 4）松散積灰 原因：飛灰中1020微米顆粒，沖刷管束時，背風(fēng)區(qū)產(chǎn) 生旋渦，進(jìn)入旋渦區(qū)的灰顆粒分子吸附力大于其質(zhì)量， 在靜電力、表面粗糙度作用下，積灰最后達(dá)到平衡狀 態(tài)。易清除，與煙氣流速有關(guān)。 位置：省煤器受熱面 2灰