鍋爐汽水系統(tǒng)設(shè)備及其附件

1、京能集團(tuán)運(yùn)行人員培訓(xùn)教程BEIH Plant Course鍋爐汽水系統(tǒng)及其附件目錄1教程介紹32相關(guān)專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)33省煤器53.1概述53.2省煤器的工作原理63.3省煤器的作用63.4省煤器的種類63.5省煤器的結(jié)構(gòu)73.6省煤器的布置93.7省煤器的支吊方式103.8省煤器的啟動(dòng)保護(hù)133.9省煤器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題144水冷壁的結(jié)構(gòu)特征164.1水冷壁的作用164.2水冷壁管的結(jié)構(gòu)形式164.3水冷壁的特殊裝置204.4水冷壁的幾何尺寸224.5水冷壁入口節(jié)流孔圈235過熱器與再熱器255.1概述255.2電站鍋爐對過熱器和再熱器的要求265.3過熱器與再熱器的作用與特點(diǎn)265.4過

2、熱器與再熱器的布置及結(jié)構(gòu)型式295.5過熱器和再熱器的汽溫特性395.6再熱器的系統(tǒng)的保護(hù)405.7熱偏差416減溫水設(shè)備系統(tǒng)486.1蒸汽溫度的調(diào)節(jié)486.2減溫器的分類及特點(diǎn)486.3減溫器在過熱器系統(tǒng)中的布置526.4減溫水的相關(guān)聯(lián)鎖保護(hù)527汽水系統(tǒng)疏放水、排空氣、排污系統(tǒng)537.1鍋爐排空氣系統(tǒng)的任務(wù)和作用537.2、鍋爐疏水放水系統(tǒng)的任務(wù)和作用537.3、鍋爐排污系統(tǒng)的任務(wù)和作用537.4設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)547.5鍋爐定期排污的控制注意事項(xiàng)568延伸閱讀589試題庫09.1填空題09.2問答題21 教程介紹本教程詳盡介紹了發(fā)電廠省煤器、過再熱器系統(tǒng)，包含了發(fā)電廠運(yùn)行維護(hù)人員從事本系統(tǒng)相

3、關(guān)工作所必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)、系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)聯(lián)接、系統(tǒng)中各設(shè)備的工作原理、設(shè)備系統(tǒng)的啟停操作及正常運(yùn)行調(diào)整、節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、各種工況下巡回檢查的內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備檢修維護(hù)時(shí)安全隔離要求及措施、作業(yè)危險(xiǎn)因素的分析及防止、系統(tǒng)常見故障的分析處理、運(yùn)行過程中的事故預(yù)想及演練、相關(guān)的定期切換及試驗(yàn)要求等內(nèi)容。教程編寫過程中，參照了廠家資料，引用了相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)，并吸收了相關(guān)的技術(shù)法規(guī)，25項(xiàng)重點(diǎn)反事故措施要求的內(nèi)容。教程適應(yīng)于從事省煤器、過再熱器系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)各崗位人員，按照崗位技能及職責(zé)的要求，教程依難易程度內(nèi)容分別標(biāo)注了初級、中級、高級三個(gè)等級。初級為巡檢崗位人員的必備知識(shí)，中級為主值以上崗

4、位操盤人員要掌握的內(nèi)容，高級為值長、專業(yè)工程師以上崗位人員的應(yīng)知應(yīng)會(huì)。教程中附列了相關(guān)的培訓(xùn)檢測表，用于記錄員工學(xué)習(xí)培訓(xùn)進(jìn)度、過程狀態(tài)、掌握知識(shí)程度等重要信息。部分檢測表需由負(fù)責(zé)培訓(xùn)的人員填寫，作為員工從業(yè)資格的重要證明。本教程為通用教材，各發(fā)電廠在實(shí)際使用過程中可根據(jù)自身設(shè)備特點(diǎn)做適當(dāng)增減修改。2 相關(guān)專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí) 1、過熱器的定義中文名稱：過熱器英文名稱：superheater，SH 定 義：將飽和溫度或高于飽和溫度的蒸汽加熱到規(guī)定過熱溫度的受熱面。2、受熱面 heating surface從放熱介質(zhì)中吸收熱量并通過壁厚將熱量傳遞給受熱介質(zhì)的金屬表面。3、輻射受熱面 radiant h

5、eating surface主要以輻射換熱方式從放熱介質(zhì)中吸收熱量的受熱面。4、對流受熱面 convection heatinrface主要以對流換熱方式從放熱介質(zhì)中吸收熱量的受熱面。5、附加受熱面 auxiliary heating surface敷設(shè)于大型鍋爐對流煙道的內(nèi)壁面，用以保護(hù)爐墻，同時(shí)吸收放熱介質(zhì)熱量的受熱面。6、受壓部件 pressure part承受內(nèi)部或外部介質(zhì)壓力作用的部件。7、受壓元件 pressure part承受內(nèi)部或外部介質(zhì)壓力作用的零件。8、管屏 tube panel由同一進(jìn)口集箱和出口集箱（或鍋筒）之間并聯(lián)管子所組成的屏片狀受熱面。9、垂直上升管屏 up fl

6、ow riser tube panel工質(zhì)在管內(nèi)一次或多次垂直上升的管屏。10、回帶式管屏 ribbon panel工質(zhì)在管內(nèi)作多行程水平或垂直迂回上升的管屏。11、水平圍繞管屏 spirally-wound tube panel工質(zhì)在管內(nèi)呈水平或微傾斜地盤旋上升的管屏。12、管束 tube bank由同一進(jìn)口集箱和出口集箱（或鍋筒）之間的并聯(lián)管子組成的束狀對流受熱面。13、錯(cuò)列布置管束 staggered bank相鄰管排作交錯(cuò)排列的管束。14、順列布置管束 in-line bank各管排均作行列排列的管束。15、輻射式過熱器 radiant superheater布置在爐膛中，主要以輻射換

7、熱方式吸收熱量的過熱器。16、墻式過熱器 wall superheater布置在爐膛內(nèi)壁面上水冷壁管之間的輻射式過熱器。17、屏式過熱器 platen superheater以管屏形式布置在爐膛上部或爐膛出口處，既吸收輻射熱，又吸收對流熱的過熱器。18、對流式過熱器 convection superheater以無縫鋼管彎制成蛇形管的形式布置在對流煙道中，以吸收對流熱為主的過熱器。19、包墻管過熱器 steam-cooled wall布置在水平煙道和尾部對流煙道的內(nèi)壁面，便于敷設(shè)爐墻并單面吸收煙氣熱量的過熱器。20、頂棚管過熱器（爐頂過熱器） steam-cooled roof布置在爐頂內(nèi)壁面

8、的過熱器。21、懸吊式過熱器 pendant superheater蛇形管圈垂直布置，懸吊于爐頂支承梁上的過熱器。22、水平式過熱器 horizontal superheater蛇形管圈水平布置的過熱器。23、再熱器再熱器的含義是指把汽輪機(jī)高壓缸做過功的中溫中壓蒸汽再引回鍋爐，對其再加熱至等于、高于或低于新蒸汽溫度的設(shè)備叫再熱器。24、聯(lián)箱在受熱面的布置中，聯(lián)箱起到匯集、混合、分配工質(zhì)的作用，是受熱面布置的連接樞紐。另外，有的聯(lián)箱也用以懸吊受熱面，裝設(shè)疏水和排污裝置。25、輻射式再熱器 radiant reheater布置于爐膛壁面上水冷壁管之間，主要吸收輻射熱的再熱器。26、對流式再熱器 c

9、onvection reheater布置于對流煙道中，主要吸收對流熱的再熱器。27、金屬的疲勞強(qiáng)度金屬材料在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)一定次數(shù)的反復(fù)作用，而不破壞的最大應(yīng)力。28、金屬的蠕變金屬在高溫和應(yīng)力作用下，隨著時(shí)間的增加，緩慢的產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。29、金屬的塑性塑性就是金屬材料在載荷作用下能改變形狀而不破裂，在取消載荷后又能把變形保留下來的一種性能。30、金屬的腐蝕 金屬在各種侵蝕性液體或氣體介質(zhì)的作用下，發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)過程而遭受損耗或破壞的現(xiàn)象。31、省煤器（英文名稱Economizer）就是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收的是比較低溫的煙氣，降低了

10、煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器。3 省煤器3.1 概述給水在鍋爐中被加熱成為過熱蒸汽的過程可分成三個(gè)階段，即給水預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱。這三次加熱分別是在鍋爐的三種不同受熱面中完成的，這三種不同的受熱面及連接管道就組成了鍋爐的汽水系統(tǒng)。省煤器就是其中之一，即負(fù)責(zé)給水預(yù)熱的設(shè)備，可見，它是整個(gè)鍋爐汽水系統(tǒng)中工質(zhì)溫度最低的一級受熱面，流過該設(shè)備的工質(zhì)是單相的水（非沸騰式省煤器）。3.2 省煤器的工作原理省煤器是利用煙氣熱量加熱給水的熱交換器。煙氣在管外自上而下橫向沖刷管束，將熱量傳遞給管壁；水在管內(nèi)自下而上流動(dòng)，吸收管壁放出的熱量，使水的溫度升高。這種方式既可以形成逆流傳熱，節(jié)

11、約金屬用量；也便于疏水和排氣，以減輕腐蝕；另外，煙氣自上而下流動(dòng)，還有利于吹灰。3.3 省煤器的作用最初設(shè)置省煤器，是為了利用煙氣余熱加熱給水，以降低排煙溫度、提高鍋爐效率、節(jié)約燃料消耗，省煤器就是以此得名。采用省煤器后，給水在進(jìn)人蒸發(fā)受熱面之前，已先在省煤器中加熱，蒸發(fā)受熱面的吸熱量及受熱面積必然減少。省煤器一般逆流布置，工質(zhì)的平均溫度比水的飽和溫度要低，并采用強(qiáng)制流動(dòng)，為應(yīng)用薄壁小管徑創(chuàng)造了條件。整體結(jié)構(gòu)也很緊湊。因此，省煤器的傳熱溫差與傳熱系數(shù)均比相同煙溫范圍的對流蒸發(fā)管束要高。以省煤器受熱面取代對流蒸發(fā)受熱面可大幅度減少金屬消耗，此外，給水加熱升溫后引入汽包，可以減小給水與汽包壁的溫差

12、，從而減小汽包熱應(yīng)力。由于這些原因，省煤器已成為現(xiàn)代鍋爐不可缺少的組成部分。所以省煤器的作用歸納起來為三點(diǎn)：（1） 節(jié)省燃料。在鍋爐尾部裝設(shè)省煤器，可降低煙氣溫度，減少徘煙熱損天，提高鍋爐效率，因而節(jié)省燃料。（2） 改善汽包的工作條件。由于采用省煤器后，提高了進(jìn)人汽包的給水溫度，使汽包壁與給水之間的溫度差及熱應(yīng)力減少，改善了汽包的工作條件，延長了使用壽命。（3） 降低鍋爐造價(jià)。由于水的加熱是在省煤器中進(jìn)行的，用省煤器這樣的低溫部件代替部分價(jià)格較高的高溫水冷壁，從而降低了鍋爐造價(jià)。3.4 省煤器的種類省煤器按使用材料可分為鋼管省煤器和鑄鐵省煤器。目前大中容量鍋爐廣泛采用鋼管省煤器，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高

13、，能承受沖擊，工作可靠，同時(shí)傳熱性能好，體積小，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是耐腐蝕性差，但現(xiàn)代鍋爐給水都經(jīng)嚴(yán)格處理，管內(nèi)腐蝕這一缺點(diǎn)以基本得以解決。省煤器按工質(zhì)加熱程度可分為沸騰式省煤器和非沸騰式省煤器。（1） 沸騰式省煤器。其出口水溫不僅可以達(dá)到飽和溫度，而且可使部分水汽化，汽化水量一般約占給水量的10%一15% ，最多不超過20%，以免省煤器中介質(zhì)的流動(dòng)阻力過大。（2） 非沸騰式省煤器。其出口水溫低于該壓力下的沸點(diǎn)20-25。中壓鍋爐多采用沸騰式省煤器。這是因?yàn)橹袎哄仩t水的汽化潛熱大，加熱水的熱量小，故需把一部分水的蒸發(fā)放到省煤器中進(jìn)行，以防止?fàn)t膛溫度過低引起燃燒不穩(wěn)和爐膛出口煙溫過低造成過熱器等受熱

14、面金屬耗量增加，此外也有助于發(fā)揮省煤器的作用。高壓以上鍋爐則多采用非沸騰式省煤器，這是因?yàn)殡S著壓力的提高，水的汽化潛熱相應(yīng)減小，而加熱水的熱量相應(yīng)增大，故需要把水的部分加熱轉(zhuǎn)移到爐內(nèi)水冷壁中進(jìn)行，以防止?fàn)t膛溫度和爐膛出口煙溫過高，引起爐內(nèi)及爐膛出口處受熱面結(jié)渣，所以高壓以上鍋爐則多采用非沸騰式省煤器。選擇省煤器型式時(shí)主要考慮的是鍋爐參數(shù)，鍋爐參數(shù)不同，則對工質(zhì)加熱的三個(gè)階段所需要吸熱量的比例就不同，所以與之相應(yīng)的三種不同受熱面的布置也要發(fā)生變化對于高參數(shù)的大機(jī)組而言，蒸發(fā)吸熱量較小，水的加熱吸熱量、蒸汽過熱吸熱量、再熱吸熱量卻比較大。因此，非沸騰式鋼管省煤器是高壓以上機(jī)組鍋爐省煤器的主要型式。

15、3.5 省煤器的結(jié)構(gòu)鋼管省煤器不論沸騰式或非沸騰式，結(jié)構(gòu)完全一樣。它們均由一些水平蛇形管，經(jīng)進(jìn)口、出口聯(lián)箱并聯(lián)而成。蛇形管與聯(lián)箱的連接一般采用焊接。聯(lián)箱一般布置在鍋爐煙道外面。如果省煤器的受熱面較多，總體高度較高，可把它分為幾段，在圖3-1中分為兩段，每段高度為11.5m，段與段之間留出0.60.8m檢修空間。此外省煤器與其相鄰的空氣預(yù)熱器之間應(yīng)留出0.8lm高的空間，以便進(jìn)行檢修和清除受熱面上的積灰。圖3-1 鋼管式省煤器的結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖片（a）錯(cuò)列布置結(jié)構(gòu)；（b）順列布置結(jié)構(gòu)1進(jìn)口聯(lián)箱；2出口聯(lián)箱；3蛇形管；S1橫向節(jié)距；S2縱向節(jié)距省煤器一般多為臥式布置在尾部煙道中，這樣既有利于停爐排除積

16、水，減輕停爐期間的腐蝕，也有利于改善傳熱，節(jié)約金屬。為了增強(qiáng)傳熱并提高結(jié)構(gòu)的緊湊性，可在省煤器鋼制蛇形管上焊接矩形鰭片，見圖3-2(a)，在金屬耗量和通風(fēng)電耗相等的情況下，焊有距形鰭片的受熱面體積要比光管受熱面的體積小25%-30%；用低價(jià)的扁鋼代替部分高價(jià)鋼管，從而降低設(shè)備成本。近年來還出現(xiàn)了由軋制鰭片省煤器(梯形鰭片)制成的省煤器，見圖3-2(b)。軋制鰭片省煤器可使省煤器的外形尺寸縮小40%-50% 。圖32 鰭片式省煤器管（a）焊接鰭片省煤器；（b）軋制鰭片管省煤器膜式省煤器目前應(yīng)用較多，如圖3-3所示。膜式省煤器是由在蛇形管直段部分焊有連續(xù)的扁鋼條制作而成，扁鋼條的厚度為2-3mm。

17、膜式省煤器的傳熱效果比光管省煤器好，且在同樣傳熱條件下，前者的金屬耗量要少、成本低，外形尺寸縮小40%50% ，磨損減輕，運(yùn)行中可靠性提高。圖33 膜式省煤器此外還出現(xiàn)了帶橫向肋片環(huán)狀或螺旋狀)的管子制成的省煤器，如圖3-4所示，這類省煤器可用于灰分不黏結(jié)的燃料，否則積灰嚴(yán)重。 H形省煤器 肋片式省煤器 圖34 肋片式省煤器鰭片管和膜式省煤器比光管省煤器體積小，在煙道截面尺寸不變的情況下，可以采用較大的橫向節(jié)距以增大煙氣流通截面，降低煙氣流速，減輕磨損；同時(shí)可增加煙氣側(cè)換熱面積，強(qiáng)化傳熱并使結(jié)構(gòu)更緊湊，且支吊方便。3.6 省煤器的布置省煤器按蛇形管的排列方式可分為順列布置和錯(cuò)列布置兩種。錯(cuò)列布

18、置因傳熱效果好，結(jié)構(gòu)緊湊，管壁上不易積灰，而得到廣泛采用，但一旦積灰后吹灰比較困難，磨損也比較嚴(yán)重。順列布置時(shí)的情況正好相反。如圖3-5省煤器的布置。圖35 省煤器的布置（a） 錯(cuò)列布置結(jié)構(gòu)；（b）順列布置結(jié)構(gòu)1-進(jìn)口聯(lián)箱；2-出口聯(lián)箱；3-蛇形管；S1-橫向節(jié)距；S2-縱向節(jié)距省煤器的管列布置方向有縱向和橫向兩種?？v向布置是指蛇形管放置方向與爐膛后墻垂直，如圖3-6（a）所示。此種布置的特點(diǎn)是，由于尾部煙道的寬度大于深度，所以管子較短，支吊比較簡單；且平行工作的管子數(shù)目較多，因而水的流速較低，流動(dòng)阻力較小，但這種布置的全部蛇形管都要穿過煙道后墻，從飛灰磨損角度來看很不利，因?yàn)楫?dāng)煙氣從水平煙道

19、流入尾部煙道時(shí)，拐彎將產(chǎn)生離心力，使煙中灰粒多集中在靠近后墻的一側(cè)，這就造成了全部蛇形管嚴(yán)重局部磨損，檢修時(shí)需要更換全部磨損管段。 圖36 省煤器蛇形管在煙道中的布置方式（a） 蛇形管垂直于爐膛后墻布置；（b）、（c）蛇形管平行于爐膛后墻布置橫向布置是蛇形管放置方面與爐膛后墻平行，如圖3-6（c）所示。此種布置的特點(diǎn)是平行工作的管數(shù)少，因而水速高，流動(dòng)阻力大；且管子較長，支吊比較復(fù)雜。但因其只有少數(shù)幾根蛇形管靠近后墻，從而使管子的磨損僅局限于靠近煙道后墻的幾根管子，因而防護(hù)和維修均較簡便。為了改進(jìn)這種布置方式因水速高而流動(dòng)阻力過大的缺點(diǎn)，可以采用雙管圈或雙面進(jìn)水，如圖3-6（b）所示。此種布置

20、方式在燃煤鍋爐中得到廣泛采用。不管煙氣是自下向上還是自上向下流，省煤器中的水總是設(shè)計(jì)由下向上流，因?yàn)檫@樣流能把水在受熱時(shí)所產(chǎn)生的汽泡沖走，不會(huì)使管壁因汽泡停滯而腐蝕或燒壞。水的流速要保證在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也能達(dá)到一定速度以沖走汽泡。對非沸騰省煤器在全負(fù)荷時(shí)水的平均流速應(yīng)大于0.3m/s，對沸騰省煤器水的平均流速應(yīng)大于1m/s，省煤器的布置主要取決于水速條件。3.7 省煤器的支吊方式省煤器的支吊方式有支承結(jié)構(gòu)與懸吊結(jié)構(gòu)兩種。3.7.1 支承結(jié)構(gòu)如圖3-7（a）、(b)、(d)、(e)所示，其蛇形管通過固定支架(也叫支桿)支承在支持梁或聯(lián)箱上，支持梁做成空心，中間通空氣冷卻，外部用絕熱材料包裹，以防

21、變形和燒壞。固定支架還能使蛇形管間保持一定的距離。支承式結(jié)構(gòu)簡單，換管、倒排較為方便。但處于煙道內(nèi)，阻礙煙氣流動(dòng)，使管卡附近煙氣流速加快，造成局部省煤器管子磨損加劇，另外，還需布置冷卻風(fēng)道來冷卻支承梁，支承梁體積較大，易積灰。 （c）圖37 省煤器的幾種支持結(jié)構(gòu)（a）應(yīng)用角鋼支架；（b）應(yīng)用沖制支架；（c）應(yīng)用懸桿；（d）以蛇形管為支持架；（e）以聯(lián)箱為支持架1-蛇形管；2-支架；3-支持梁；4-吊桿；5-上聯(lián)箱；6-下聯(lián)箱；7-支持角鋼3.7.2 懸吊結(jié)構(gòu)省煤器也可以采用懸吊結(jié)構(gòu)，如圖3-7（C)及圖 3-8所示。此時(shí)聯(lián)箱被安放在煙道中間用于吊掛或支架省煤器。一般省煤器出口聯(lián)箱引出管就是懸吊

22、管，用省煤器出口給水來進(jìn)行冷卻，故工作可靠。而聯(lián)箱放在煙道內(nèi)的最大優(yōu)點(diǎn)是大大減少了因蛇形管穿墻而造成的漏風(fēng)，但給檢修帶來不便。圖38 懸吊式省煤器1-蛇形管；2-支桿；3-進(jìn)口集箱；4-出口集箱；5-懸吊管；6-吊夾；7-再熱器進(jìn)口集箱；8-隔墻管；9-爐墻；10-人孔省煤器的管卡是掛在懸吊管上的，由于管排同懸吊管固定在一起，結(jié)構(gòu)較緊湊、復(fù)雜，因此倒排、換管都較為復(fù)雜，檢修難度大。一般懸吊管式省煤器采用順列布置，節(jié)距較大，煙氣阻力小，所以其磨損程度要小得多。3.7.3 省煤器引出管與汽包的連接、進(jìn)水管與給水管路的連接由于省煤器的出口水溫度可能低于汽包中的飽和溫度，當(dāng)鍋爐運(yùn)行工況變動(dòng)時(shí)，省煤器的

23、出水溫度還可能發(fā)生劇烈變化，如果省煤器引出管直接與汽包連接，就會(huì)在連接處出現(xiàn)溫差熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力，導(dǎo)致汽包壁產(chǎn)生裂紋，危及汽包安全。為了防止汽包損傷，確保鍋爐安全運(yùn)行，可在省煤器引出管與汽包連接處加裝套管，如圖3-9所示，這樣使水管壁與汽包壁之間有飽和水或飽和蒸汽相隔，從而改善了汽包的工作條件。圖39 省煤器引出管與汽包壁之間的連接套管（a） 給水引人汽包水空間時(shí)的內(nèi)部套管；(b)給水引人汽包汽空間時(shí)的外部套管1一給水；2一汽包壁在省煤器的給水管路上裝逆止閥的目的是為了防止給水泵或給水管路發(fā)生故障時(shí)，水從汽包或省煤器反向流動(dòng)，因?yàn)槿绻l(fā)生倒流，將造成省煤器和水冷壁缺水而燒壞并危急人身安全。3.

24、8 省煤器的啟動(dòng)保護(hù)省煤器在起動(dòng)時(shí)，常常是間斷給水，當(dāng)停止給水時(shí)，省煤器中的水處于不流動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)由于高溫?zé)煔獾牟粩嗉訜?，?huì)使部分水汽化，生成的蒸汽就會(huì)附著在管壁上或集結(jié)在省煤器上段，造成管壁超溫?zé)龎?。因此省煤器在起?dòng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行保護(hù)。一般保護(hù)方法是在省煤器進(jìn)口與汽包下部之間裝有不受熱的再循環(huán)管（見圖3-10），借助再循環(huán)管與省煤器中工質(zhì)的密度差，使省煤器中的水不斷循環(huán)流動(dòng)，管壁也因不斷得到冷卻而不燒壞。正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)關(guān)閉省煤器再循環(huán)門，以免給水由再循環(huán)管短路進(jìn) 圖310 省煤器的再循環(huán)管入汽包，導(dǎo)致省煤器缺水燒壞，同時(shí)大量給水沖入汽 1-自動(dòng)調(diào)節(jié)閥；2-逆止閥；3-進(jìn)口閥；包，還會(huì)引起水面波動(dòng)，

25、使蒸汽品質(zhì)惡化。 4-再循環(huán)門；5-再循環(huán)管用再循環(huán)管保護(hù)省煤器所存在的間題是循環(huán)壓頭低，不易建立良好的流動(dòng)工況。因此，有的鍋爐在省煤器出口與除氧器或疏水箱之間裝有一根帶閥門的再循環(huán)管，如圖3-11所示。當(dāng)汽包不進(jìn)水時(shí)，用閥門切換，使流經(jīng)省煤器的水回到除氧器或疏水箱。這樣在整個(gè)啟動(dòng)過程中可保持省煤器不斷進(jìn)水，以達(dá)到啟動(dòng)過程中保護(hù)省煤器的目的。 圖311 省煤器與除氧器之間的再循環(huán)管1-自動(dòng)調(diào)節(jié)閥；2-止回閥；3-進(jìn)口閥；4-省煤器；5-除氧器；6-再循環(huán)管；7-再循環(huán)閥；8-出口閥鍋爐在啟動(dòng)或停爐過程中，有時(shí)需要間斷上水，促使省煤器中的水流動(dòng)，以更好地保護(hù)省煤器。但上水時(shí)必須將再循環(huán)門關(guān)閉，上

26、完水后再打開再循環(huán)門。如果上水時(shí)忘關(guān)再循環(huán)門，相當(dāng)于給水可通過再循環(huán)管、省煤器兩條并聯(lián)通道同時(shí)進(jìn)入汽包，因?yàn)槭∶浩鞯牧鲃?dòng)阻力遠(yuǎn)大于再循環(huán)管，通過省煤器的水量將很小，這就達(dá)不到保護(hù)省煤器的目的。鍋爐由啟動(dòng)過程渡到正常運(yùn)行時(shí)，如果忘關(guān)再循環(huán)門，造成的危害會(huì)更大。這除了因通過省煤器的水量小，使省煤器有可能被燒壞外，還因低溫的給水通過再循環(huán)管直接進(jìn)入汽包，會(huì)降低局部區(qū)域的鍋水溫度，擾亂汽水分離，影響蒸汽品質(zhì)；并因汽包再循環(huán)管口處的溫度差較大，使該處產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。長時(shí)間不關(guān)再循環(huán)門，可能會(huì)使汽包出現(xiàn)環(huán)向裂紋。綜上所述，在鍋爐間斷上水時(shí)，或由啟動(dòng)過程渡到正常運(yùn)行時(shí)，要切記關(guān)閉省煤器再循環(huán)門。3.9

27、省煤器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題省煤器工作于較低的煙溫區(qū)，管內(nèi)流動(dòng)的又是溫度較低、剛進(jìn)入鍋爐的水，其工作條件雖不像過熱器那樣惡劣，然而如果省煤器的設(shè)計(jì)、制造或安裝、檢修質(zhì)量不良，在運(yùn)行時(shí)也可能發(fā)生事故而影響到鍋爐運(yùn)行的可靠性，例如制造工藝和安裝施工上的缺陷，使省煤器管焊縫滲漏而迫使停爐。對于大型電站鍋爐，防止和減輕省煤器的磨損和積灰等，已成為省煤器設(shè)計(jì)中的主要問題。3.9.1 省煤器中的質(zhì)量流速和水速省煤器中水的質(zhì)量流速可取為600800kg/（m2.s），以保證在鍋爐額定負(fù)荷下，非沸騰式或沸騰式省煤器的非沸騰部分中的水速不低于O.3m/s，沸騰式者煤器的沸騰部分中的水速不應(yīng)低于1m/s。省煤器中取用

28、的水速過高，會(huì)使流經(jīng)省煤器的水阻力過大。一般規(guī)定，省煤器中的水阻力，對于高壓鍋爐不能超過汽包壓力的5%，對于中壓鍋爐不得超過汽包力的8%，故一般水速不大于2m/s。水速過低則又不易排出氣體，引起管內(nèi)空氣阻塞及管子內(nèi)壁的局部腐蝕，在沸騰式省煤器中則會(huì)產(chǎn)生汽水分層、造成管子疲勞損壞。3.9.2 煙氣流速的選取提高煙氣流速，使對流傳熱加強(qiáng)，減少了受熱面面積和降低制造成本，但煙氣流動(dòng)阻力增加，風(fēng)機(jī)的電耗增大。對于燃用固體燃料鍋爐，煙氣流速增加將使受熱面的磨損加大，因此，對于作為主要對流受熱面之一的省煤器設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮采用最經(jīng)濟(jì)的煙氣流速。投資費(fèi)用與煙氣流速的關(guān)系見圖3-12。在煙氣流速很小時(shí)，受熱面增加

29、，投資費(fèi)用C增大。煙氣流速增加時(shí)，傳熱加強(qiáng)，受熱面減少，投資費(fèi)用C降低。但隨著煙氣流速增加，煙氣流動(dòng)阻力增大，使風(fēng)機(jī)功率加大，風(fēng)機(jī)投資費(fèi)用上升，總投資費(fèi)用C又要增加。運(yùn)行費(fèi)用E與煙氣流速的關(guān)系見圖3-13。煙氣流速小時(shí)，受熱面增加，維修費(fèi)用高。煙氣流速提高時(shí)，雖然運(yùn)行費(fèi)用略有增加，但受熱面的維修費(fèi)用卻可降低，因而運(yùn)行費(fèi)用E有所降低。煙氣流速超過一定范圍后，再進(jìn)一步增加煙氣流速，除了風(fēng)機(jī)電耗增大外，省煤器磨損加劇。使運(yùn)行費(fèi)用E急劇上升。經(jīng)濟(jì)流速與受熱面的價(jià)格、電價(jià)、受熱面形式(影響傳熱特性及流動(dòng)阻力)、風(fēng)機(jī)效率以及運(yùn)行補(bǔ)償年限、燃料成分和性質(zhì)、所采用的磨煤機(jī)形式等因素有關(guān)，一般推薦采用經(jīng)濟(jì)煙氣流

30、速為811m/s。圖312 投資費(fèi)用與煙氣流速的關(guān)系 圖313 運(yùn)行費(fèi)用與煙氣流速的關(guān)系圖3.9.3 省煤器的結(jié)構(gòu)沒計(jì)減小省煤器蛇形管的管徑，在煙氣流速不變時(shí)，煙氣側(cè)的對流放熱系數(shù)就增大。在傳熱量不變時(shí)，所需的受熱面小，而且在承受相同的內(nèi)壓條件下，管壁厚度可以減薄，金屬材料消耗和制造成本可以相應(yīng)減少，所以過去省煤器常用32mm直徑的管子，有時(shí)甚至選用25mm的管徑。但是這種小口徑管子，由于剛性較差，壁厚也較薄，在煙道中排列易參差不齊，影響傳熱和檢修，并易形成煙氣走廊，造成局部嚴(yán)重磨損而引起爆管事故?，F(xiàn)代鍋爐常采用的省煤器管徑為4251mm，采用較大直徑的省煤器管后事故率大為減少。省煤器常采取如

31、下防磨措施：在省煤器蛇形管彎頭和箱體之間加裝折流扳，均勻各處的煙氣流速，防止出現(xiàn)煙氣走廊，以避免管子的局部嚴(yán)重磨損。在管子表面相應(yīng)位置，裝設(shè)防磨裝置，由于煙氣進(jìn)入尾部豎井煙道要轉(zhuǎn)彎90度，在離心力作用下。灰粒子集中靠近煙道后側(cè)的蛇形管上，該處灰粒子濃度較大，易使磨損加劇。為此，在靠近豎井后墻的蛇形管彎頭上覆蓋了防磨蓋板。4 水冷壁的結(jié)構(gòu)特征4.1水冷壁的作用(1)通過輻射傳熱，水變成汽水混合物；(2)保護(hù)爐墻，便于采用輕型爐墻；(3)可使?fàn)t膛出口煙溫冷卻到灰的軟化溫度以下，防止結(jié)焦 。4.2水冷壁管的結(jié)構(gòu)形式(1)光管水冷壁，應(yīng)用廣泛。(2)膜式水冷壁（焊制、軋制）a)軋制鰭片管相互組合 b)

32、焊接鰭片管相互組合 c)光管與扁鋼組合 d)光管與光管組合可全部接受爐膛輻射熱；對爐墻保護(hù)好，爐墻可只用輕型絕熱材料，降低爐墻重量，便于采用懸吊結(jié)構(gòu)；爐膛蓄熱量減少，縮短啟停爐時(shí)間；氣密性好，爐膛可用微正壓燃燒；便于組合安裝，能承受較大的側(cè)向力，增加了抗爆能力；制造工藝復(fù)雜；相鄰兩管壁溫差要求<50 。鰭片尺寸的選擇受鰭片管斷面上的溫度場分布的限制。鰭片端部溫度隨鰭片寬度增加而升高；鰭片向火面與背火面的溫度差隨鰭片的厚度而增加。(3)帶銷釘?shù)乃浔冢ü夤?、膜式）銷釘上敷有耐火填料，形成衛(wèi)燃帶，在燃燒無煙煤、貧煤時(shí)，可減少水冷壁吸熱，提高爐內(nèi)溫度，穩(wěn)定燃燒。(4)內(nèi)螺紋管 內(nèi)螺紋管水冷壁是

33、在管子內(nèi)壁開出單頭或多頭螺旋形槽道的管子。內(nèi)螺紋管用于直流鍋爐、亞臨界參數(shù)強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、自然循環(huán)鍋爐爐膛的高熱負(fù)荷區(qū)或汽化率高的水冷壁管段。工質(zhì)在內(nèi)螺紋管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，使汽水混合物中的水壓向管壁，并迫使汽泡脫離壁面被水帶走，從而破壞汽膜的形成，防止出現(xiàn)沸騰換熱惡化，使水冷壁管壁溫度下降。與普通光管相比，內(nèi)螺紋管內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)時(shí)沿螺旋槽旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生擾動(dòng)，內(nèi)部截面上紊流強(qiáng)度增加，傳質(zhì)和傳熱能力增加，密度相對較大的冷流體更容易趨近壁面，內(nèi)表面換熱面積增大，同時(shí)，總體傳熱系數(shù)增大。增大的程度隨內(nèi)螺紋肋形的不同而有所不同，山型齒內(nèi)螺紋管的內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是光管的1.5倍左右；梯型是光管的2倍左右；小頂角

34、型是光管的2.5倍左右；細(xì)高齒型是光管的3倍左右。內(nèi)螺紋管降溫效果1光管；2內(nèi)螺紋管Tbh飽和溫度；tnb內(nèi)壁溫度試驗(yàn)表明：內(nèi)螺紋管即使采用光管水冷壁一半的質(zhì)量流量（1500kg/m2s），就可以避免在燃燒器局部高負(fù)荷區(qū)發(fā)生偏離核態(tài)沸騰，即避免產(chǎn)生膜態(tài)沸騰，而且在上爐膛低熱負(fù)荷、高干度區(qū)出現(xiàn)“蒸干”時(shí)，管子壁溫的上升也比光管小得多，即可以控制“蒸干”時(shí)的壁溫在鋼材允許的范圍內(nèi)。1)內(nèi)螺紋管垂直水冷壁的主要優(yōu)點(diǎn)a水冷壁阻力較小，降低了給水泵電耗；b傳熱性能好，在亞臨界負(fù)荷時(shí)防止下爐膛高熱負(fù)荷區(qū)域發(fā)生膜態(tài)沸騰，在超臨界負(fù)荷時(shí)能夠防止類膜態(tài)沸騰的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)變壓運(yùn)行。c可降低質(zhì)量流速，使在低負(fù)荷下流量

35、分配具有自然循環(huán)特性，有利于鍋爐安全運(yùn)行；d下輻射區(qū)采用一次垂直上升管屏和內(nèi)螺紋管，結(jié)合低質(zhì)量流量，克服了傳統(tǒng)UP鍋爐的主要缺陷；e膜式壁易懸吊，結(jié)構(gòu)簡單。f灰渣容易自行脫落。2)主要缺點(diǎn)：水冷壁管徑較細(xì)，內(nèi)螺紋管制造精度和價(jià)格高，熱敏性強(qiáng)，對運(yùn)行控制要求高。(5)螺旋管圈型水冷壁：由若干根水冷壁組成管帶，沿爐膛四面傾斜上升，無水平段，各管帶均勻地分布在爐膛四壁，任一高度上所有管帶的受熱幾乎完全相同。1)螺旋管圈的一大特點(diǎn)就是，能夠在爐膛周界尺寸一定的條件下，通過改變螺旋升角來調(diào)整平行管的數(shù)量，保證鍋爐并列管束數(shù)量較小，從而獲得足夠的工質(zhì)質(zhì)量流速，使管壁得到足夠的冷卻。并消除傳熱惡化對水冷壁管

36、子安全的威脅。這樣水冷壁的設(shè)計(jì)就可避免采用熱敏感性太大的直徑過細(xì)的管子。采用螺旋管圈水冷壁雖然可以獲得足夠的管內(nèi)質(zhì)量流速，但也帶來了水冷壁的支撐問題。所以國產(chǎn)600MW超臨界壓力直流鍋爐的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是，確定管內(nèi)質(zhì)量流量，防止傳熱惡化導(dǎo)致管壁溫度過高，解決螺旋水冷壁的支吊及爐膛的支撐問題，即水冷壁懸吊系統(tǒng)和剛性梁的設(shè)汁問題。螺旋管圈型水冷壁關(guān)鍵參數(shù)：管子根數(shù)N =（ L sin）/t。式中N 并列管子根數(shù)，L 爐膛周界， 螺旋管上升角，t 水冷壁管子節(jié)距螺旋管圈數(shù)量與爐膛周界關(guān)系的幾何原理如上圖所示。在管間節(jié)距不變的情況下，如要保持螺旋管的根數(shù)不變，那么爐膛周界L減少，螺旋角就要增加。如何保持爐膛

37、周界不變，那么螺旋角減小，管子根數(shù)亦減小。在管徑一定的條件下管子根數(shù)N決定了水冷壁的質(zhì)量流速。當(dāng)螺旋角。達(dá)到最大值90度時(shí)、螺旋管就變成垂直管了。此時(shí)N = L/t，并列管子根數(shù)最大，相應(yīng)質(zhì)量流速也最小。2)在安全性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)原則下權(quán)衡，必要時(shí)允許對由燃燒條件所決定的爐膛周界尺寸進(jìn)行稍許的調(diào)整，就可決定螺旋管圈水冷壁的基本幾何要素了。除此之外還有一個(gè)要素就是螺旋管圈盤繞的圈數(shù)。這與螺旋角和爐膛高度有關(guān)。圈數(shù)太少會(huì)部分喪失螺旋管圈在減少吸熱偏差方面的效益，圈數(shù)太多會(huì)增加水冷壁的阻力從而增加水泵功耗，而且在減少吸熱偏差的效益方面增益不大，合理的盤繞圈數(shù)的推薦值是1.52.5圈。3)螺旋管圈水冷壁

38、的主要優(yōu)點(diǎn)a能根據(jù)需要獲得足夠的質(zhì)量流速，保證水冷壁的安全運(yùn)行。b管間吸熱偏差小，特別是對于容量比較小的鍋爐，并列管子根數(shù)少，同時(shí)由于沿爐膛高度方向的熱負(fù)荷變化平緩，因而熱偏差小，螺旋管在盤旋上升的過程中，管子繞過爐膛整個(gè)周界，即途經(jīng)寬度上熱負(fù)荷大的區(qū)域又途經(jīng)熱負(fù)荷小的區(qū)域，因此就螺旋管的各管，以整個(gè)長度而言吸熱偏差很小。c抗燃燒干擾的能力強(qiáng)。據(jù)有關(guān)資料介紹，在前墻的吸熱量增加15%，右側(cè)墻保持不變，而后墻的吸熱量減少10%，左側(cè)墻亦減少5%時(shí)，螺旋管圈的吸熱偏差仍不會(huì)超過1%，其出口溫度偏差在15之內(nèi)。而如果換了垂直管圈，管間的吸熱量偏差就會(huì)毫無緩沖地落在+15%15%之間。如果垂直管的進(jìn)口

39、分配節(jié)流圈是按65%的熱負(fù)荷整定的話，那么40%負(fù)荷時(shí)出口管間溫差將達(dá)到160，這是不能接受的。d可以不設(shè)置水冷壁進(jìn)口的分配節(jié)流圈。垂直管圈為了減少熱偏差，在水冷壁進(jìn)口要按照沿寬度上的熱負(fù)荷分布曲線設(shè)計(jì)配置流量分配節(jié)流圈。這種節(jié)流圈一方面增加了水冷壁的阻力，另一方面針對某一鍋爐負(fù)荷設(shè)置的節(jié)流圈，在鍋爐負(fù)荷變化時(shí)部分地失去作用，給水冷壁的設(shè)計(jì)帶來很大復(fù)雜性。冷灰斗也采用螺旋的螺旋管圈，吸熱偏差很小，可以取消進(jìn)口分配節(jié)流圈。因此它的阻力有時(shí)竟會(huì)低于垂直管圈。e適應(yīng)于鍋爐變壓運(yùn)行的要求。螺旋管圈在變壓過程中不難解決低負(fù)荷時(shí)汽水兩相分配不均的問題。同時(shí)它能在低負(fù)荷時(shí)維持足夠的質(zhì)量流速，因此它能毫無困難

40、地采用變壓運(yùn)行方式。4）螺旋管圈水冷壁的主要缺點(diǎn)a因?yàn)槁菪苋Φ某兄啬芰θ酰枰郊拥臓t室懸吊系統(tǒng)。b螺旋管圈制造成本高。它的螺旋冷灰斗、燃燒器水冷套以及螺旋管至垂直管屏的過渡區(qū)等部組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難。c螺旋管圈爐膛四角上需要進(jìn)行大量單彎頭焊接對口，工地吊裝次數(shù)也增加較多。因而給工地安裝增加了難度和工作量。d螺旋管圈管子長度較長，阻力較大，增加了給水泵的功耗。e對結(jié)渣性較強(qiáng)的煤種，灰渣自行脫落的能力較差。水冷壁工質(zhì)由出口集箱端部通過連接管引入汽水分離器。螺旋管圈水冷壁吸熱比較均勻，因此可以在生成蒸汽的途中沒有混合聯(lián)箱，也就避免了汽水混合物分配不均的問題，因而特別適合于滑壓運(yùn)行和調(diào)峰。由于螺

41、旋管圈水冷壁荷重的能力差，故鍋爐水冷壁系統(tǒng)上部采用垂直上升管屏，使螺旋管圈水冷壁通過焊接在鰭片管上的張力板將重量層層傳遞，即螺旋管圈水冷壁的重量負(fù)載傳遞給張力板，再由張力板把重量負(fù)載均勻地傳遞給爐膛上部的垂直管屏，再通過吊桿懸吊于爐頂鋼架上，從而實(shí)現(xiàn)螺旋管圈的懸吊。4.3水冷壁的特殊裝置(1)凝渣管（循環(huán)流化床鍋爐無）后墻水冷壁向上延伸到爐膛出口煙窗拉稀布置而成的對流蒸發(fā)受熱面，因可降低煙氣溫度使煙氣有結(jié)渣傾向而得名(2)懸吊管（循環(huán)流化床鍋爐無） 后墻水冷壁在爐膛出口前向內(nèi)突出形成折焰角，其上部與中間集箱相連，汽水引出管由中間集箱引出，通過爐膛出口煙窗，并懸吊后墻水冷壁。水冷管屏組合件，上部

42、固定，下部能自由膨脹。(3)折焰角（循環(huán)流化床鍋爐無）見附圖：折焰角結(jié)構(gòu)（a）早期的折焰角結(jié)構(gòu)；（b）新型折焰角結(jié)構(gòu) 1)可改善對前、后屏的煙氣沖刷特性，強(qiáng)化氣流混合，增長煙氣流程，提高傳熱效率2)提高爐膛上部前角煙氣的充滿度，使前、后屏吸熱增加3)保護(hù)高溫過熱器不直接受到火焰的輻射，降低管壁溫度4)由于離心力作用，使煙氣中粒子從爐膛上部分離下來，減少對管子的磨損(4)衛(wèi)燃帶 1)水冷壁管的外側(cè)焊接上很多圓柱形直徑為312mm、長為2025mm的銷釘，并在有銷釘?shù)乃浔谏戏笊w一層鉻礦砂耐火材料，形成衛(wèi)燃帶。2)衛(wèi)燃帶的作用是在燃燒無煙煤、貧煤時(shí)減少水冷壁吸熱量，提高爐內(nèi)溫度，穩(wěn)定燃燒。3)銷釘

43、可使鉻礦砂與水冷壁牢固地連接，并可把鉻礦砂外表面的熱量通過銷釘傳給水冷壁內(nèi)的工質(zhì)，降低鉻礦砂的溫度，防止其溫度過高而燒壞。 (5)雙面曝光水冷壁指沿爐高布置在爐膛空間能雙面吸收輻射熱的水冷壁。(6)燃燒器水冷套：燃燒器水冷套的作用：以密封嚴(yán)密的膜式壁結(jié)構(gòu)，組成燃燒器噴口及風(fēng)口進(jìn)入爐膛的通道，其內(nèi)部汽水介質(zhì)吸收高溫?zé)煔鈱Υ瞬课坏妮椛浜蛯α鲹Q熱，對噴口及其內(nèi)部部件進(jìn)行冷卻保護(hù)。由于其結(jié)構(gòu)和吸熱面積的影響，其有明顯的水力偏差和熱力偏差現(xiàn)象，是水冷壁設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)的重要因素。角式燃燒器水冷套結(jié)構(gòu)形式如下圖：(7)爐底加熱裝置在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，由于進(jìn)入鍋爐的水溫比汽包壁溫高，它們之間存在溫差會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，影

44、響汽包的壽命，為了提高爐水的溫度，減少汽包壁溫與給水溫度的差值，因此設(shè)置爐底加熱裝置，利用外來的蒸汽熱源加熱本鍋爐水冷壁中的爐水，在鍋爐未點(diǎn)火前使鍋爐達(dá)到一定溫度壓力狀態(tài)。1)爐底加熱裝置的作用a加熱爐水提高溫度，使汽包在啟動(dòng)初期受熱均勻，減少溫差，盡快建立水循環(huán)。b以煤帶油提高經(jīng)濟(jì)性。c縮短了鍋爐啟動(dòng)時(shí)間。d在停爐保養(yǎng)期間(短期滿水保養(yǎng))，可以通過底部加熱使鍋爐維持一定的溫度壓力，排除水中的氧氣起到防止氧腐蝕的作用。2)爐底加熱裝置的結(jié)構(gòu)原理鍋爐的底部加熱就是一般在水冷壁下聯(lián)箱內(nèi)部裝設(shè)有一根與下聯(lián)箱長度相仿的細(xì)鋼管，細(xì)鋼管上方有一排小孔，小孔數(shù)目與水冷壁管數(shù)目一致，細(xì)鋼管中間部位有一蒸汽引入

45、管，外來的蒸汽可通過細(xì)鋼管上方的小孔進(jìn)入水冷壁管中，對爐水進(jìn)行加熱，使鍋爐在未點(diǎn)火前達(dá)到一定溫度壓力狀態(tài).外來的蒸汽熱源多采用鄰爐或汽機(jī)輔汽聯(lián)箱蒸汽。3)爐底加熱裝置的運(yùn)行操作a投用時(shí)間：鍋爐上好水后，在準(zhǔn)備點(diǎn)火前3-5小時(shí)，未通風(fēng)前可投入底部加熱。b投運(yùn)注意事項(xiàng)² 當(dāng)投用爐底加熱時(shí)必須充分暖管，開啟爐底蒸汽加熱門時(shí)需緩慢，以防止水沖擊。² 控制好進(jìn)汽量，保持汽包壁溫差不大于規(guī)定值，汽包壁溫升速率控制在每小時(shí)28左右。² 當(dāng)汽包壁平均溫度達(dá)到100120時(shí)，停止?fàn)t底加熱。² 汽包水位在投用加熱過程中，會(huì)緩慢的上升，應(yīng)將其控制在130150mm，可用事故放

46、水閥放水（利用水冷壁下集箱放水、需停止加熱）保持正常的水位。² 加熱前后記錄各膨脹指示值，注意各膨脹變化是否均勻，如膨脹異常，應(yīng)降低升溫速度或停止?fàn)t底加熱，待查明原因并消除后再繼續(xù)加熱。² 加熱過程中不應(yīng)通風(fēng)。² 加熱管道如出現(xiàn)振動(dòng)，應(yīng)關(guān)小蒸汽加熱閥門。² 注意維持輔汽較高壓力，防止逆止門不嚴(yán)，汽水倒流。² 加熱蒸汽停用后，應(yīng)檢查確認(rèn)所有閥門關(guān)閉嚴(yán)密。c投運(yùn)步序：² 維持汽包水位-100mm，投入爐底蒸汽加熱裝置，先開啟加熱分配集箱疏水閥門，進(jìn)行疏水暖管20分鐘，暖管結(jié)束關(guān)閉疏水閥門，再緩緩開啟水冷壁各下集箱的蒸汽加熱閥門，不應(yīng)出現(xiàn)水

47、擊現(xiàn)象。² 汽壓升至0.17MPa時(shí)，空氣門有蒸汽噴出，關(guān)閉空氣門，開啟過熱器各疏水門、主汽管道疏水暖管。² 汽壓升至0.4MPa時(shí)，沖洗水位表、沖洗壓力表管、沖洗水位變送器和水位開關(guān)，并核對水位，保證指示正確。² 汽壓升至0.5MPa，水溫不超過150（大約需2小時(shí)），熱緊螺栓，解列爐底蒸汽加熱，關(guān)閉蒸汽加熱支管閥門和總門，開啟加熱管道疏水閥，疏水完畢后，關(guān)閉疏水閥。²4.4水冷壁的幾何尺寸水冷壁的幾何尺寸是根據(jù)煤種（灰渣特性和燃盡特性）等確定截面熱負(fù)荷和容積熱負(fù)荷后，再根據(jù)鍋爐容量和結(jié)構(gòu)形式確定爐膛截面積和高度，對于切圓燃燒方式的鍋爐來說，爐膛寬深比

48、盡量趨近1.0，一般不超1.2；對于循環(huán)流化床鍋爐來說，截面尺寸主要是根據(jù)流化風(fēng)速確定，因?yàn)橄虏课锪蠞舛雀?、壓力大，為了保證前后墻二次風(fēng)的穿透能力，爐膛寬深比可以取得大一些。另外隨著機(jī)組參數(shù)和容量的提高，汽水蒸發(fā)熱所占比例減小，因此所需水冷壁面積也必須相應(yīng)減小，爐膛變得瘦高；對于600MW以上亞臨界鍋爐都采取了在上部水冷壁向火側(cè)覆蓋墻式再熱器的方法，以解決水冷壁面積和爐膛容積熱負(fù)荷的矛盾。爐膛周界長度確定后，根據(jù)水循環(huán)方式確定管徑和節(jié)距。因?yàn)樗浔谑禽椛涫軣崦?，所以它的?jì)算受熱面積跟管徑無關(guān)，但水冷壁管徑減小后，水冷壁管內(nèi)流通截面以D2關(guān)系減小，管內(nèi)流速增加。注意水冷壁管徑和管子總數(shù)的關(guān)系中的

49、不確定因素是鰭片寬度（或稱高度），雖然大體上是管子越粗，管子數(shù)目越小，但不是嚴(yán)格成反比的。² 管子外徑：自然循環(huán)鍋爐一般用5183毫米；多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐一般用2260毫米。水冷壁材料一般用碳素鋼，鍋爐壓力在14兆帕以上時(shí)也有部分用合金鋼的。² s/d一般取1.051.3，小管徑的取得大一些。² 鰭片厚度一般為56.5毫米，至于鰭片寬度則根據(jù)模式水冷壁管的節(jié)距來確定。如果相鄰鰭片管的連接焊縫能保證熔深達(dá)到鰭片厚度的70%以上，就能承受50溫差的溫度應(yīng)力。4.5水冷壁入口節(jié)流孔圈節(jié)流孔圈能根據(jù)水冷壁熱負(fù)荷分配，調(diào)節(jié)各管組的流量。熱負(fù)荷高的管子，給予較多的工質(zhì)

50、，使管內(nèi)工質(zhì)的流量與管子的吸熱量相匹配，而且增加節(jié)流孔圈對水動(dòng)力的穩(wěn)定性有利。如華能玉環(huán)電廠，入口節(jié)流孔圈裝于水冷壁下集箱外面的水冷壁入口管段上，由于小直徑水冷壁管直接裝設(shè)節(jié)流孔圈調(diào)節(jié)流量的能力有限，因此通過三叉管過渡的方式，將水冷壁入口管段直徑加大、根數(shù)減少的方法，使裝設(shè)節(jié)流孔圈的管段直徑達(dá)到 42.7mm，使其內(nèi)徑達(dá)加大，因此可以通過采用不同的孔圈內(nèi)徑，大大提高了孔圈的節(jié)流度和節(jié)流調(diào)節(jié)的能力，這種裝于爐外的節(jié)流孔圈也便于調(diào)試和檢修，而且可以采用較細(xì)的水冷壁下集箱，簡化了結(jié)構(gòu)。5 過熱器與再熱器5.1 概述在電站鍋爐中，提高過熱蒸汽的參數(shù)是提高火力發(fā)電站熱經(jīng)濟(jì)性的重要途徑。過熱蒸汽參數(shù)的提高

51、受到金屬材料的限制。過熱器的設(shè)計(jì)必須確保受熱面管子的外壁溫度低于鋼材的抗氧化允許溫度并保證其機(jī)械強(qiáng)度。隨著鍋爐用金屬材料的發(fā)展，我國電站鍋爐已普遍采用了高壓高溫（9.8MPa，540）和超高壓參數(shù)（13.7MPa，540和555），并已發(fā)展亞臨界壓力參數(shù)（16.7MPa，540和555），現(xiàn)在已有不少鍋爐采用超臨界壓力（24.5MPa，540570）參數(shù)，也有個(gè)別機(jī)組采用更高的壓力和溫度參數(shù)。隨著蒸汽壓力的提高，為了減少汽輪機(jī)尾部的蒸汽濕度以及進(jìn)一步提高電站的熱經(jīng)濟(jì)性，在高參數(shù)電站中普通采用中間再熱系統(tǒng)，即將汽輪機(jī)高壓缸的排汽再回到鍋爐中加熱到高溫，然后再送到汽輪機(jī)的中壓缸及低壓缸中膨脹作功。

52、這個(gè)再加熱的部件稱為再熱器。通常把高壓過熱器中加熱的蒸汽稱為（一次）過熱蒸汽，再熱器中加熱的蒸汽稱為再熱蒸汽（二次過熱蒸汽）。再熱蒸汽的參數(shù)與熱力循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。一般，再熱蒸汽的壓力大致為過熱蒸汽壓力的五分之一左右，溫度與一次過熱汽溫相近。例如我國125MW，400t/h鍋爐中，過熱蒸汽的參數(shù)為13.7MPa，555；再熱蒸汽的進(jìn)出口壓力為2.52.35MPa，溫度也為555。200MW，670t/h鍋爐中，過熱蒸汽的參數(shù)為13.7MPa，540；再熱蒸汽進(jìn)出口壓力為2.72.5MPa，溫度也為540。300MW，600MW亞臨界壓力控制循環(huán)鍋爐，過熱蒸汽參數(shù)為18.27MPa，540；再熱

53、蒸汽進(jìn)出口壓力為3.83/3.63MPa，溫度也為540。應(yīng)用蒸汽再熱系統(tǒng)可使電站的熱經(jīng)濟(jì)性提高約（45），我國125MW以上機(jī)組都采用一次中間再熱系統(tǒng)，國外有些更高參數(shù)的機(jī)組有的采用二次中間再熱系統(tǒng)。在現(xiàn)代鍋爐中，過熱器和再熱器的吸熱量將占工質(zhì)總吸熱量的50以上，因此，過熱器和再熱器受熱面在鍋爐總受熱面中占了很大的比例，必須布置在更高的煙溫區(qū)域，其工作條件是鍋爐受熱面中最為惡劣的，受熱面管壁溫度接近于鋼材的極限允許溫度，因此過熱器和再熱器受熱面的合理布置和設(shè)計(jì)對整臺(tái)鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和可靠性有很大的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在保證過熱器和再熱器安全可靠工作的基礎(chǔ)上力求節(jié)省金屬，特別是節(jié)省合金鋼材的消耗量。

54、在大型電站鍋爐中，過熱器與再熱器是必備的部件，在很大程度上影響著鍋爐的安全性與經(jīng)濟(jì)性。過熱器是將主蒸汽從飽和溫度加熱到額定過熱溫度的受熱面，再熱器是將汽輪機(jī)高壓缸排汽在鍋爐中加熱到一定溫度的受熱面。當(dāng)鍋爐負(fù)荷、煤種等運(yùn)行條件變化時(shí)，進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持其出口蒸汽溫度在額定溫度的-10+5范圍內(nèi)。大型電站鍋爐過熱器與再熱器在鍋爐總受熱面中占了很大的比例，必須布置在更高煙溫區(qū)域。為了提高電廠熱循環(huán)的效率，蒸汽的初參數(shù)需要不斷提高，蒸汽壓力的提高要求相應(yīng)提高過熱蒸汽的溫度，否則，汽機(jī)末級乏汽的濕度就會(huì)過高，影響汽機(jī)的安全。因此，過熱器與再熱器內(nèi)流過的是高溫蒸汽，其傳熱性能較差，這就決定了過熱器與再熱器的壁

55、溫比較高。5.2 電站鍋爐對過熱器和再熱器的要求（1） 汽溫穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈敏。（2） 熱偏差小。將過熱器分成幾級，并設(shè)置中間聯(lián)箱進(jìn)行充分混合，可減小熱偏差的絕對值。各級之間進(jìn)行左右交叉，以消除兩側(cè)煙溫不均勻的影響。（3） 蒸汽流速和煙氣流速合理。蒸汽流速高，傳熱效果好，但流動(dòng)阻力大。通常過(再)熱器系統(tǒng)的流動(dòng)阻力不應(yīng)超過其工作壓力的10%。對于再熱器，由于其進(jìn)口蒸汽壓力僅為主蒸汽壓力的1/5左右，所以允許壓降很小。煙氣速度不宜過高，過高會(huì)使管壁磨損加??；也不宜過低，過低會(huì)造成管壁積灰。煤粉爐的過熱器煙速一般為1014m/s，燃油爐和燃?xì)鉅t可提高到20m/s以下。（4） 合理利用金屬材料。既要盡量

56、少用高等級的鋼材，節(jié)約投資，又要使受熱面管壁溫度接近鋼材允許使用的極限溫度。例如低溫過熱器采用逆流布置，以提高傳熱溫壓，節(jié)省鋼材，高溫段過熱器采用混流布置。（5） 制造、安裝、檢修方便。5.3 過熱器與再熱器的作用與特點(diǎn)5.3.1 過熱器和再熱器的作用過熱器和再熱器是鍋爐受熱面的重要組成部分，用于提高蒸汽溫度的部件，其目的是提高蒸汽的焓值，以提高電廠熱力循環(huán)效率。過熱器的作用是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽。在鍋爐負(fù)荷或其他工況變動(dòng)時(shí)應(yīng)保證過熱蒸汽溫度正常，并處在允許的波動(dòng)范圍之內(nèi)。從電廠熱力循環(huán)看，蒸汽的初參數(shù)壓力和溫度越高，則循環(huán)熱效率越高。隨著鍋爐容量的增大及蒸汽初參數(shù)的提高，過熱器的作用更顯得重要，并在很大程度上影響著鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性。隨著蒸汽壓力的提高，要求相應(yīng)提高蒸汽溫度，否則在汽輪機(jī)尾部的蒸汽濕度會(huì)過高，影響汽輪機(jī)的安全。但過