電廠蒸汽鍋爐原理-過熱器和再熱器ppt課件

1、v第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v第二節(jié)第二節(jié) 過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式v第三節(jié)第三節(jié) 過熱器與再熱器的熱偏差過熱器與再熱器的熱偏差v第四節(jié)第四節(jié) 汽溫調(diào)節(jié)汽溫調(diào)節(jié)關(guān)于蒸汽鍋爐過熱器和再熱器關(guān)于蒸汽鍋爐過熱器和再熱器一、為何采用過熱器和再熱器1提高機(jī)組循環(huán)效率提高蒸汽壓力、溫度。提高溫度很難，提高壓力受到限制，否則排汽濕度過高，因此采用再熱器，同時提高循環(huán)效率。2保證汽輪機(jī)的安全運行若不過熱，相當(dāng)于卡諾循環(huán)，采用飽和蒸汽，濕度大，不能滿足汽輪機(jī)的要求。過熱器與再熱器為電站蒸汽鍋爐的主要受熱面。二、過熱器和再熱器的工作特點1工質(zhì)溫度高、傳熱性能差，處于高溫?zé)煔舛?，金?壁溫高，達(dá)

2、到金屬使用極限。2再熱器受熱面工作條件更差（1中壓蒸汽放熱系數(shù)比高壓蒸汽小1/5），導(dǎo)致管壁金屬溫度高，（2中壓蒸汽比熱小，對熱偏差更加敏感；（3阻力損失要求嚴(yán)格；（4起動中及汽輪機(jī)甩負(fù)荷時的保護(hù)問題；3鍋爐參數(shù)提高，容量增大，鍋爐各受熱面數(shù)量和 位置發(fā)生變化，過熱受熱面向爐膛移動輻射式過熱器），工作條件更差；4設(shè)計或運行不當(dāng)，很容易引起受熱面金屬超溫，長期超溫會造成爆管，工質(zhì)泄露，停機(jī)，是鍋爐故障最多的部件之一。三、汽溫調(diào)節(jié)v蒸汽參數(shù)要求在一定范圍內(nèi)，設(shè)計時要考慮蒸汽參數(shù)要求在一定范圍內(nèi)，設(shè)計時要考慮有效的調(diào)節(jié)手段，運行中要不斷地調(diào)節(jié)蒸汽有效的調(diào)節(jié)手段，運行中要不斷地調(diào)節(jié)蒸汽溫度；溫度；v過

3、熱器、再熱器與減溫器緊密相連。過熱器、再熱器與減溫器緊密相連。v第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v第二節(jié)第二節(jié) 過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式v第三節(jié)第三節(jié) 過熱器與再熱器的熱偏差過熱器與再熱器的熱偏差v第四節(jié)第四節(jié) 汽溫調(diào)節(jié)汽溫調(diào)節(jié)第七章第七章 過熱器和再熱器過熱器和再熱器一、過熱器和再熱器的種類一、過熱器和再熱器的種類v過熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)形式基本相同過熱器與再過熱器與再熱器的種類熱器的種類半輻射式半輻射式對流對流+輻射，稀疏管屏，布置在爐膛的上部輻射，稀疏管屏，布置在爐膛的上部對流式對流式以對流傳熱方式為主，密集蛇型管束，布置在對流煙道以對流傳熱方式為主，密集蛇型管束，布置在對流

4、煙道輻射式輻射式以輻射傳熱方式為主，布置在爐膛的壁面上以輻射傳熱方式為主，布置在爐膛的壁面上二、對流式過熱器和再熱器結(jié)構(gòu)特點1煙氣與管內(nèi)蒸汽的相互流向 順流，逆流，混合流2蛇型管圈的布置方式 垂直式布置在水平煙道）優(yōu)點：吊掛方便，積灰少。缺點：停爐時易發(fā)生積水 腐蝕，再起動時，會形成氣塞及水擊。 水平式：與上相反布置在垂直煙道）。3管圈結(jié)構(gòu)單根管圈與多重管圈。（1目的：在保持煙氣流速煙氣流通截面積） 不變 的條件下，改變蒸汽流通截面積（2采用幾重管圈，決定于設(shè)計要求的管內(nèi)蒸汽 流速 和管外煙氣流速。（3煙氣流速決定了傳熱系數(shù)、積灰和飛灰磨損 根據(jù)煤種，經(jīng)濟(jì)性及安全性，在614m/s。（4蒸汽流

5、速決定于壓力損失及管壁金屬的冷卻 壓降一般小于810%）的工作壓力。v推薦的管內(nèi)工質(zhì)流速v 用質(zhì)量流速wkg/m2s來表示。v對流受熱面：v中壓：250400v高壓：低溫段400700；高溫段：7001000v屏式過熱器：8001100v輻射式過熱器：10001500v再熱器：250400v單管圈時常不能同時滿足煙氣側(cè)速度和工質(zhì)側(cè)速度，采用多重管圈；v在最佳煙氣流速下改變蒸汽流速。4管子排列錯列和順列布置錯列管排的傳熱系數(shù)大于順列，不易積灰，但磨損較為嚴(yán)重，阻力較大。三、輻射式過熱器和再熱器布置在爐膛壁面上直接吸收爐膛的輻射熱量。1采用的原因：（1大容量高參數(shù)鍋爐的過熱吸熱份額超過50%， 3

6、00MW以上機(jī)組需考慮輻射式過熱器；（2降低爐膛出口煙溫；（3布置在高溫區(qū)可降低金屬耗量；（4汽溫特性平穩(wěn)。2工作條件：爐膛熱負(fù)荷高，蒸汽冷卻效果差，鍋爐起動和低負(fù)荷運行時會處于干燒， 須有冷卻保護(hù)措施，工作條件最差的鍋爐受熱面。四、半輻射式屏式過熱器1布置位置 懸吊在爐膛上部，對流煙道入口，吸收輻射熱與對流熱。降低進(jìn)入密集管束的煙氣溫度，防止結(jié)渣，傳熱性能較好。2構(gòu)造 每個屏由并聯(lián)的管子緊密排列而成，各屏之間的距離達(dá)0.61.2米。3工作條件 煙溫高，工質(zhì)溫度高，平行各管長度相差較大，蒸汽流量相差較大，各管壁溫差達(dá)8090，運行安全性較差。五、過熱器的系統(tǒng)1將不同形式的過熱器以最安全、最經(jīng)濟(jì)

7、的 方式連接在一起，有各種不同的形式。2考慮的因素（1經(jīng)濟(jì)性：從傳熱性能出發(fā)，省金屬。 先對流后輻射，形成總的逆流， 溫差大，傳熱最理想。（2安全性：順流最安全，使高溫介質(zhì)處于 低溫?zé)焻^(qū)，先輻射后對流。3過熱器系統(tǒng)的一般布置規(guī)律（1先通過輻射式過熱器。蒸汽在飽和線附近具有 較大的比熱容，工質(zhì)吸收較多熱量而溫度升高 不多，且傳熱溫壓大。（2將過熱器劃分為若干段，各段之間采用集箱聯(lián) 接，中間進(jìn)行交叉混合，保證吸熱均勻。 4減溫器一般為噴水減溫方式減溫器在過熱器系統(tǒng)中的位置（1平安：布置在可能超溫的過熱器管段前面， 起到保護(hù)受熱面的作用；（2靈敏：使其盡量靠近過熱器出口，減少調(diào) 溫的滯后性。 一般為

8、兩級噴水減溫，各盡其責(zé)：一級噴水減溫器在屏式過熱器的入口，保護(hù)屏式過熱器。二級噴水減溫器在末級過熱器之前，主要作用是調(diào)節(jié)出口汽溫，也起保護(hù)作用。再熱器系統(tǒng)與調(diào)溫再熱器與過熱器布置的原則基本一致，再熱器一般均為對流式，分為低溫段與高溫段，原則上再熱器蒸汽不能采用噴水調(diào)溫方式經(jīng)濟(jì)性考慮），只設(shè)置事故噴水減溫，在汽溫過高時采用。五、過熱器和再熱器的汽溫特性v汽溫特性：即汽溫隨鍋爐負(fù)荷變化的規(guī)律，汽溫調(diào)節(jié)v 主要是在鍋爐變化負(fù)荷時進(jìn)行。v 對流式過熱器與輻射式過熱器的汽溫特性是相反的。v 對流式：隨鍋爐負(fù)荷增加，燃煤量增加，汽溫升高；v 反之降低；v 輻射式：隨負(fù)荷增加，火焰溫度變化不大，輻射熱 v

9、負(fù)荷增加不多，但蒸汽流量增加，相當(dāng)于v 每公斤工質(zhì)的吸熱量減少，因而，汽溫降低；v 反之增加。鍋爐負(fù)荷百分比，鍋爐負(fù)荷百分比，100%過熱蒸汽汽溫過熱蒸汽汽溫輻射過熱器輻射過熱器鍋爐負(fù)荷百分比，鍋爐負(fù)荷百分比，100%過熱蒸汽汽溫過熱蒸汽汽溫對流過熱器對流過熱器希望得到平穩(wěn)的汽溫特性v設(shè)計時采用適當(dāng)比例的輻射式過熱器，則可以達(dá)到較平穩(wěn)的汽溫特性，v較小容量的鍋爐以對流式過熱器為主，v大容量鍋爐輻射式過熱器比例增加。再熱器的汽溫變化幅度更大v（1工質(zhì)進(jìn)口參數(shù)隨負(fù)荷降低而下降而過熱器入口v 溫度不變），升溫幅度大；v（2再熱器多為純對流式受熱面，輻射的比例更??；v（3再熱蒸汽的比熱小，對吸熱變化更

10、加敏感。v第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v第二節(jié)第二節(jié) 過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式v第三節(jié)第三節(jié) 過熱器與再熱器的熱偏差過熱器與再熱器的熱偏差v第四節(jié)第四節(jié) 汽溫調(diào)節(jié)汽溫調(diào)節(jié)第七章第七章 過熱器和再熱器過熱器和再熱器 平行管中工質(zhì)焓增吸熱不均勻的現(xiàn)象平行管中工質(zhì)焓增吸熱不均勻的現(xiàn)象大，偏差嚴(yán)重，大，偏差嚴(yán)重，1最好。最好。0iip偏差管焓增：ppppGHqi； 管組平均焓增：0000GHqi GHqpppGGHHqq0001q吸熱不均勻系數(shù)；H結(jié)構(gòu)不均勻系數(shù)；G流量不均勻系數(shù)。一、熱偏差的定義二、熱偏差的危害雖然管組出口蒸汽平均溫度滿足設(shè)計要求，但個別受熱面管子偏差管吸熱偏多，引

11、起該受熱面管金屬超溫，造成高溫蠕變損壞對不同類型的過熱器，管壁金屬溫度與管內(nèi)工質(zhì)溫度的關(guān)系約為：輻射式過熱器：twb=tg+100對流式過熱器：twb=tg+40三、造成熱偏差的原因 主要是設(shè)計上，也存在運行因素1管外煙氣側(cè)吸熱不均勻2受熱面結(jié)構(gòu)不均勻3平行各管中的流量不均勻GHqpppGGHHqq0001v即使受熱面管組各管的結(jié)構(gòu)完全一致，也會由于以下的原因，而造成流量不均。v（1聯(lián)箱效應(yīng)v平行管進(jìn)出口間的壓差分布由聯(lián)箱內(nèi)的壓力分布特性和管子本身的阻力特性所決定。v在各平行管的管子結(jié)構(gòu)基本相同的情況下，管子的阻力不均勻可以不計。v不同聯(lián)箱布置方式產(chǎn)生不同壓力分布特性v不合理的聯(lián)箱聯(lián)結(jié)方式，會

12、導(dǎo)致流量不均。（2管外煙氣的吸熱不均勻在壓差相等的情況下，也會導(dǎo)致流量不均。020002002)(vGKvwdlP對于偏差管：ppppvGKP2由于：pPP0所以：pppvGKvGK20200進(jìn)一步認(rèn)為阻力也相同，pKK 0得到：ppGvvGG00v由此關(guān)系式得出結(jié)論：v吸熱多的管子工質(zhì)的比容大v流量小管壁冷卻差壁溫升高。v表現(xiàn)為強(qiáng)制工質(zhì)流動受熱面的流動特性相對于自然循環(huán)工質(zhì)流動的自補(bǔ)償特性而言）。ppGvvGG00其他內(nèi)容v1、熱偏差的計算v2、高溫對流受熱面管壁溫度的計算v3、高溫對流受熱面的鋼材，管壁，管徑，彎曲半徑等v第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v第二節(jié)第二節(jié) 過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式過熱器

13、和再熱器的結(jié)構(gòu)型式v第三節(jié)第三節(jié) 過熱器與再熱器的熱偏差過熱器與再熱器的熱偏差v第四節(jié)第四節(jié) 汽溫調(diào)節(jié)汽溫調(diào)節(jié)第七章第七章 過熱器和再熱器過熱器和再熱器第四節(jié)第四節(jié) 汽溫調(diào)節(jié)汽溫調(diào)節(jié)一、影響鍋爐出口汽溫的因素1鍋爐的負(fù)荷最頻繁的影響因素2燃料的特性3燃燒組織方式5給水溫度等二、調(diào)節(jié)汽溫的方法設(shè)計上： 輻射過熱器與對流過熱器合理配合，增加輻射過熱器吸熱比重，降低對調(diào)節(jié)汽溫手段的依賴。 設(shè)計和運行：（一蒸汽側(cè)汽溫調(diào)節(jié)（二煙氣側(cè)汽溫調(diào)節(jié)（一蒸汽側(cè)汽溫調(diào)節(jié)方法冷卻蒸汽，使之溫度降低。1面式減溫器方案：水質(zhì)處理水平不高時采用，調(diào)節(jié) 反應(yīng)緩慢，現(xiàn)已很少采用。2噴水減溫器方案：給水品質(zhì)提高，采用給水直接噴入蒸汽減溫。（二煙氣側(cè)汽溫調(diào)節(jié)方法1爐膛火焰中心位置的調(diào)整在一定范圍內(nèi)，改變爐膛出口煙