電站鍋爐受熱面與整體布置

1、 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理1第7章 電站鍋爐受熱面與整體布置 電站鍋爐的受熱面包括蒸發(fā)受熱面(主要為水冷壁)、過熱器、再熱器、省煤器以及空氣預熱器。 7.1 水 冷 壁 7.1.1 水冷壁的工作特點及作用 強化傳熱，減少鍋爐受熱面面積。 降低高溫對爐墻的破壞作用，起保護爐墻的作用。 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理2 防止爐墻結渣。 懸吊爐墻。 吸收爐內輻射熱，使水冷壁管內熱水汽化，產(chǎn)生飽和蒸汽。 由于爐膛中高溫火焰中心溫度高達1 5001 600 ，水冷壁輻射換熱約占總換熱量的95。 7.1.2 水冷壁的結構及布置 7.1.3 直流鍋爐蒸發(fā)受熱面的結構型式 熱能動力工

2、程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理3圖7.1 膜式水冷壁結構圖7.2 水平剛性梁結構 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理4圖7.3 內螺紋管結構 1)一次垂直上升管屏 2)爐膛下部多次上升、上部一次上升管屏 3)螺旋式水冷壁管屏 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理5圖7.4 1 025 t/h亞臨界壓力直流鍋爐1前屏過熱器；2后屏過熱器；3高溫過熱器；4第二級再熱器；5第一級過熱器；6低溫再熱器引出管；7低溫過熱器；8省煤器；9調節(jié)擋板；10空氣預熱器 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理6圖7.5 FW型直流鍋爐爐膛受熱面布置圖1回路1，爐膛底部；2回路2，爐膛下部前墻和兩側墻(

3、前部)；3回路3，爐膛下部兩側墻(中間)；4回路4，爐膛下部后墻和兩側墻(后部)；5回路5，爐膛上部四側；6回路6，對流煙道各側；7頂棚 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理7圖7.6 螺旋管圈的幾何原理 4)超臨界鍋爐水冷壁結構實例 (1)水冷壁結構特點 (2)過渡水冷壁結構和布置 (3)支撐結構 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理8圖7.7 DG1900/25.4-2型鍋爐過渡水冷壁布置 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理9圖7.8 螺旋盤繞水冷壁剛性梁結構 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理10 垂直水冷壁剛性梁 螺旋水冷壁剛性梁 (4)水冷壁的爐墻結構圖7.9 垂

4、直水冷壁爐墻結構簡圖 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理11 7.2 過熱器與再熱器 7.2.1 概述圖7.10 過熱器與再熱器旁路系統(tǒng)簡圖1鍋爐；2汽輪機高壓缸；3再熱器；4汽輪機中壓缸；5汽輪機低壓缸；6凝汽器；7級減溫減壓旁路；8級減溫減壓旁路；9大旁路；10向空排汽 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理12 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理13 7.2.2 過熱器與再熱器的結構型式 1)對流式圖7.11 順流逆流混合流過熱及其溫差圖(a)順流;(b)逆流;(c)串聯(lián)混合流 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理14圖7.12 對流過熱器的不同管圈結構(a)單管圈；(

5、b)雙管圈；(c)三管圈圖7.13 對流過熱器前排管束的拉稀結構 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理15 2)半輻射式圖7.14 管屏的型式(a)外圈兩圈管子截短；(b)外圈管子短路；(c)內外圈管子交叉；(d)外圈管子短路，內外管屏交叉 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理16 3)輻射式(壁式、墻式) 4)包覆壁過熱器 7.2.3 過熱器系統(tǒng) 1)頂棚與包覆壁過熱器 2)低溫對流過熱器 3)屏式過熱器 4)高溫對流過熱器 7.2.4 再熱器系統(tǒng) 1)低溫再熱器 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理17圖7.15 DG1900/25.42型鍋爐汽水流程圖1省煤器；2爐膛；3低溫

6、過熱器；4屏式過熱器；5末級過熱器；6低溫再熱器；7高溫再熱器；8汽水分離器；9儲水罐 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理18圖7.16 低溫過熱器布置 圖7.17 屏式過熱器的布置 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理19圖7.18 定位滑動塊示意圖圖7.19 高溫過熱器 圖7.20 U形承重塊示意圖 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理20 2)高溫再熱器圖7.21 低溫再熱器 圖7.22 高溫再熱器 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理21 7.2.5 熱偏差 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理22 1)產(chǎn)生熱偏差的原因 (1)吸熱不均 (2)流量不均圖7.23

7、沿煙道寬度熱負荷的分布圖7.24 過熱器的Z形連接和U形連接方式 (a)Z形；(b)U形 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理23圖7.25 過熱器的多管連接方式 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理24 2)減小熱偏差的措施 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理25 (1)將受熱面分級，級間進行中間混合 (2)級間進行左右交叉流動，以消降兩側熱力偏差 (3)連接管與聯(lián)箱之間采用多管引入和多管引出連接方式 (4)采用定距裝置，以使屏間距離及蛇形管片的橫向節(jié)距相等 (5)適當減小外管圈管子長度，或外管圈采用直徑較大的管子。 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理26 (6)根據(jù)管圈

8、兩端的不同壓差在管子的入口處裝設不同孔徑的節(jié)流圈，控制各管內蒸汽流量，使流量不均勻系數(shù)趨近于1，從而減少熱偏差，直流鍋爐和強制循環(huán)鍋爐常用加節(jié)流圈的方法來分配流量。 (7)按受熱面熱負荷分布情況劃分管組。 (8)從運行操作上采取措施減少熱偏差。 7.2.6 過熱器與再熱氣溫調節(jié) 1)運行中影響過熱汽溫和再熱汽溫的因素 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理27 (1)鍋爐負荷 (2)過?？諝庀禂?shù) (3)給水溫度 (4)受熱面的污染情況圖7.26 過熱器的汽溫特性1輻射式過熱器；2,3對流式過熱器 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理28 (5)飽和蒸汽用汽量 (6)燃燒器的運行方式 (7

9、)燃料種類和成分 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理29圖7.27 雙噴頭式減溫器 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理30圖7.28 文丘利管式噴水減溫器 2)汽溫調節(jié)方法 (1)噴水減溫器 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理31圖7.29 旋渦式噴嘴噴水減溫器1旋渦式噴嘴；2減溫水管；3支撐鋼碗；4減溫器聯(lián)箱；5文丘利管；6混合管 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理32圖7.30 多孔噴管式噴水減溫器1筒體；2混合管；3噴管；4管座 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理33 (2)蒸汽旁路法 (3)汽-汽熱交換器 (4)煙氣再循環(huán)圖7.31 蒸汽旁路法調節(jié)再熱汽溫

10、 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理34圖7.32 汽-汽熱交換器調節(jié)再熱汽汽溫的系統(tǒng)1過熱蒸汽進口；2過熱蒸汽出口；3再熱蒸汽進口；4再熱蒸汽出口；5三通閥(a)煙道內;(b)煙道內 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理35圖7.33 煙氣再循環(huán)系統(tǒng)1再循環(huán)風機；2再熱器；3省煤器；4對流過熱器；5屏式過熱器 (5)分隔煙道與煙氣擋板 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理36圖7.34 分隔煙道煙氣擋板示意圖1低溫再熱器；2低溫過熱器；3高溫再熱器；4高溫過熱器；5后屏過熱器；6省煤器；7隔煙墻 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理37 (6)改變火焰中心位置 7.3 省煤

11、器與空氣預熱器 7.3.1 省煤器 其主要作用為： (1)給水在進入蒸發(fā)受熱面之前，先在省煤器內加熱，充分利用煙氣中的熱量，提高給水溫度，降低排煙溫度，從而達到提高鍋爐效率，節(jié)約燃料的目的。 (2)為了減少蒸發(fā)受熱面，采用價格較低的省煤器來代替造價較高的部分鍋爐蒸發(fā)受熱面。 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理38 (3)提高進入汽包的給水溫度，減少汽包壁與給水之間的溫差，從而減小汽包所承受的熱應力，便汽包的工作條件得到改善。圖7.35 省煤器蛇形管的布置(a)垂直于前后墻；(b)平行于前后墻，雙面進水；(c)平行前后墻，單面進水 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理39圖7.36 H

12、型鰭片管省煤器圖7.37 省煤器的布置 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理40圖7.38 省煤器防磨設施 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理41 7.3.2 空氣預熱器 1)強化燃燒 2)強化傳熱 3)可提高鍋爐運行經(jīng)濟性 4)提高了制粉干燥出力 (1)管式空氣預熱器 (2)熱管式空氣預熱器 (3)回轉式空氣預熱器 7.4 鍋爐的整體布置 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理42圖7.39 管式空氣預熱器1鍋爐鋼架；2空氣預熱器管子；3空氣連通罩；4導流板；5熱風道連接法蘭；6上管板；7預熱器墻板；8膨脹節(jié)；9冷風道連接法蘭；10下管板 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理43圖7.40 前置式熱管空氣預熱器系統(tǒng) 7.4.1 蒸汽參數(shù)對受熱面布置的影響 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理44 圖7.41 容克式空氣預熱器 1上軸承；2徑向密封；3上端板；4外殼；5轉子；6環(huán)向密封；7下端板；8下軸承；9主軸；10傳動裝置；11三叉梁；12空氣出口；13煙氣進口 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理45圖7.42 風罩轉動的羅特繆勒式空氣預熱器1冷風氣入口；2靜子；3熱空氣出口；4煙氣進口；5轉動的上、下風罩；6煙氣出口 熱能動力工程專業(yè)本科系列教材電站鍋爐原理46圖7.43 回轉式空氣預熱器整體結構 熱能動