鍋爐生產(chǎn)知識(shí)07

1、n第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n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n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n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、為何采用過熱器和再熱器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(shí)提高循環(huán)效率。2保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)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鍋爐的主要受熱面過熱器與再熱器為電站鍋爐的主要受熱面。二、過熱器和再熱器的工作特點(diǎn)過熱器和再熱器

2、的工作特點(diǎn)1工質(zhì)溫度高、傳熱性能差，處于高溫?zé)煔舛危饘?壁溫高，達(dá)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?。?/5），導(dǎo)致管壁金屬溫度高，（2）中壓蒸汽比熱小，對(duì)熱偏差更加敏感；（3）阻力損失要求嚴(yán)格；（4）起動(dòng)中及汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)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(dòng)（輻射式過熱器），工作條件更差；4設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)，很容易引起受熱面金屬超溫，長(zhǎng)期超溫會(huì)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)汽溫調(diào)節(jié)n蒸汽參數(shù)要求在一定范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮有效的調(diào)節(jié)手段，運(yùn)行中要不斷地調(diào)節(jié)蒸汽溫度

3、；n過熱器、再熱器與減溫器緊密相連。n第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n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n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n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n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(duì)流對(duì)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(duì)流式對(duì)流式以對(duì)流傳熱方式為主，密集蛇型管束，布置在對(duì)流煙道以對(duì)流傳熱方式為主，密集蛇型管束，布置在對(duì)流煙道輻射式輻射式以輻射傳熱

4、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(duì)流式過熱器和再熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)流式過熱器和再熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(diǎn)：吊掛方便，積灰少。缺點(diǎn)：停爐時(shí)易發(fā)生積水 腐蝕，再起動(dòng)時(shí)，會(huì)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(jì)要求的管內(nèi)蒸汽 流速 和管外煙氣流速。（3）煙氣流速?zèng)Q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/

5、s。（4）蒸汽流速?zèng)Q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。n推薦的管內(nèi)工質(zhì)流速 用質(zhì)量流速w（kg/m2s）來表示。l對(duì)流受熱面：中壓：250400高壓：低溫段400700；高溫段：7001000l屏式過熱器：8001100l輻射式過熱器：10001500l再熱器：250400n單管圈時(shí)常不能同時(shí)滿足煙氣側(cè)速度和工質(zhì)側(cè)速度，采用多重管圈；n在最佳煙氣流速下改變蒸汽流速。4管子排列錯(cuò)列和順列布置錯(cuò)列和順列布置錯(cuò)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：

6、（1）大容量高參數(shù)鍋爐的過熱吸熱份額超過50%， 300MW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：n爐膛熱負(fù)荷高，n蒸汽冷卻效果差，n鍋爐起動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會(huì)處于干燒， 須有冷卻保護(hù)措施，n工作條件最差的鍋爐受熱面。四、半輻射式屏式過熱器半輻射式屏式過熱器1布置位置 懸吊在爐膛上部，對(duì)流煙道入口，吸收輻射熱與對(duì)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結(jié)構(gòu) 每個(gè)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(zhǎng)度相差較大，蒸汽流量相差較大，各管壁

7、溫差達(dá)8090，運(yùn)行安全性較差。五、過熱器的系統(tǒng)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)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(duì)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(duì)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n減溫器在過熱器系統(tǒng)中的位置（1）安全：布置在可能

8、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。 一般為兩級(jí)噴水減溫，各盡其責(zé)：n一級(jí)噴水減溫器在屏式過熱器的入口，保護(hù)屏式過熱器。n二級(jí)噴水減溫器在末級(jí)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n再熱器與過熱器布置的原則基本一致，再熱器一般均為對(duì)流式，分為低溫段與高溫段，n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），n只設(shè)置事故噴水減溫，在汽溫過高時(shí)采用。五、過熱器和再熱器的汽溫特性過熱器和再熱器的汽溫特性n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) 主要是在鍋爐變化負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。 對(duì)流式過熱器與輻射式過

9、熱器的汽溫特性是相反的對(duì)流式過熱器與輻射式過熱器的汽溫特性是相反的。 對(duì)流式：隨鍋爐負(fù)荷增加，燃煤量增加，汽溫升高； 反之降低； 輻射式：隨負(fù)荷增加，火焰溫度變化不大，輻射熱 負(fù)荷增加不多，但蒸汽流量增加，相當(dāng)于 每公斤工質(zhì)的吸熱量減少，因此，汽溫降低； 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(duì)流過熱器對(duì)流過熱器希望得到平穩(wěn)的汽溫特性n設(shè)計(jì)時(shí)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，n較小容量的鍋爐以對(duì)流式過熱器為主，n大容量鍋爐輻射式過熱器比例增加。再熱器的汽

10、溫變化幅度更大（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 溫度不變），升溫幅度大；（2）再熱器多為純對(duì)流式受熱面，輻射的比例更??；（3）再熱蒸汽的比熱小，對(duì)吸熱變化更加敏感。n第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n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n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n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)象大，偏差嚴(yán)重，1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)

11、；G流量不均勻系數(shù)。一、熱偏差的定義定義二、熱偏差的危害熱偏差的危害n雖然管組出口蒸汽平均溫度滿足設(shè)計(jì)要求，但個(gè)別受熱面管子（偏差管）吸熱偏多，引起該受熱面管金屬超溫，造成高溫蠕變損壞n對(duì)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：n輻射式過熱器：twb=tg+100n對(duì)流式過熱器：twb=tg+40三、造成熱偏差的原因造成熱偏差的原因 主要是設(shè)計(jì)上，也存在運(yùn)行因素主要是設(shè)計(jì)上，也存在運(yùn)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GHqpppGGHHqq0001n即使受熱面管組各管的結(jié)構(gòu)完全一致，也會(huì)由于以下的原因，而造成流量不均。（1）聯(lián)箱效應(yīng)聯(lián)箱效應(yīng)平

12、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。n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(jì)。n不同聯(lián)箱布置方式產(chǎn)生不同壓力分布特性n不合理的聯(lián)箱聯(lián)結(jié)方式，會(huì)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(huì)導(dǎo)致流量不均。020002002)(vGKvwdlP對(duì)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：ppGvvGG00n由此關(guān)系式得出結(jié)論：n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。n表現(xiàn)為強(qiáng)制工質(zhì)流動(dòng)受熱面的流動(dòng)特性（相對(duì)于自然循環(huán)工質(zhì)流動(dòng)的自補(bǔ)償

13、特性而言）。ppGvvGG00其他內(nèi)容n1、熱偏差的計(jì)算熱偏差的計(jì)算n2、高溫對(duì)流受熱面管壁溫度的計(jì)算高溫對(duì)流受熱面管壁溫度的計(jì)算n3、高溫對(duì)流受熱面的鋼材，管壁，管徑，彎曲半徑高溫對(duì)流受熱面的鋼材，管壁，管徑，彎曲半徑等等n第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n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n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n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(jì)上： 輻射過熱器與對(duì)流過熱器合理配合，增加輻射過熱器吸熱比重，降低對(duì)調(diào)節(jié)汽溫手段的依賴。 設(shè)計(jì)和運(yùn)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(shí)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n1爐膛火焰中心位