省煤器、過熱器、再熱器

1、京能集團運行人員培訓(xùn)教程BEIH Plant Course省煤器、過再熱器目 錄1教程介紹22相關(guān)專業(yè)理論基礎(chǔ)知識23省煤器53.1概述53.2省煤器的工作原理53.3省煤器的作用53.4省煤器的種類53.5省煤器的結(jié)構(gòu)63.6省煤器的布置83.7省煤器的支吊方式103.8省煤器的啟動保護123.9省煤器設(shè)計中應(yīng)考慮的問題134過熱器與再熱器154.1概述154.2電站鍋爐對過熱器和再熱器的要求164.3過熱器與再熱器的作用與特點164.4過熱器與再熱器的布置及結(jié)構(gòu)型式194.5過熱器和再熱器的汽溫特性304.6再熱器的系統(tǒng)的保護314.7熱偏差325減溫器395.1蒸汽溫度的調(diào)節(jié)395.2減

2、溫器的分類及特點395.3減溫器在過熱器系統(tǒng)中的布置436試題庫446.1填空題446.2問答題461 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)電廠運行維護人員從事本系統(tǒng)相關(guān)工作所必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識、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行調(diào)整、節(jié)能經(jīng)濟運行方式、各種工況下巡回檢查的內(nèi)容及標準、設(shè)備檢修維護時安全隔離要求及措施、作業(yè)危險因素的分析及防止、系統(tǒng)常見故障的分析處理、運行過程中的事故預(yù)想及演練、相關(guān)的定期切換及試驗要求等內(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，并吸收了相關(guān)的技術(shù)法規(guī)，25項重點反事故措施

3、要求的內(nèi)容。教程適應(yīng)于從事省煤器、過再熱器系統(tǒng)運行維護各崗位人員，按照崗位技能及職責(zé)的要求，教程依難易程度內(nèi)容分別標注了初級、中級、高級三個等級。初級為巡檢崗位人員的必備知識，中級為主值以上崗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。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)進度、過程狀態(tài)、掌握知識程度等重要信息。部分檢測表需由負責(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)電廠在實際使用過程中可根據(jù)自身設(shè)備特點做適當增減修改。2 相關(guān)專業(yè)理論基礎(chǔ)知識 1、過熱器的定義中文名稱：過熱器英文名稱：superheater，SH 定 義：將飽

4、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 heating 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，用以保護爐墻，同時吸收放熱介質(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

5、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 flow 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、錯列布置管束 staggere

6、d bank相鄰管排作交錯排列的管束。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 st

7、eam-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

8、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 convection 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

9、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，即負責(zé)給水預(yù)熱的設(shè)備，可見，它是整個鍋爐汽水系統(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

10、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，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)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，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，并采用強制流動，為應(yīng)用薄壁小管徑創(chuàng)造了條件。整體

11、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，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：（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。由于水的加熱是在省煤器中進行

12、的，用省煤器這樣的低溫部件代替部分價格較高的高溫水冷壁，從而降低了鍋爐造價。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)點是強度高，能承受沖擊，工作可靠，同時傳熱性能好，體積小，價格低廉。缺點是耐腐蝕性差，但現(xiàn)代鍋爐給水都經(jīng)嚴格處理，管內(nèi)腐蝕這一缺點以基本得以解決。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

13、點20-25。中壓鍋爐多采用沸騰式省煤器。這是因為中壓鍋爐水的汽化潛熱大，加熱水的熱量小，故需把一部分水的蒸發(fā)放到省煤器中進行，以防止爐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，這是因為隨著壓力的提高，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)水冷壁中進行，以防止爐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)加熱的三個階段所需要吸熱量的比例就不同，所以與

14、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組鍋爐省煤器的主要型式。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，以便進行檢修和清除受熱面上的積灰。圖

15、3-1 鋼管式省煤器的結(jié)構(gòu)及實物圖片（a）錯列布置結(jié)構(gòu)；（b）順列布置結(jié)構(gòu)1進口聯(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%；用低價的扁鋼代替部分高價鋼管，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%

16、 。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。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

17、向節(jié)距以增大煙氣流通截面，降低煙氣流速,減輕磨損；同時可增加煙氣側(cè)換熱面積，強化傳熱并使結(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列布置兩種。錯列布置因傳熱效果好，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，磨損也比較嚴重。順列布置時的情況正好相反。如圖3-5省煤器的布置。圖35 省煤器的布置（a） 錯列布置結(jié)構(gòu)；（b）順列布置結(jié)構(gòu)1-進口聯(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。此種布置的特點是，由于尾部

18、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，因為當煙氣從水平煙道流入尾部煙道時，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重局部磨損，檢修時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。此種布置的特點是平行工作的管數(shù)少，因而水速高，流動阻力大；且管子較長，支吊比較復(fù)雜。但因其只有少數(shù)幾根蛇

19、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，因而防護和維修均較簡便。為了改進這種布置方式因水速高而流動阻力過大的缺點，可以采用雙管圈或雙面進水，如圖3-6（b）所示。此種布置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)計由下向上流，因為這樣流能把水在受熱時所產(chǎn)生的汽泡沖走，不會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荷運行時也能達到一定速度以沖走汽泡。對非沸騰省煤器在全負荷時水的平均流速應(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)

20、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，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

21、-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)箱引出管就是懸吊管，用省煤器出口給水來進行冷卻，故工作可靠。而聯(lián)箱放在煙道內(nèi)的最大優(yōu)點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-進口集箱；4-出口集箱；5-懸吊管；6-吊夾；7-再熱器進口集箱；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

22、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由于省煤器的出口水溫度可能低于汽包中的飽和溫度，當鍋爐運行工況變動時，省煤器的出水溫度還可能發(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的內(nèi)部套管；(b)給水引人汽包汽空間時的外部套管1一給水；2一汽包

23、壁3.8 省煤器的啟動保護省煤器在起動時，常常是間斷給水，當停止給水時，省煤器中的水處于不流動狀態(tài)。這時由于高溫?zé)煔獾牟粩嗉訜?，會使部分水汽化，生成的蒸汽就會附著在管壁上或集結(jié)在省煤器上段，造成管壁超溫?zé)龎摹Ｒ虼耸∶浩髟谄饎訒r應(yīng)進行保護。一般保護方法是在省煤器進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，管壁也因不斷得到冷卻而不燒壞。正常運行時，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 圖310 省煤器的再循環(huán)管入汽包，導(dǎo)致省煤器缺水燒壞，同時大量給水沖入汽 1-自動調(diào)節(jié)閥；2-逆止閥；3-進口閥；包，還會引起水面

24、波動，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。當汽包不進水時，用閥門切換，使流經(jīng)省煤器的水回到除氧器或疏水箱。這樣在整個啟動過程中可保持省煤器不斷進水，以達到啟動過程中保護省煤器的目的。 圖311 省煤器與除氧器之間的再循環(huán)管1-自動調(diào)節(jié)閥；2-止回閥；3-進口閥；4-省煤器；5-除氧器；6-再循環(huán)管；7-再循環(huán)閥；8-出口閥3.9 省煤器設(shè)計中應(yīng)考慮的問題省煤器工作于較低的煙溫區(qū)，管內(nèi)流動的又是溫度較低、剛進入鍋爐的水，其工作條件

25、雖不像過熱器那樣惡劣，然而如果省煤器的設(shè)計、制造或安裝、檢修質(zhì)量不良，在運行時也可能發(fā)生事故而影響到鍋爐運行的可靠性，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。省煤器中取用的水速過高，會使流經(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

26、%，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，減少了受熱面面積和降低制造成本，但煙氣流動阻力增加，風(fēng)機的電耗增大。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，應(yīng)考慮采用最經(jīng)濟的煙氣流速。投資費用與煙氣流速的關(guān)系見圖3-12。在煙氣流速很小時，受熱面增加，投資費用C增大。煙氣流速增加時，傳熱加強，受熱面減少，投資費用C降低。但隨著煙氣流速增加，煙氣流動

27、阻力增大，使風(fēng)機功率加大，風(fēng)機投資費用上升，總投資費用C又要增加。運行費用E與煙氣流速的關(guān)系見圖3-13。煙氣流速小時，受熱面增加，維修費用高。煙氣流速提高時，雖然運行費用略有增加，但受熱面的維修費用卻可降低，因而運行費用E有所降低。煙氣流速超過一定范圍后，再進一步增加煙氣流速，除了風(fēng)機電耗增大外，省煤器磨損加劇。使運行費用E急劇上升。經(jīng)濟流速與受熱面的價格、電價、受熱面形式(影響傳熱特性及流動阻力)、風(fēng)機效率以及運行補償年限、燃料成分和性質(zhì)、所采用的磨煤機形式等因素有關(guān)，一般推薦采用經(jīng)濟煙氣流速為811m/s。圖312 投資費用與煙氣流速的關(guān)系 圖313 運行費用與煙氣流速的關(guān)系圖3.9.3

28、 省煤器的結(jié)構(gòu)沒計減小省煤器蛇形管的管徑，在煙氣流速不變時，煙氣側(cè)的對流放熱系數(shù)就增大。在傳熱量不變時，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

29、的局部嚴重磨損。在管子表面相應(yīng)位置，裝設(shè)防磨裝置，由于煙氣進入尾部豎井煙道要轉(zhuǎn)彎90度，在離心力作用下?；伊Ｗ蛹锌拷鼰煹篮髠?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 過熱器與再熱器4.1 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)濟性的重要途徑。過熱蒸汽參數(shù)的提高受到金屬材料的限制。過熱器的設(shè)計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械強度。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.

30、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)，也有個別機組采用更高的壓力和溫度參數(shù)。隨著蒸汽壓力的提高，為了減少汽輪機尾部的蒸汽濕度以及進一步提高電站的熱經(jīng)濟性，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，然后再送到汽輪機的中壓缸及低壓缸中膨脹作功。這個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，

31、400t/h鍋爐中，過熱蒸汽的參數(shù)為13.7MPa，555；再熱蒸汽的進出口壓力為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；再熱蒸汽進出口壓力為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)濟性提高約（45），我國125MW以上機組都采用一次中間再熱系統(tǒng)，國外有些更高參數(shù)的機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

32、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)計對整臺鍋爐的經(jīng)濟性和可靠性有很大的影響。在設(shè)計時，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。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，再熱器是將汽輪機高壓缸排汽在鍋爐中加熱到一定溫度的受熱面。當鍋爐負荷、煤種等運行條件變化時，進行調(diào)節(jié)，保持其出口蒸汽溫度在

33、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，汽機末級乏汽的濕度就會過高，影響汽機的安全。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溫比較高。4.2 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)箱進行充分混合，可減小熱偏差的絕對值。各級之間進行左右交叉，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

34、果好，但流動阻力大。通常過(再)熱器系統(tǒng)的流動阻力不應(yīng)超過其工作壓力的10%。對于再熱器，由于其進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，過高會使管壁磨損加??；也不宜過低，過低會造成管壁積灰。煤粉爐的過熱器煙速一般為1014m/s，燃油爐和燃氣爐可提高到20m/s以下。（4） 合理利用金屬材料。既要盡量少用高等級的鋼材，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。4.3 過熱器與再熱器的作用與特點4.3.1 過熱器和再熱器的作用過熱器和再

35、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。在鍋爐負荷或其他工況變動時應(yīng)保證過熱蒸汽溫度正常，并處在允許的波動范圍之內(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行經(jīng)濟性和安全性。隨著蒸汽壓力的提高，要求相應(yīng)提高蒸汽溫度，否則在汽輪機尾部的蒸汽濕度會過高，影響汽輪機的安全。但過熱汽溫又受金屬材料的限制，目前，受金屬材料的限制，絕大部分電廠鍋爐的過熱汽溫仍保持在540555

36、的范圍內(nèi)，為避免汽輪機尾部葉片蒸汽濕度太大，因而采用中間再熱系統(tǒng)。再熱器的作用是將汽輪機高壓缸的排汽加熱到與過熱蒸汽溫度相等(或相近)的再熱溫度，然后再送到中壓缸及低壓缸中膨脹做功，以提高汽輪機尾部葉片蒸汽的干度。一般再熱蒸汽壓力為過熱蒸汽壓力的20%左右。采用再熱系統(tǒng)可使電站熱經(jīng)濟性提高約4%5%。我國125MW以上的機組都采用一次中間再熱系統(tǒng)。二次再熱可使循環(huán)熱效率再提高約2% ,但系統(tǒng)復(fù)雜，目前國產(chǎn)機組尚未采用，但國外大容量機組已經(jīng)采用。4.3.2 過熱器和再熱器的工作特點為了提高循環(huán)熱效率，過熱蒸汽的壓力已經(jīng)由超高壓提高到亞臨界和超臨界壓力。但受到金屬材料性能的限制，過熱器和再熱器蒸汽

37、溫度限制在540555的范圍內(nèi)。 由于過熱器和再熱器的管內(nèi)流過的是高溫蒸汽，管壁對蒸汽的對流放熱系數(shù)較小，傳熱性能較差，蒸汽對管壁的冷卻能力較低。同時，為保證合理的傳熱溫差，過熱器和再熱器一般布置于煙溫較高的區(qū)域，其管壁工作溫度很高，因而過熱器和再熱器的工作環(huán)境是相當惡劣的。特別是再熱器，因再熱蒸汽壓力低，其冷卻管子的能力更差，所以如何使管子金屬能長期安全工作就成為過熱器和再熱器設(shè)計和運行中的重要間題。表41列出了鍋爐常用金屬的容許溫度的上限。為了盡量避免采用更高級別的合金鋼，設(shè)計過熱器和再熱器時，選用的管子金屬幾乎都工作于接近其溫度的極限值。這時蒸汽若發(fā)生1020的超溫也會使其許用應(yīng)力下降很

38、多。因此，在過熱器和再熱器的設(shè)計及運行中應(yīng)注意如下問題：（1） 運行中應(yīng)保持汽溫穩(wěn)定。汽溫的波動不應(yīng)超過+510；（2） 過熱器和再熱器要有可靠的調(diào)溫手段，使運行工況在一定范圍內(nèi)變化時能維持額定的汽溫；（3） 盡量減少并聯(lián)管間的熱偏差。再熱器的進汽是汽輪機高壓缸的排汽，其壓力約為主蒸汽壓力的20%，溫度稍高于相應(yīng)的飽和溫度，流量為主蒸汽流量的80%，離開再熱器后的蒸汽溫度約等于主蒸汽溫度。因此，再熱器與過熱器相比具有以下幾個特點：（1） 由于再熱器串接在汽輪機高、中壓缸之間，故再熱器系統(tǒng)阻力會使蒸汽在汽輪機內(nèi)作功的有效壓降減小，從而使汽耗和熱耗都增加。例如再熱系統(tǒng)的阻力增加1kg/cm2，汽輪

39、機的汽耗將增加0.3左右。為了減少再熱器中蒸汽的流動阻力，提高熱力系統(tǒng)效率，再熱器常采用較小的質(zhì)量流速，但同時卻使再熱器管壁的冷卻條件變差。 因此，再熱器系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)力求簡單，以減少流動阻力。（2） 再熱蒸汽壓力低、溫度高、比容大。其質(zhì)量流速雖較過熱蒸汽小，然而它的容積流量卻遠比過熱蒸汽大（約45倍）。因此，為了不使蒸汽流速過高，流量阻力過大，需相應(yīng)增加蒸汽的通流截面積。所以，在中間再熱鍋爐中，再熱器的通流面積總是大于過熱器的。對于對流式再熱器，在結(jié)構(gòu)上通常采用管徑較大，并列管數(shù)較多的蛇行管束。（3） 再熱蒸汽壓力低、比熱小，故對熱偏差比較敏感。也就是說，在同樣的熱偏差條件下，其出口氣溫偏差比過

40、熱蒸汽大。（4） 再熱器出口汽溫受到進口汽溫變化的影響。對于單元機組，在定壓運行情況下，汽輪機高壓缸排汽溫度是隨著負荷降低而降低的。此時由于再熱器進口汽溫降低，從而使出口汽溫也相應(yīng)降低。對于對流式再熱器，其對流汽溫特性也就更顯著，汽溫調(diào)節(jié)特性因而比過熱器大。（5） 在鍋爐啟動、停爐或安全門開啟時，再熱器中無蒸汽流量或流量很小，很可能會燒壞再熱器。為此，過熱器和再熱器之間裝設(shè)高低壓旁路系統(tǒng)，在鍋爐啟、?；蚱啓C甩負荷時，通過旁路裝置向再熱器提供足夠的冷卻蒸汽。（6） 再熱汽溫調(diào)節(jié)不宜用噴水減溫的方法，否則機組的運行經(jīng)濟性將下降。再熱器置于汽輪機的高壓缸和中壓缸之間，因此，在再熱器噴水減溫，使噴入

41、的水蒸發(fā)加熱成中壓蒸汽，會使汽輪機的中、低壓缸的蒸汽流量增加，即增加了中、低壓缸的輸出功率。如果機組總功率不變，則勢必要減小高壓缸的功率。由于中壓蒸汽做功的效率低，使整個機組的循環(huán)熱效率降低，因此，再熱汽溫調(diào)節(jié)采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)，及擺動燃燒器或分隔煙道等方法。為確保再熱器進口汽溫采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)無法使汽溫降低時，可用事故噴水來保護再熱器管壁不超溫，以保證再熱器的安全。（7） 采用再熱器的目的是降低汽輪機末幾級葉片的濕度和提高機組的熱經(jīng)濟性。在亞臨界壓力機組中，再熱蒸汽溫度與過熱蒸汽溫度采用相同的溫度。而在超超臨界壓力機組中，如果再熱蒸汽溫度與過熱蒸汽溫度相同，則汽輪機末幾級葉片的濕度仍比較大，仍需采

42、用較高的再熱蒸汽溫度，以減小其末幾級葉片的濕度。（8） 再熱蒸汽壓力低，其放熱系數(shù)低于過熱蒸汽。在相同的蒸汽流量和吸熱條件下，再熱器壁溫高于過熱器壁溫。表41 鍋爐常用鋼材的允許溫度鋼材種類受熱面管子允許壁溫/聯(lián)箱及連通管允許溫度/懸掛及定距零件允許溫度/20號碳管50045012CrMo54051015 CrMo55051012Cr1MoV58054012MnVWBSiTiRe（無鉻8號）58054012Cr3MoVSiTiB60062012Cr2MoWVB600620TP347H704TP304H704Cr5Mo650Cr6SiMo8004Cr9Si280025Mo18Al5SiMoTi8

43、00Cr18Mn11Si2N900Cr20Ni14Si21100Cr20Mn9Ni2Si2N11004.4 過熱器與再熱器的布置及結(jié)構(gòu)型式4.4.1 過熱器與再熱器的布置過熱器設(shè)計和布置時，必須確保其受熱面管子外壁溫度低于鋼材的抗腐蝕和氧化溫度，并保證其高溫持久強度。按照所處的位置及結(jié)構(gòu)，過熱器又分為布置在爐膛水冷壁上的墻式過熱器、布置在爐膛上部的分隔屏和后屏過熱器、布置在對流煙道中的垂直式過熱器、水平式過熱器、爐膛頂棚及水平煙道與尾部煙井的包覆過熱器。現(xiàn)代大型鍋爐采用了多種形式的過熱器，如圖4-1所示。圖41 過熱器的基本布置示意1汽包；2頂棚過熱器；3垂直式對流過熱器；4爐膛出口處屏式過熱

44、器；5二行程墻式輻射式過熱器；9過熱器懸吊管；10懸吊管進口聯(lián)箱；11過熱蒸汽出口聯(lián)箱；12水平對流過熱器；13懸吊管出口聯(lián)箱；14噴水減溫器；蒸汽參數(shù)提高，使鍋爐受熱面的布置也相應(yīng)發(fā)生變化，低壓鍋爐的蒸汽溫度約為350-370，這時加熱過熱蒸汽所需的熱量不多，但由于壓力低，水的汽化潛熱大，水的蒸發(fā)熱量卻較多，爐膛輻射熱量不能滿足水蒸發(fā)所需要的熱量，因此，在對流過熱器前一般還要布置大量對流蒸發(fā)管束。中壓鍋爐，其爐膛輻射熱與所需蒸發(fā)熱大致相當，過熱器一般就直接布置在爐膛出口的少量凝渣管束之后。對于高壓鍋爐，由于汽化潛熱減少，爐內(nèi)的輻射熱已超出所需的蒸發(fā)熱，而且過熱蒸汽和加熱水的熱量增加較多，這時

45、必須把一部分過熱器受熱面布置在爐內(nèi)，即采用所謂輻射式和半輻射式過熱器。同樣，也可以把一部分爐內(nèi)水冷壁作為輻射式省煤器。隨著鍋爐容量的增大和蒸汽壓力的進一步提高，水蒸發(fā)所需熱量繼續(xù)減少，而蒸汽過熱熱進一步增加，必然把過熱器或再熱器布置在更高煙溫區(qū)，以增加過熱熱占爐內(nèi)吸熱量的比例。因此，超高壓力、亞臨界壓力和超臨界壓力的鍋爐，必須采取更多的輻射式和半輻射式過熱器和再熱器。4.4.2 過熱器與再熱器的型式過熱器和再熱器的型式較多，按照傳熱方式不同，過熱器和再熱器可分為對流、輻射及半輻射三種型式。受熱面管子根據(jù)管內(nèi)工質(zhì)溫度和所處區(qū)域熱負荷的大小分別采用不同的材料和壁厚。在大型電站鍋爐中通常采用上述三種

46、型式的串級布置系統(tǒng)，如圖4-2所示。再熱器多為對流式。為了改善汽溫特性，大容量鍋爐也有墻式再熱器和屏式再熱器。圖4-2 過熱器與再熱器的型式1-對流式過熱器；2-屏式半輻射式過熱器；3-爐頂輻射式過熱器；4-再熱器再熱器和過熱器的結(jié)構(gòu)基本相同，其實質(zhì)上是中壓過熱器。由于再熱器的蒸汽壓力低、比熱容小，對熱偏差敏感，在相同的熱偏差條件下，再熱器出口的溫度偏差比過熱器大，更容易引起管壁超溫。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、選材和布置時要考慮超溫爆管問題。另外再熱器蒸汽的壓力低、比體積大、流動阻力大，為減小流動阻力，再熱器的流速不能太高，管徑比過熱器要大。（1） 對流式過（再）熱器對流式過(再)熱器布置在水平煙道或

47、尾部豎井中，主要吸收煙氣的對流放熱量。對流式過（再）熱器是由進出口聯(lián)箱及許多并列的蛇形管組成。對流式過（再）熱器型式較多，不同的分類方式其結(jié)構(gòu)形式有差別，下面分別介紹：1) 按照管子的排列方式分類 按管子的排列方式分類，對流過(再)熱器可分為錯列和順列兩種形式，如圖4-3所示。順列布置傳熱系數(shù)小于錯列布置，錯列布置比順列布置管壁磨損嚴重，因此要綜合考慮確定。圖43 管子的排列方式（a）順列； （b） 錯列2) 按蒸汽和煙氣的相對流動方向分類按蒸汽和煙氣的相對流動方向，過再)熱器可分為順流、逆流、雙逆流和混流布置四種，如圖4-4所示。順流式管壁溫度最低，但傳熱溫差小，相同傳熱量時所需受熱面最多，

48、故多應(yīng)用于高溫級受熱面的高溫段；逆流式則相反，管壁溫度最高，傳熱溫差最大，相同傳熱量時所需受熱面最少，故多應(yīng)用于低溫級受熱面；雙逆流和混流式的壁溫和受熱面大小居于前兩者之間，多應(yīng)用于高溫級受熱面。圖44 根據(jù)煙氣與蒸汽相對流動方向劃分的過熱器型式（a）順流式；（b）逆流式；（c）雙逆流式；（d）混流式對流式再熱器的結(jié)構(gòu)與對流式過熱器的結(jié)構(gòu)相似，也是由大量平行的蛇形管和進、出口集箱組成，也可分為低溫段和高溫段，分別布置在尾部豎井煙道和水平煙道中。對流式再熱器也有順流、逆流、立式布置與臥式布置之分，并且在這些方面的特點與對流式過熱器相同。3) 按受熱面的布置方式分類按受熱面的布置方式，可分為垂直式

49、和水平式兩種。垂直式過(再)熱器：又稱立式過熱器。這種布置結(jié)構(gòu)簡單，吊掛方便，積灰少，但停爐后產(chǎn)生的凝結(jié)水不易排除。這種布置方式應(yīng)用廣泛。圖4-5是一高壓鍋爐的末級過熱器。每排受熱面采用兩根蛇形管并聯(lián)組成，下部彎頭處裝有梳形板，用以保證管排的橫向節(jié)距，上部用吊鉤將蛇形管的上彎頭吊掛在鍋爐鋼梁上。圖45 立式對流過熱器及其支吊結(jié)構(gòu)（a）立式對流過熱器；（b）立式對流過熱器的支吊結(jié)構(gòu)1-梳形板；2-管卡；3-聯(lián)箱；4-吊桿；5-鋼梁；6-蛇形管彎頭水平式過(再)熱器：又稱臥式過熱器，其特點是容易疏水，但支吊較復(fù)雜，為節(jié)省合金鋼，常用管子吊掛。這種過熱器在塔式和箱式鍋爐中很普遍，在型鍋爐的尾部豎井中

50、也有使用。圖4-6是某亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐的低溫對流過熱器及其吊掛結(jié)構(gòu)圖，受熱面管子水平布置，通過懸吊管將其重量傳遞到爐頂?shù)倪^渡梁上。圖46 臥式對流過熱器及其吊掛結(jié)構(gòu)1-管夾；2、3-連接扁鋼；4-懸吊管；5-過渡梁；6-橫梁4) 蛇形管結(jié)構(gòu)對流過熱器和再熱器的受熱面由大量平行連接、用無縫鋼管彎制成的蛇形管組成。蛇形管外徑一般為3257mm，管壁厚度由強度計算決定。大容量鍋爐采用的管徑多為51、54、57mm等規(guī)格。橫向相對節(jié)距主要取決于煙速，順列布置時s1/d =23.5，錯列布置時，s1/d =3. 03.5?？v向相對節(jié)距與管子的彎曲半徑有關(guān)，通常s2/d = 1.62. 5。當進口煙

51、溫在1000左右時，為防止結(jié)焦可將過熱器的前幾排拉稀成錯列布置，拉稀部分的s1/d>4.5，s2/d >3.5，如圖4-7所示。圖4-7 靠近爐膛出口處的對流過熱器管束結(jié)構(gòu)過（再）熱器的煙速要適當，過大則管子磨損嚴重，過小則傳熱系數(shù)小，受熱面積灰增加。因此，對于布置在爐膛出口之后的水平煙道內(nèi)的受熱面，由于煙溫高、灰粒較軟、對受熱面的磨損較輕，常采用1015m/s的煙速，以提高受熱面的傳熱系數(shù)。由于煙溫較高，飛灰的黏結(jié)性，和燒結(jié)性較強，設(shè)計時要考慮減少受熱面的積灰；當煙溫降低到600700以下時，灰粒變硬，飛灰的磨損能力加劇，此時要限制煙氣的流速不大于9m/s,但也要考慮防止堵灰，煙

52、速不應(yīng)小于6m/s。為了保證過熱器和再熱器管壁得到更好的冷卻，管內(nèi)工質(zhì)應(yīng)保證一定的質(zhì)量流速，但流速增加使工質(zhì)阻力增大。整個過熱器的壓力降應(yīng)小于10%工作壓力，所以，對流過熱器質(zhì)量流速一般控制在8001000kg/(m2·s)；對于再熱器，為了減少壓力降一般要求不超過0.2MPa,蒸汽的質(zhì)景流速一般采用250400kg/(m2·s)。過熱器的蛇形管可做成單管圈、雙管圈和多管圈式，如圖4-8所示。為了同時滿足煙氣速度和蒸汽速度的要求，并受煙道寬度的限制，大容量鍋爐過熱器蛇形管一般采用多管圈型式，在煙速不變的前提下，可降低蒸汽流速。 圖48 對流過熱器的管圈結(jié)構(gòu) （a）單管圈；（

53、b）雙管圈；（c）多管圈為強化傳熱，低溫對流過熱器可采用鰭片管或肋片管，如圖4-9所示。對于再熱器，則可采用圖4-10所示的縱向內(nèi)肋片管。圖49 對流過熱器的鰭片管或肋片管 圖410 用于再熱器的縱向（a）鰭片管束；（b）橫肋片管 內(nèi)肋片管斷面國產(chǎn)鍋爐的對流過熱器和再熱器，一般在高溫水平煙道中，采用立式順列布置，在垂直煙道中采用臥式錯列布置。在大型機組鍋爐中，為避免結(jié)渣和減輕磨損以及便于支吊，則趨向于全部采用順列布置。在結(jié)構(gòu)上，為保持蛇形管束縱向節(jié)距、橫向節(jié)距固定和平整，現(xiàn)代鍋爐常采用梳形板、管夾、汽冷定位管等固定裝置。圖4-11所示為一種固定裝置的實例。帶狀管夾用以使蛇形管平整和固定縱向節(jié)距

54、。汽冷定位管橫向穿過各蛇形管片，前后各一根，用以固定橫向節(jié)距。汽冷定位管內(nèi)流過低溫過熱蒸汽以冷卻管子。圖411 帶狀管夾與汽冷定位管1-蛇形管；2-扁鋼；3-梳形彎管；4-圓柱銷；5-支撐圓鋼；6-汽冷定位管圖4-12是某超臨界壓力1900t/h鍋爐的高溫過熱器和低溫再熱器的結(jié)構(gòu)實例。高溫過熱器逆流立式布置在水平煙道的后側(cè)，由984根管圈組成，并列分成82排，每排有12個管圈，s1 =224mm, s2 =76mm。為了減小熱偏差，內(nèi)、外管圈還交換了位置。圖412 某鍋爐高溫對流過熱器和低溫對流再熱器結(jié)構(gòu)實例（a） 高溫對流過熱器；（b）低溫對流再熱器低溫再熱器逆流臥式順列布置在豎井煙道的上部，由進、出口聯(lián)箱及990根管圈組成。進口聯(lián)箱的進口管上裝有事故噴水減溫器，沿?zé)煔饬飨虿⒘蟹殖?10排，每排有九個管圈，s1=168mm，s2=120mm。（2） 輻射和半輻射過熱器和再熱器的結(jié)構(gòu)型式隨著鍋爐容量的增大和蒸汽壓力的提高，水蒸發(fā)所需吸熱量減少，而蒸汽過熱吸熱量增加，為降低爐膛出口溫度，避免對流受熱面結(jié)焦，必然把過熱器或再熱器布置在更高煙溫區(qū)，以增加爐內(nèi)吸熱量，從而減少過熱器的金屬消耗量。輻射過熱器(再熱器)主要以吸收爐膛輻射熱為主，有屏式和墻式兩種結(jié)構(gòu)。半輻射過熱器或再熱器布置在爐膛出口處，吸收爐膛中的輻射熱和煙氣的對流熱