第5章 鍋爐受熱面

1、第五章第五章 鍋爐受熱面及工作特點鍋爐受熱面及工作特點工質(zhì)在鍋爐中的吸熱是通過布置各種工質(zhì)在鍋爐中的吸熱是通過布置各種受熱面受熱面來完成來完成的。由于受熱面所處的的。由于受熱面所處的煙溫區(qū)域不同煙溫區(qū)域不同，受熱面所起的，受熱面所起的作作用也不同用也不同。鍋爐受熱面的典型布置形式鍋爐受熱面的典型布置形式12-水冷壁水冷壁 13-屏式過熱器屏式過熱器14-高溫過熱器高溫過熱器 19-再熱器再熱器 20-低溫過熱器低溫過熱器 23-省煤器省煤器 27-空預(yù)器空預(yù)器工質(zhì)進入鍋爐后，給水需經(jīng)過預(yù)熱工質(zhì)進入鍋爐后，給水需經(jīng)過預(yù)熱蒸發(fā)蒸發(fā)過熱、過熱、再熱再熱送出鍋爐，過程中給水經(jīng)歷了三種不同的加熱狀送出鍋

2、爐，過程中給水經(jīng)歷了三種不同的加熱狀態(tài)，針對三種加熱狀態(tài)，鍋爐設(shè)置了三種不同的受熱面：態(tài)，針對三種加熱狀態(tài)，鍋爐設(shè)置了三種不同的受熱面：水的預(yù)熱：省煤器水的預(yù)熱：省煤器水的蒸發(fā)：蒸發(fā)受熱面，主要是水冷壁水的蒸發(fā)：蒸發(fā)受熱面，主要是水冷壁蒸汽的過熱：過熱器蒸汽的過熱：過熱器其他受熱面還包括：其他受熱面還包括：汽輪機高壓缸排汽再熱：再熱器汽輪機高壓缸排汽再熱：再熱器空氣的預(yù)熱：空預(yù)器?？諝獾念A(yù)熱：空預(yù)器。以上五種受熱面即為現(xiàn)代電站鍋爐的以上五種受熱面即為現(xiàn)代電站鍋爐的主要受熱面主要受熱面。一般。一般水冷壁布置在爐膛四周的爐墻上，過熱器和再熱器布置水冷壁布置在爐膛四周的爐墻上，過熱器和再熱器布置在水

3、平煙道內(nèi)，省煤器和空預(yù)器布置在尾部煙道內(nèi)在水平煙道內(nèi)，省煤器和空預(yù)器布置在尾部煙道內(nèi)。v 一、水冷壁的作用：一、水冷壁的作用：水冷壁是布置在爐膛四周以水冷壁是布置在爐膛四周以輻射換熱輻射換熱為主的為主的蒸發(fā)受熱蒸發(fā)受熱面面，管內(nèi)工質(zhì)一般為汽水混合物。其作用如下：，管內(nèi)工質(zhì)一般為汽水混合物。其作用如下：1. 吸收爐內(nèi)火焰輻射熱，使水加熱并蒸發(fā)為飽和蒸汽。吸收爐內(nèi)火焰輻射熱，使水加熱并蒸發(fā)為飽和蒸汽。2. 保護爐墻，減少熔渣和高溫對爐墻的破壞。保護爐墻，減少熔渣和高溫對爐墻的破壞。3. 使?fàn)t膛出口煙溫降到允許值，避免對流受熱面結(jié)渣。使?fàn)t膛出口煙溫降到允許值，避免對流受熱面結(jié)渣。4. 強化傳熱，減少

4、鍋爐總受熱面面積，降低金屬耗量。強化傳熱，減少鍋爐總受熱面面積，降低金屬耗量。5. 減輕爐墻重量，便于采用懸吊結(jié)構(gòu)。減輕爐墻重量，便于采用懸吊結(jié)構(gòu)。二、水冷壁的結(jié)構(gòu)：二、水冷壁的結(jié)構(gòu)：水冷壁可分為光管式、膜式、銷釘式、內(nèi)螺紋管式等。水冷壁可分為光管式、膜式、銷釘式、內(nèi)螺紋管式等。1. 光管水冷壁：光管水冷壁：光管水冷壁是由內(nèi)外壁均光滑的一排無光管水冷壁是由內(nèi)外壁均光滑的一排無縫鋼管組成，一般是貼近爐墻內(nèi)壁、相互平行的垂直縫鋼管組成，一般是貼近爐墻內(nèi)壁、相互平行的垂直布置，上端與鍋筒或上集箱連接，下端與下集箱連接。布置，上端與鍋筒或上集箱連接，下端與下集箱連接。護板護板絕熱層絕熱層耐火層耐火層管

5、子管子光管水冷壁光管水冷壁特點特點：制造安裝簡單，但：制造安裝簡單，但對爐墻保護作用小，爐膛對爐墻保護作用小，爐膛漏風(fēng)嚴(yán)重。現(xiàn)代大型鍋爐漏風(fēng)嚴(yán)重?，F(xiàn)代大型鍋爐使用較少，小型鍋爐仍有使用較少，小型鍋爐仍有使用。使用。2. 膜式水冷壁：膜式水冷壁：各光管之間用鰭片或扁鋼焊接成一組管各光管之間用鰭片或扁鋼焊接成一組管屏，四壁連成一個整體?，F(xiàn)代大型鍋爐多采用此結(jié)構(gòu)。屏，四壁連成一個整體?，F(xiàn)代大型鍋爐多采用此結(jié)構(gòu)。膜式水冷壁有兩種結(jié)構(gòu)，一種是光管與扁鋼的焊接，膜式水冷壁有兩種結(jié)構(gòu)，一種是光管與扁鋼的焊接，另一種是軋制鰭片管焊接。另一種是軋制鰭片管焊接。 特點：特點： 爐膛氣密性好，漏風(fēng)小，降低排爐膛氣密

6、性好，漏風(fēng)小，降低排煙溫度，提高鍋爐效率。煙溫度，提高鍋爐效率。 保護爐墻免受高溫?zé)煔鉀_刷，減保護爐墻免受高溫?zé)煔鉀_刷，減輕爐內(nèi)結(jié)渣。輕爐內(nèi)結(jié)渣。 輻射受熱面積大，鰭片成本較低，輻射受熱面積大，鰭片成本較低，可降低受熱面金屬耗量?？山档褪軣崦娼饘俸牧俊?無需耐火層，只需輕型絕熱層，無需耐火層，只需輕型絕熱層，減輕爐墻重量，利于懸吊布置。減輕爐墻重量，利于懸吊布置。光管扁鋼膜式水冷壁光管扁鋼膜式水冷壁軋制鰭片管膜式水冷壁軋制鰭片管膜式水冷壁絕絕熱熱層層2. 膜式水冷壁：膜式水冷壁：各光管之間用鰭片或扁鋼焊接成一組管各光管之間用鰭片或扁鋼焊接成一組管屏，四壁連成一個整體?，F(xiàn)代大型鍋爐多采用此結(jié)構(gòu)。

7、屏，四壁連成一個整體。現(xiàn)代大型鍋爐多采用此結(jié)構(gòu)。膜式水冷壁有兩種結(jié)構(gòu)，一種是光管與扁鋼的焊接，膜式水冷壁有兩種結(jié)構(gòu)，一種是光管與扁鋼的焊接，另一種是軋制鰭片管焊接。另一種是軋制鰭片管焊接。 特點：特點： 爐墻蓄熱量少，爐膛升溫快，縮爐墻蓄熱量少，爐膛升溫快，縮短啟停時間，利于負(fù)荷調(diào)節(jié)。短啟停時間，利于負(fù)荷調(diào)節(jié)。 防止水冷壁管壁超溫，相鄰管子防止水冷壁管壁超溫，相鄰管子可輔助冷卻?？奢o助冷卻。 剛性較好，增強爐膛抗爆能力。剛性較好，增強爐膛抗爆能力。 設(shè)計及制造工藝較復(fù)雜。設(shè)計及制造工藝較復(fù)雜。光管扁鋼膜式水冷壁光管扁鋼膜式水冷壁軋制鰭片管膜式水冷壁軋制鰭片管膜式水冷壁絕絕熱熱層層3. 銷釘式水

8、冷壁：銷釘式水冷壁：為保證燃燒器區(qū)域高溫，利于低揮發(fā)為保證燃燒器區(qū)域高溫，利于低揮發(fā)分煤的著火燃燒，可在光管式或膜式水冷壁管上焊接分煤的著火燃燒，可在光管式或膜式水冷壁管上焊接銷釘，用于敷設(shè)衛(wèi)燃帶。銷釘可使鉻礦砂耐火材料與銷釘，用于敷設(shè)衛(wèi)燃帶。銷釘可使鉻礦砂耐火材料與水冷壁牢固連接。水冷壁牢固連接。銷釘光管水冷壁衛(wèi)燃帶銷釘光管水冷壁衛(wèi)燃帶銷釘膜式水冷壁衛(wèi)燃帶銷釘膜式水冷壁衛(wèi)燃帶1-水冷壁管水冷壁管 2-銷釘銷釘 3-鉻礦砂耐火材料鉻礦砂耐火材料4. 內(nèi)螺紋管水冷壁：內(nèi)螺紋管水冷壁：為確保水冷壁安全可靠，在爐內(nèi)為確保水冷壁安全可靠，在爐內(nèi)高高熱負(fù)荷區(qū)域熱負(fù)荷區(qū)域的水冷壁管多采用內(nèi)螺紋管。工質(zhì)在管

9、內(nèi)的水冷壁管多采用內(nèi)螺紋管。工質(zhì)在管內(nèi)流動時產(chǎn)生強烈的擾動，把液體壓向壁面，強迫汽泡流動時產(chǎn)生強烈的擾動，把液體壓向壁面，強迫汽泡脫離管壁被脫離管壁被旋轉(zhuǎn)向上旋轉(zhuǎn)向上的水帶走，破壞汽膜，加強汽水的水帶走，破壞汽膜，加強汽水混合物對管壁的放熱，混合物對管壁的放熱，增強冷卻增強冷卻效果。采用內(nèi)螺紋管效果。采用內(nèi)螺紋管可有效可有效防止膜態(tài)沸騰防止膜態(tài)沸騰產(chǎn)生，避免傳熱惡化和管壁超溫。產(chǎn)生，避免傳熱惡化和管壁超溫。內(nèi)螺紋管水冷壁內(nèi)螺紋管水冷壁三、自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面：三、自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面：1. 自然循環(huán)工作原理：自然循環(huán)工作原理：蒸發(fā)受熱面內(nèi)的蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)，依靠下降管中的水與上升管中工質(zhì)

10、，依靠下降管中的水與上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的壓力差進行循環(huán)。壓力差進行循環(huán)。2. 過程：過程：水由給水泵壓送，經(jīng)省煤器預(yù)水由給水泵壓送，經(jīng)省煤器預(yù)熱后進入汽包。下降管位于爐膛外不熱后進入汽包。下降管位于爐膛外不受熱，管內(nèi)工質(zhì)為水，上升管即水冷受熱，管內(nèi)工質(zhì)為水，上升管即水冷壁受熱，管內(nèi)工質(zhì)為汽水混合物，下壁受熱，管內(nèi)工質(zhì)為汽水混合物，下降管內(nèi)水的密度大于上升管內(nèi)汽水混降管內(nèi)水的密度大于上升管內(nèi)汽水混合物的密度，在密度差作用下，推動合物的密度，在密度差作用下，推動工質(zhì)在封閉蒸發(fā)系統(tǒng)中循環(huán)流動。工質(zhì)在封閉蒸發(fā)系統(tǒng)中循環(huán)流動。自然循環(huán)回路自然循環(huán)回路汽

11、包汽包下降管下降管水冷壁（上升管）水冷壁（上升管） 汽包汽包自然循環(huán)鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)自然循環(huán)鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)1-省煤器省煤器 2347-水冷壁水冷壁 5-汽包汽包 6-供水分配管供水分配管 8-省煤器再循環(huán)管省煤器再循環(huán)管 9-懸吊管懸吊管 10-集中下降管集中下降管 11-供水管供水管 12-汽水混合物引出管汽水混合物引出管自然循環(huán)鍋爐蒸自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面系統(tǒng)主發(fā)受熱面系統(tǒng)主要包括：要包括：汽包汽包，下降管下降管（集中下（集中下降管、分配器、降管、分配器、供水管），布置供水管），布置在四面爐墻上的在四面爐墻上的水冷壁及集箱水冷壁及集箱，汽水混合物引出汽水混合物引出管管等。等。給水給水3. 布

12、置特點：布置特點：大容量鍋爐沿爐膛周界熱大容量鍋爐沿爐膛周界熱負(fù)荷分布不均，造成水冷負(fù)荷分布不均，造成水冷壁吸熱不均。而壁吸熱不均。而并列管受并列管受熱不均是造成水循環(huán)故障熱不均是造成水循環(huán)故障的主要原因的主要原因。為提高水循。為提高水循環(huán)可靠性，將熱負(fù)荷及結(jié)環(huán)可靠性，將熱負(fù)荷及結(jié)構(gòu)相近的水冷壁劃分成獨構(gòu)相近的水冷壁劃分成獨立的循環(huán)回路。每個回路立的循環(huán)回路。每個回路有相應(yīng)的水冷壁管、上下有相應(yīng)的水冷壁管、上下聯(lián)箱、供水管和汽水混合聯(lián)箱、供水管和汽水混合物引出管。物引出管。某鍋爐水冷壁回路劃分示意圖某鍋爐水冷壁回路劃分示意圖1-集中下降管集中下降管 2-供水管供水管 3-水冷壁下聯(lián)箱水冷壁下聯(lián)

13、箱 4-水冷壁管水冷壁管數(shù)字：各下集箱接出水冷壁管數(shù)數(shù)字：各下集箱接出水冷壁管數(shù)某鍋爐水冷壁回路劃分示意圖某鍋爐水冷壁回路劃分示意圖1-集中下降管集中下降管 2-供水管供水管 3-水冷壁下聯(lián)箱水冷壁下聯(lián)箱 4-水冷壁管水冷壁管數(shù)字：各下集箱接出水冷壁管數(shù)數(shù)字：各下集箱接出水冷壁管數(shù)共分為共分為32個循環(huán)回路。前、個循環(huán)回路。前、后、兩側(cè)各后、兩側(cè)各8個回路。來個回路。來自省煤器的給水經(jīng)汽包分自省煤器的給水經(jīng)汽包分別進入別進入4個大直徑個大直徑集中下集中下降管降管，其下端分別接一個，其下端分別接一個分配器，并通過分配器，并通過96根根供水供水管管與與32個個下集箱下集箱相連。然相連。然后經(jīng)后經(jīng)3

14、2組組648根根膜式水冷膜式水冷壁管壁管向上流動，水被逐漸向上流動，水被逐漸加熱形成汽水混合物，再加熱形成汽水混合物，再通過上集箱由導(dǎo)汽管引入通過上集箱由導(dǎo)汽管引入汽包，進行汽水分離。汽包，進行汽水分離。 3. 水冷壁的固定：水冷壁的固定：在小容量鍋爐中，水冷壁通常采用支撐下集箱的辦法來固在小容量鍋爐中，水冷壁通常采用支撐下集箱的辦法來固定，熱膨脹向上進行。大型電站鍋爐水冷壁與上下集箱直定，熱膨脹向上進行。大型電站鍋爐水冷壁與上下集箱直接焊接，采用接焊接，采用上部固定下部自由膨脹上部固定下部自由膨脹的方法固定。即將水的方法固定。即將水冷壁的上集箱懸吊在鍋爐鋼架上，下集箱由水冷壁懸吊著。冷壁的上

15、集箱懸吊在鍋爐鋼架上，下集箱由水冷壁懸吊著。凝渣管：凝渣管：布置在爐膛出口具有較大節(jié)距的蒸發(fā)受熱面。早布置在爐膛出口具有較大節(jié)距的蒸發(fā)受熱面。早期布置防渣管的目的是讓這部分受熱面吸收煙氣熱量，煙期布置防渣管的目的是讓這部分受熱面吸收煙氣熱量，煙溫進一步降低，使飛灰凝固，防止布置在其后節(jié)距較小的溫進一步降低，使飛灰凝固，防止布置在其后節(jié)距較小的過熱器管上結(jié)渣，而且凝渣管自身節(jié)距較大，結(jié)渣可能性過熱器管上結(jié)渣，而且凝渣管自身節(jié)距較大，結(jié)渣可能性較小。凝渣管是由后墻水冷壁在爐膛出口位置拉稀形成。較小。凝渣管是由后墻水冷壁在爐膛出口位置拉稀形成。現(xiàn)代大容易電站鍋爐中的凝渣管用于聯(lián)絡(luò)上聯(lián)箱至汽包，現(xiàn)代大

16、容易電站鍋爐中的凝渣管用于聯(lián)絡(luò)上聯(lián)箱至汽包，及懸吊后墻水冷壁，故又稱及懸吊后墻水冷壁，故又稱懸吊管懸吊管。冷灰斗、折焰角冷灰斗、折焰角也是也是由水冷壁彎曲得到。由水冷壁彎曲得到。四、控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面：四、控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面：控制循環(huán)工作原理：控制循環(huán)工作原理：壓力提壓力提高，汽水密度差減小，為了高，汽水密度差減小，為了保證受熱蒸發(fā)管內(nèi)有足夠的保證受熱蒸發(fā)管內(nèi)有足夠的流量循環(huán)，在蒸發(fā)系統(tǒng)的下流量循環(huán)，在蒸發(fā)系統(tǒng)的下降管系統(tǒng)內(nèi)加裝循環(huán)泵降管系統(tǒng)內(nèi)加裝循環(huán)泵8，以，以增強工質(zhì)循環(huán)流動的推動力。增強工質(zhì)循環(huán)流動的推動力。蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)除蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)除了依靠水與汽水混合物密度

17、了依靠水與汽水混合物密度差外，主要依靠循環(huán)泵。差外，主要依靠循環(huán)泵。l-l-汽包；汽包；2-2-下降管；下降管；3-3-匯集聯(lián)箱；匯集聯(lián)箱；4-4-循環(huán)泵；循環(huán)泵；5-5-循循環(huán)泵出口閥；環(huán)泵出口閥；6-6-循環(huán)泵出水管；循環(huán)泵出水管；7-7-環(huán)形聯(lián)箱（下水環(huán)形聯(lián)箱（下水包）；包）；11-11-后墻延伸水冷壁；后墻延伸水冷壁；12-12-水冷壁出口聯(lián)箱；水冷壁出口聯(lián)箱；13-13-汽水引出管；汽水引出管；14-14-折焰角折焰角 15-15-省煤器再循環(huán)管省煤器再循環(huán)管2. 過程：過程：大直徑大直徑集中下降管集中下降管從汽包從汽包底部引出并與底部引出并與匯集聯(lián)箱匯集聯(lián)箱連接，連接，循環(huán)循環(huán)泵泵

18、通過吸入短管與匯集聯(lián)箱相連，通過吸入短管與匯集聯(lián)箱相連，循環(huán)泵通過出水管與循環(huán)泵通過出水管與環(huán)形下水包環(huán)形下水包（由前、后、左右四側(cè)水包組成）（由前、后、左右四側(cè)水包組成）連接。連接。 經(jīng)由經(jīng)由水冷壁管水冷壁管、上集箱上集箱和和導(dǎo)導(dǎo)汽管汽管，回到，回到汽包汽包。下降管中的水通。下降管中的水通過過匯集聯(lián)箱匯集聯(lián)箱分配到各循環(huán)泵，可均分配到各循環(huán)泵，可均衡循環(huán)泵的入口流量，有利于提高衡循環(huán)泵的入口流量，有利于提高循環(huán)泵運行的可靠性。循環(huán)泵運行的可靠性?？刂蒲h(huán)鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)控制循環(huán)鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)3. 特點：特點：采用采用循環(huán)泵循環(huán)泵使循環(huán)回路能克服較大的流動阻力，使循環(huán)回路能克服較大的流動阻力，因

19、此控制循環(huán)的蒸發(fā)系統(tǒng)有如下特點：因此控制循環(huán)的蒸發(fā)系統(tǒng)有如下特點： 水冷壁可根據(jù)鍋爐形狀自由布置，水冷壁可根據(jù)鍋爐形狀自由布置，不必按吸熱量不同劃不必按吸熱量不同劃分多個回路分多個回路。 可采用可采用小直徑水冷壁管小直徑水冷壁管，節(jié)省金屬耗量；汽包內(nèi)可采用，節(jié)省金屬耗量；汽包內(nèi)可采用更高效的汽水分離器，可減小汽包直徑。更高效的汽水分離器，可減小汽包直徑。 工質(zhì)質(zhì)量流速較高，對管子冷卻條件好，工質(zhì)質(zhì)量流速較高，對管子冷卻條件好，循環(huán)倍率循環(huán)倍率比自比自然循環(huán)小，一般為然循環(huán)小，一般為2 5。循環(huán)穩(wěn)定，不易出現(xiàn)循環(huán)異常，循環(huán)穩(wěn)定，不易出現(xiàn)循環(huán)異常，但可能出現(xiàn)流動不穩(wěn)定、脈動等。但可能出現(xiàn)流動不穩(wěn)定

20、、脈動等。 水冷壁下聯(lián)箱（水冷壁下聯(lián)箱（環(huán)形下水包環(huán)形下水包）內(nèi)可裝置）內(nèi)可裝置節(jié)流圈節(jié)流圈來調(diào)節(jié)各來調(diào)節(jié)各水冷壁管的水流量，減小水冷壁的熱偏差。水冷壁管的水流量，減小水冷壁的熱偏差。 循環(huán)泵制約系統(tǒng)可靠性，并使設(shè)備制造和運行費用增加。循環(huán)泵制約系統(tǒng)可靠性，并使設(shè)備制造和運行費用增加。4. 循環(huán)泵：循環(huán)泵： 泵的葉輪泵的葉輪2和電動機轉(zhuǎn)子和電動機轉(zhuǎn)子5裝在同一主軸裝在同一主軸4上，置于相互上，置于相互連通的密封壓力殼體內(nèi)，泵連通的密封壓力殼體內(nèi)，泵與電動機結(jié)合成一整體，沒與電動機結(jié)合成一整體，沒有普通電動機之間連接的聯(lián)有普通電動機之間連接的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，沒有軸封，從根軸器結(jié)構(gòu)，沒有軸封，從根本上

21、消除了泵泄漏的可能性。本上消除了泵泄漏的可能性。 電動機與泵體由主螺栓和電動機與泵體由主螺栓和法蘭進行聯(lián)接。循環(huán)泵完全法蘭進行聯(lián)接。循環(huán)泵完全懸掛在下降管下端，在鍋爐懸掛在下降管下端，在鍋爐熱態(tài)時可以隨下降管一起向熱態(tài)時可以隨下降管一起向下自由膨脹。下自由膨脹。245五、直流鍋爐蒸發(fā)受熱面：五、直流鍋爐蒸發(fā)受熱面：1. 直流鍋爐工作原理：直流鍋爐工作原理：靠給水泵的壓頭，給水一次通過靠給水泵的壓頭，給水一次通過鍋爐各受熱面產(chǎn)生蒸汽。給水經(jīng)省煤器加熱后，流經(jīng)鍋爐各受熱面產(chǎn)生蒸汽。給水經(jīng)省煤器加熱后，流經(jīng)蒸發(fā)受熱面，在其中全部蒸發(fā)汽化為蒸汽，蒸汽在過蒸發(fā)受熱面，在其中全部蒸發(fā)汽化為蒸汽，蒸汽在過熱

22、器中加熱為過熱蒸汽。因此直流鍋爐循環(huán)倍率熱器中加熱為過熱蒸汽。因此直流鍋爐循環(huán)倍率K=1，并且不存在汽包。并且不存在汽包。2. 特點：沒有汽包特點：沒有汽包，不構(gòu)成循環(huán)不構(gòu)成循環(huán)，工質(zhì)靠水泵壓頭作強，工質(zhì)靠水泵壓頭作強制流動，爐膛水冷壁可自由布置。直流鍋爐水冷壁形制流動，爐膛水冷壁可自由布置。直流鍋爐水冷壁形式主要有式主要有螺旋管圈式螺旋管圈式和和立式管屏式立式管屏式兩種。兩種。1-給水泵給水泵 2-省煤器省煤器 3-水冷壁水冷壁 4-汽水分離器汽水分離器 5-再循環(huán)泵再循環(huán)泵 6-過熱器過熱器直流鍋爐蒸發(fā)受熱面系統(tǒng)直流鍋爐蒸發(fā)受熱面系統(tǒng)在超臨界和超超臨界壓在超臨界和超超臨界壓力下，不存在汽水

23、兩相共存力下，不存在汽水兩相共存現(xiàn)象，水的蒸發(fā)熱為零。但現(xiàn)象，水的蒸發(fā)熱為零。但當(dāng)負(fù)荷變動時現(xiàn)代火電機組當(dāng)負(fù)荷變動時現(xiàn)代火電機組多采用多采用變壓運行變壓運行，即隨負(fù)荷，即隨負(fù)荷降低，鍋爐壓力也降低。當(dāng)降低，鍋爐壓力也降低。當(dāng)鍋爐壓力低于臨界壓力時，鍋爐壓力低于臨界壓力時，出現(xiàn)汽水兩相共存區(qū)，因此出現(xiàn)汽水兩相共存區(qū)，因此在水冷壁和過熱器之間需設(shè)在水冷壁和過熱器之間需設(shè)置置汽水分離器汽水分離器和和再循環(huán)泵再循環(huán)泵。螺旋管圈式水冷壁：螺旋管圈式水冷壁：由若干根水冷壁組成管帶，也可由若干根水冷壁組成管帶，也可焊接為膜式水冷壁，每根管子圍繞四面爐墻焊接為膜式水冷壁，每根管子圍繞四面爐墻傾斜盤旋傾斜盤旋上

24、升上升，無水平段，各管帶均勻分布在爐膛四壁，任一，無水平段，各管帶均勻分布在爐膛四壁，任一高度上管帶的受熱幾乎完全相同。高度上管帶的受熱幾乎完全相同。 管子長度大，管間熱負(fù)荷均勻，管子長度大，管間熱負(fù)荷均勻，熱偏差小熱偏差小。 管內(nèi)工質(zhì)可保證管內(nèi)工質(zhì)可保證較高的質(zhì)量流較高的質(zhì)量流速速，減輕傳熱惡化。，減輕傳熱惡化。 制造和安裝工藝復(fù)雜，支吊困難。制造和安裝工藝復(fù)雜，支吊困難。水泵功耗大。水泵功耗大。適用于超臨界和亞臨界壓力鍋爐。適用于超臨界和亞臨界壓力鍋爐。立式管屏式水冷壁：立式管屏式水冷壁：制造工藝簡單，可借助水冷壁管制造工藝簡單，可借助水冷壁管本身進行支吊，但管間熱偏差大，因此多采用內(nèi)螺紋

25、本身進行支吊，但管間熱偏差大，因此多采用內(nèi)螺紋管并加裝節(jié)流圈。立式管屏式水冷壁可分為一次垂直管并加裝節(jié)流圈。立式管屏式水冷壁可分為一次垂直上升型和多次垂直上升型。上升型和多次垂直上升型。 (a)a. 一次垂直上升型：一次垂直上升型：給水給水一次一次流經(jīng)全部四面流經(jīng)全部四面墻水冷壁管屏，墻水冷壁管屏，沒有下降管沒有下降管，管屏沿高度，管屏沿高度分為上、中和下部三個輻射區(qū)，各區(qū)段之分為上、中和下部三個輻射區(qū)，各區(qū)段之間設(shè)有混合器，用以消除平行管子間的熱間設(shè)有混合器，用以消除平行管子間的熱偏差。偏差。特點：特點：系統(tǒng)簡單，流動阻力??；相系統(tǒng)簡單，流動阻力??；相鄰管間熱偏差相對較??；可采用全懸吊結(jié)鄰管

26、間熱偏差相對較??；可采用全懸吊結(jié)構(gòu)；但負(fù)荷較小時質(zhì)量流速較小，可能造構(gòu)；但負(fù)荷較小時質(zhì)量流速較小，可能造成傳熱惡化?；虿捎眯」軓奖ＷC流速，但成傳熱惡化?；虿捎眯」軓奖ＷC流速，但使水冷壁剛性和承載能力變差。使水冷壁剛性和承載能力變差。節(jié)流圈節(jié)流圈 (a) (b)b. 多次垂直上升型：多次垂直上升型：爐膛下部爐膛下部高熱負(fù)荷區(qū)高熱負(fù)荷區(qū)布置布置多個串聯(lián)回路，爐外加設(shè)多個串聯(lián)回路，爐外加設(shè)下降管下降管，形成多次，形成多次垂直上升管屏?？杀ＷC水冷壁內(nèi)足夠高的工垂直上升管屏?？杀ＷC水冷壁內(nèi)足夠高的工質(zhì)質(zhì)量流速，避免傳熱惡化，管徑也不至過質(zhì)質(zhì)量流速，避免傳熱惡化，管徑也不至過小。在上部較小。在上部較低熱負(fù)

27、荷區(qū)低熱負(fù)荷區(qū)仍采用仍采用一次垂直上一次垂直上升升管屏。管屏。特點：特點：可保證高熱負(fù)荷區(qū)有較高的可保證高熱負(fù)荷區(qū)有較高的質(zhì)量流速，達到充分冷卻的目的；可避免采質(zhì)量流速，達到充分冷卻的目的；可避免采用剛度差的小直徑管；工質(zhì)流程長，系統(tǒng)阻用剛度差的小直徑管；工質(zhì)流程長，系統(tǒng)阻力較大，水泵功耗較大；相鄰兩屏內(nèi)工質(zhì)的力較大，水泵功耗較大；相鄰兩屏內(nèi)工質(zhì)的含汽率不同，管間壁溫差大，使各屏熱膨脹含汽率不同，管間壁溫差大，使各屏熱膨脹不同。應(yīng)盡量不同。應(yīng)盡量減少管屏串聯(lián)的次數(shù)減少管屏串聯(lián)的次數(shù)。下部螺旋管下部螺旋管圈式水冷壁圈式水冷壁上部立式管上部立式管屏式水冷壁屏式水冷壁聯(lián)箱聯(lián)箱連接連接直流鍋爐水冷壁典

28、型布置方式直流鍋爐水冷壁典型布置方式直流鍋爐的爐膛以折焰角部直流鍋爐的爐膛以折焰角部位為大致分界，將水冷壁劃位為大致分界，將水冷壁劃分為下輻射區(qū)和上輻射區(qū)。分為下輻射區(qū)和上輻射區(qū)。上輻射區(qū)上輻射區(qū)內(nèi)溫度水平和熱負(fù)內(nèi)溫度水平和熱負(fù)荷較低，一般采用結(jié)構(gòu)簡單荷較低，一般采用結(jié)構(gòu)簡單的的一次垂直上升型水冷壁一次垂直上升型水冷壁，以便采用全懸吊結(jié)構(gòu)，并且以便采用全懸吊結(jié)構(gòu)，并且熱偏差較小，不會造成膜式熱偏差較小，不會造成膜式水冷壁的損壞。水冷壁的損壞。下輻射區(qū)下輻射區(qū)為為燃燒區(qū)，煙溫水平和熱負(fù)荷燃燒區(qū)，煙溫水平和熱負(fù)荷都很高，多采用都很高，多采用螺旋管圈式螺旋管圈式水冷壁水冷壁，以減小熱偏差保護，以減小

29、熱偏差保護管子。上下輻射區(qū)水冷壁之管子。上下輻射區(qū)水冷壁之間采用間采用聯(lián)箱連接聯(lián)箱連接。蒸蒸 汽汽 的的 凈凈 化化蒸汽品質(zhì)及要求蒸汽品質(zhì)及要求蒸汽污染原因蒸汽污染原因汽水分離及蒸汽清洗裝置汽水分離及蒸汽清洗裝置鍋爐水質(zhì)工況及處理鍋爐水質(zhì)工況及處理鍋筒汽水分離元件的選擇及布置鍋筒汽水分離元件的選擇及布置蒸汽品質(zhì)及要求蒸汽品質(zhì)及要求一、蒸汽污染對熱力設(shè)備的危害一、蒸汽污染對熱力設(shè)備的危害 蒸汽含鹽過多時將嚴(yán)重影響鍋爐和汽輪機等熱力設(shè)備的安全運行。帶有雜質(zhì)的蒸汽進入過熱器內(nèi)，一部分雜質(zhì)就會沉積在管壁上，形成鹽垢，鹽垢會增加管子的流動阻力和管壁傳熱的熱阻，使管壁溫度升高，甚至使管子破裂；另一部分雜質(zhì)

30、仍存在蒸汽中，隨蒸汽進入汽輪機內(nèi)，在汽輪機內(nèi)蒸汽壓力是逐步降低的，因蒸汽壓力降低而使雜質(zhì)析出，沉積在汽輪機的流通部分（噴管、葉片），使流通截面減小或變形，會降低汽輪機的效率，甚至影響汽輪機的出力；同時流動阻力增加，軸向推力和葉片應(yīng)力增大；若轉(zhuǎn)子積鹽不均勻還會引起振動，造成事故。因此要限制蒸汽攜帶的雜質(zhì)量，進行蒸汽凈化。蒸汽品質(zhì)及要求蒸汽品質(zhì)及要求二、蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二、蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 為了保證鍋爐、汽輪機等熱力設(shè)備長期安全經(jīng)濟的運行，我國火力發(fā)電廠水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對蒸汽的含鹽量提出了明確的要求。 表51列出了電廠鍋爐的蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 為防止汽輪機沉積金屬氧化物，對蒸汽中的銅和鐵的含量也做出了相應(yīng)的規(guī)定，

31、見表52。 蒸汽污染原因蒸汽污染原因 進入鍋爐的給水，雖然經(jīng)過爐外水處理，但總含有一定的鹽分。當(dāng)給水進入鍋爐汽包以后，由于在蒸發(fā)受熱面不斷產(chǎn)生蒸汽，在產(chǎn)汽過程中，會使蒸汽攜帶各種化學(xué)雜質(zhì)（如氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、硅酸鹽等）。蒸汽中的雜質(zhì)是從兩個方面帶來的，一是機械攜帶；二是選擇性攜帶。由此可見，鍋爐給水中含有雜質(zhì)是蒸汽被污染的根源，而蒸汽的機械攜帶和選擇性攜帶是蒸汽污染的途徑。一、飽和蒸汽的機械攜帶一、飽和蒸汽的機械攜帶1. 定義：蒸汽中攜帶水滴，而水滴內(nèi)溶解有雜質(zhì)。蒸汽進入過熱器后，水滴被蒸干，鹽類雜質(zhì)一部分就沉積在過熱器的管壁上，一部分懸浮在過熱蒸汽中。2. 蒸汽泡破裂帶水的過

32、程：蒸汽泡破裂帶水的過程：（1）氣泡在水內(nèi)上?。?）氣泡到達水面（3）水膜破裂，形成小水滴（4）氣泡破裂處，液體向中心集中形成波峰，拋出幾個大水滴。3. 蒸汽濕度蒸汽濕度：對于中、低壓鍋爐而言，蒸汽是由于攜帶水滴而含鹽，所以每公斤蒸汽中的鹽量就是每公斤蒸汽所攜帶的水滴中的鹽量。 4. 蒸汽帶水的原因蒸汽帶水的原因 蒸汽中的水滴是氣泡穿出水面時水膜破裂或汽水混合物直接進入鍋筒空間時發(fā)生碰撞而形成的。最初的水滴都具有一定的初速，但在蒸汽流中，水滴與蒸汽間存在相對運動，水滴的動能很快就因摩擦或轉(zhuǎn)換為位能而消耗掉。此時水滴受到三方面力的作用，即蒸汽流對水滴的摩擦力（拉曳力）、水滴本身自重的重力、蒸汽對

33、水滴的浮力。5. 影響蒸汽帶水的主要因素影響蒸汽帶水的主要因素 （1）鍋爐負(fù)荷鍋爐負(fù)荷D（蒸汽產(chǎn)量）的影響：（蒸汽產(chǎn)量）的影響：一方面D增加表示產(chǎn)生汽泡數(shù)目多，汽泡數(shù)目多形成的水滴量就多；另一方面D增加表示蒸汽流速增大，蒸汽流速高使水滴的飛升直徑增大，汽流攜帶的水滴數(shù)就多，從而使蒸汽的濕度增加，即蒸汽帶水量增加。（2）工作壓力的影響：工作壓力的影響：隨工作壓力的增高，對應(yīng)的飽和溫度增大，水分子間的相互引力減小，使水的表面張力減小，水的表面張力減小將導(dǎo)致形成水滴的直徑小。 此外，壓力增高時，蒸汽密度加大，汽水密度差減小，飛升直徑增大。因此，蒸汽帶水量隨壓力增高而增大。 （3）蒸汽空間高度的影響蒸

34、汽空間高度的影響 ：當(dāng)形成的水滴直徑大于飛升直徑時，水滴可以從汽流中落下，但此時需要足夠的分離空間高度，使水滴失去向上的初速度而開始下降。如果空間高度不夠，水滴將來不及從汽流中分離出來，當(dāng)蒸汽在進入鍋筒上方集汽設(shè)備時，蒸汽流速提高，就又會把這些水滴帶走。所以鍋筒要有一定的汽空間高度。（4）鍋水含鹽量的影響：鍋水含鹽量的影響：鍋水含鹽量增加，水的表面張力系數(shù)變小，從而使汽泡直徑變小，再加上液體粘度增加，這將使汽泡上浮速度變慢，引起汽包水位進一步上漲，汽水共騰，使汽空間減小，蒸汽濕度增大。二、飽和蒸汽的選擇性攜帶二、飽和蒸汽的選擇性攜帶定義：定義：某些鹽類雜質(zhì)能直接溶解在蒸汽中，溶解度的大小與蒸汽

35、壓力、鍋水含鹽的成分有關(guān)。隨著壓力增加，溶解能力增大。由于溶解是有選擇性的，因此稱為選擇性攜帶 。分配系數(shù)分配系數(shù) ：表示某種鹽類溶解在蒸汽中的能力。 選擇性攜帶系數(shù)選擇性攜帶系數(shù)Km：對于高壓蒸汽的含鹽量要包括以上兩個部分，因此稱為選擇性攜帶系數(shù)Km。1.高壓蒸汽溶鹽的特點（1）飽和蒸汽和過熱蒸汽都具有溶解鹽分的能力；（2）隨著壓力的提高，蒸汽溶解鹽分的能力增強；（3）高壓蒸汽的溶鹽具有選擇性2. 硅酸在蒸汽中的溶解特性（1）溶解度最大（2）以分子形式溶解在蒸汽中 3. 硅酸對于高壓鍋爐的危害 鹽分沉積在流通通道內(nèi)，減小流通面積，增加摩擦汽水分離及蒸汽清洗裝置汽水分離及蒸汽清洗裝置一、汽水分

36、離裝置的設(shè)計原則一、汽水分離裝置的設(shè)計原則 （1）應(yīng)盡可能避免鍋筒蒸發(fā)面和汽空間的局部負(fù)荷增高，使蒸汽均勻穿過水面和引出。（2）削弱進入鍋筒的汽水混合物的動能，緩和它對水面的沖擊。（3）使汽水混合物具有急轉(zhuǎn)多折的流動路線，以充分利用離心力和慣性力的分離作用。此外，應(yīng)注意及時把分離下來的水導(dǎo)走，以避免再次被蒸汽攜帶。（4）創(chuàng)造大量的水膜表面積，以粘附更多的水滴。（5）阻力不能過大。（6）便于制造、安裝和檢修。 二、汽水分離裝置二、汽水分離裝置1、一次分離元件：任務(wù)：消除進入鍋筒的汽水混合物的動能，并把蒸汽和水初步分開包括：旋風(fēng)分離器、擋板、立式節(jié)流板、水下孔板、集汽管、蝸殼式分離器。 2、二次分

37、離元件：任務(wù)：把蒸汽中攜帶的細(xì)小水滴分離出來，并把蒸汽從鍋筒上部均勻引出。包括：波形板分離器、鋼絲網(wǎng)分離器、勻汽孔板。3、旋風(fēng)分離器 a、原理：旋風(fēng)分離器是由2-3mm厚的鋼板制成的圓筒。汽水混合物從進口蝸殼以切線方向進入旋風(fēng)分離器，靠離心力的作用將水滴拋向筒壁，使汽與水分離，然后在旋風(fēng)筒內(nèi)受重力作用，蒸汽從頂部裝有波形板分離器的頂帽進入鍋筒的蒸汽空間，水則由下部進入水空間。 b、優(yōu)點： （1）利用汽水混合物的進口動能，在圓筒中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力比重力大得多，分離效果好 （2）避免沖擊現(xiàn)象產(chǎn)生 （3）蒸汽不從鍋筒的水容積中通過，鍋水濃度對蒸汽品質(zhì)影響較小，能在鍋水濃度較高的條件下工作。 （4）蒸

38、汽負(fù)荷分布比較均勻。汽水混合物的進口速度5-8m/s，阻力損失為5000-20000Pa。 4、波形板分離器：通常用作二次分離元件。與旋風(fēng)分離器配合使用時，放在分離器的頂部；與擋板等配合使用時，單獨放在鍋筒上部蒸汽引出口之前。由許多波形板組成，蒸汽沿波形板作曲線運動，在流道方向改變時，汽流中的水滴受慣性力作用撞到波形板上，逐漸形成水膜，水膜靠重力作用沿波形板作曲線下落運動。特點：（1）有慣性分離，又有膜式粘附作用。（2）水平式分離器只適用于低蒸汽流速。（3）立式分離器分離效果更好。5、擋板：能夠消除汽水混合物的動能，并將汽水混合物初步分離。作為一次分離元件。有入口擋板和縫隙擋板。6、立式節(jié)流板

39、：孔板、弧形罩和封板組成。利用孔板的節(jié)流阻力，迫使汽流沿鍋筒長度均勻分配，達到均勻蒸汽速度的目的，防止局部地區(qū)蒸汽流速高而帶走水滴。小孔后有弧形罩迫使汽流兩次轉(zhuǎn)彎然后流向鍋筒汽空間，利用慣性作用使水滴分離?？梢耘c入口擋板聯(lián)合使用，也可以與水下孔板聯(lián)合使用。 7、水下孔板：布置在水空間的平孔板，利用小孔的節(jié)流作用，使蒸汽在孔板下形成汽墊，使蒸汽氣泡均勻地溢出水面。同時水下孔板也能消除汽水混合物的動能。8、鋼絲網(wǎng)分離器：多數(shù)用于二次分離元件。由細(xì)金屬絲編織成絲網(wǎng)，將多層絲網(wǎng)組合在一起即成鋼絲網(wǎng)分離器。當(dāng)汽流通過絲網(wǎng)時，汽流中的細(xì)小水滴粘附在網(wǎng)上，達到汽水分離的目的。 9、勻汽孔板：安裝在鍋筒頂部蒸

40、汽出口處，其作用原理與水下孔板相同，也是利用小孔的節(jié)流作用，使蒸汽沿鍋筒長度分布均勻，避免局部蒸汽流速高，帶水滴多。板上小孔直徑為5-6 mm，小孔中蒸汽流速，中壓取8-10 m/s；高壓取6-8 m/s。 三、三、 蒸汽清洗裝置蒸汽清洗裝置1. 任務(wù)：降低蒸汽中的溶鹽，尤其是降低蒸汽中溶解的硅酸，以改善蒸汽的品質(zhì)。2. 原理：用給水清除已溶解在蒸汽中的鹽類，即減少蒸汽的選擇性攜帶。當(dāng)蒸汽從小孔中穿過進入水層，該水層由清潔的給水組成，含鹽量很少。當(dāng)蒸汽與水層接觸時，已溶解在蒸汽中的一部分鹽類會轉(zhuǎn)溶于給水中，這樣可以減少蒸汽中溶解的鹽。3. 清洗裝置：要能使給水與蒸汽充分直接接觸，并具有一定的接

41、觸時間。目前多采用平板起泡穿層裝置。主要設(shè)計參數(shù)：蒸汽穿孔速度為1.3-1.6m/s,平板厚度2-3mm，孔徑5-6mm。4. 影響清洗效果的因素：清洗水量、清洗水品質(zhì)、水層的厚度、清洗前蒸汽的含鹽量和蒸汽流速等。鍋爐水質(zhì)工況及處理鍋爐水質(zhì)工況及處理一、鍋水工況及處理一、鍋水工況及處理1.鍋水品質(zhì)及對鍋爐工作的影響 鍋水品質(zhì)通常是指單位容積（或質(zhì)量）的鍋水含有的鹽量。鍋水含鹽量增加會使蒸汽含鹽量按比例增加。汽水共騰現(xiàn)象：汽水共騰現(xiàn)象：鍋水含鹽量增加會引起鍋水起泡沫，水位膨脹，泡沫層使鍋筒內(nèi)的蒸汽空間減少；同時泡沫使蒸汽和水滴難以分離，因而使蒸汽的濕度增加。 二、鍋爐排污二、鍋爐排污 排污是控制

42、鍋水含鹽量、改善蒸汽品質(zhì)的重要途徑之一。排污就是把一部分鍋水排掉，以便保證鍋水中的含鹽量和水渣在規(guī)定的范圍內(nèi)，以改善蒸汽品質(zhì)并防止水冷壁結(jié)水垢和受熱面腐蝕 。 排污可分為連續(xù)排污和定期排污兩種。 三、給水品質(zhì)及處理1. 給水品質(zhì) 給水含鹽量將影響鍋水含鹽量，進而影響蒸汽含鹽量，因此應(yīng)采取辦法保證鍋爐給水的品質(zhì)。 2.給水處理（1）中壓鍋爐：一般以化學(xué)軟水作為補給水，采用自制冷凝水的減溫方式或采用面式減溫器。 （2）高壓鍋筒鍋爐：用于凝汽式電廠，以化學(xué)除鹽水、蒸餾水、凝結(jié)水作為補給水，一般采用直接噴水減溫方式；用于熱電廠，一般以化學(xué)除鹽水作為補給水，如補給水量大，也可采用化學(xué)軟水作為補給水，采用

43、自制冷凝水的減溫方式。 （3）超高壓鍋爐：用于凝汽式電廠，以化學(xué)除鹽水、凝結(jié)水作為補給水，一般采用直接噴水減溫方式。 鍋筒汽水分離元件的選擇及布置鍋筒汽水分離元件的選擇及布置一、選擇原則：1、低參數(shù)鍋爐：產(chǎn)生的蒸汽常直接用于工藝過程，可采用簡單的分離元件-擋板、水下孔板、集汽管、蝸殼式分離器。2、中參數(shù)鍋爐：基本上用于電站鍋爐，可采用旋風(fēng)分離器、擋板、波形板分離器、鋼絲網(wǎng)分離器、勻汽孔板3、高參數(shù)鍋爐：可采用旋風(fēng)分離器、擋板、波形板分離器、鋼絲網(wǎng)分離器、勻汽孔板和蒸汽清洗裝置。 思考題：思考題：1、名詞解釋：機械攜帶、選擇性攜帶2、某蒸汽鍋爐過熱器爆管，試分析其產(chǎn)生的原因？3、蒸汽帶水的影響因

44、素有哪些?v 一、過熱器和再熱器的作用與型式：一、過熱器和再熱器的作用與型式：隨著鍋爐參數(shù)的提高，蒸汽過熱及再熱熱量的比例隨著鍋爐參數(shù)的提高，蒸汽過熱及再熱熱量的比例不斷提高，因此須采用大量的過熱器和再熱器。不斷提高，因此須采用大量的過熱器和再熱器。1. 作用：作用：過熱器過熱器是將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱至額定參數(shù)的是將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱至額定參數(shù)的過熱蒸汽過熱蒸汽。再熱器再熱器是將汽輪機高壓缸排汽加熱到與是將汽輪機高壓缸排汽加熱到與過熱蒸汽溫度相等（或相近）的再熱溫度，然后送過熱蒸汽溫度相等（或相近）的再熱溫度，然后送至中低壓缸中作功。至中低壓缸中作功。調(diào)節(jié)蒸汽溫度調(diào)節(jié)蒸汽溫度。當(dāng)鍋爐負(fù)

45、荷、煤種等運行工況變化。當(dāng)鍋爐負(fù)荷、煤種等運行工況變化時，保持出口蒸汽溫度在額定溫度的時，保持出口蒸汽溫度在額定溫度的-105范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。再熱循環(huán)再熱循環(huán)T-S圖圖再熱循環(huán)的使用，不但可再熱循環(huán)的使用，不但可以提高循環(huán)的熱效率，而以提高循環(huán)的熱效率，而且可以使汽輪機排汽濕度且可以使汽輪機排汽濕度控制在允許范圍內(nèi)。控制在允許范圍內(nèi)。但再熱器系統(tǒng)阻力會使蒸但再熱器系統(tǒng)阻力會使蒸汽在汽輪機內(nèi)的作功能力汽在汽輪機內(nèi)的作功能力下降，因此再熱系統(tǒng)力求下降，因此再熱系統(tǒng)力求簡單，整個再熱器的壓降簡單，整個再熱器的壓降不高于不高于0.2MPa。2. 工作特點：工作特點：外部煙溫高，內(nèi)部汽溫高，冷卻條件差，

46、安全裕度小。外部煙溫高，內(nèi)部汽溫高，冷卻條件差，安全裕度小。過熱器和再熱器外部煙氣溫度很高，過熱器和再熱器外部煙氣溫度很高，6001400，越，越靠近爐膛煙溫越高?？拷鼱t膛煙溫越高。過熱器再熱器內(nèi)的蒸汽溫度也很高，可達過熱器再熱器內(nèi)的蒸汽溫度也很高，可達540以上。以上。管壁冷卻條件差。蒸汽密度比水小，尤其是再熱蒸汽管壁冷卻條件差。蒸汽密度比水小，尤其是再熱蒸汽密度更小，因此蒸汽與管壁之間對流放熱系數(shù)小，蒸密度更小，因此蒸汽與管壁之間對流放熱系數(shù)小，蒸汽對管壁的冷卻能力差。為了保證冷卻，避免超溫爆汽對管壁的冷卻能力差。為了保證冷卻，避免超溫爆管，須提高管內(nèi)蒸汽流速。但提高流速會增大壓降，管，須

47、提高管內(nèi)蒸汽流速。但提高流速會增大壓降，使蒸汽作功能力下降。因此使蒸汽作功能力下降。因此管內(nèi)蒸汽流速須綜合考慮管內(nèi)蒸汽流速須綜合考慮管壁冷卻和壓降兩個因素。管壁冷卻和壓降兩個因素。管壁溫度很高，特別是管壁溫度很高，特別是末端部分壁溫最高末端部分壁溫最高，為了盡量，為了盡量降低金屬材料成本，管子的工作溫度都接近于允許使降低金屬材料成本，管子的工作溫度都接近于允許使用溫度的極限值，金屬安全裕度很小。用溫度的極限值，金屬安全裕度很小。在過熱器和再熱器設(shè)計運行中，須注意：在過熱器和再熱器設(shè)計運行中，須注意：應(yīng)保持汽溫穩(wěn)定，汽溫波動不超過額定溫度的應(yīng)保持汽溫穩(wěn)定，汽溫波動不超過額定溫度的-105。過熱器

48、和再熱器要有可靠的調(diào)溫手段，使運行工況在一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。定范圍內(nèi)變化時能維持額定的汽溫。盡量減少平行管子之間的熱偏差。盡量減少平行管子之間的熱偏差。3. 過熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)型式：過熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)型式：按傳熱方式，過熱器和再熱器可分為按傳熱方式，過熱器和再熱器可分為對流式、輻射式、對流式、輻射式、半輻射式半輻射式。大型電站鍋爐多采用三種串級布置。大型電站鍋爐多采用三種串級布置。（1）對流式：）對流式：布置在鍋爐對流煙道內(nèi)，主要吸收煙氣對布置在鍋爐對流煙道內(nèi)，主要吸收煙氣對流熱的過熱器和再熱器。按不同的分類方式，可分為：流熱的

49、過熱器和再熱器。按不同的分類方式，可分為：逆流：逆流：傳熱溫壓大，傳熱效果好，節(jié)約受熱面面積，金傳熱溫壓大，傳熱效果好，節(jié)約受熱面面積，金屬耗量少。但高溫蒸汽出口管段恰好位于高溫?zé)煔鈪^(qū)，屬耗量少。但高溫蒸汽出口管段恰好位于高溫?zé)煔鈪^(qū)，管子出口端壁溫高。管子出口端壁溫高。逆流布置多用于低溫級或進口段。逆流布置多用于低溫級或進口段。順流：順流：傳熱溫壓小，傳熱效果較差，受熱面積大，金屬傳熱溫壓小，傳熱效果較差，受熱面積大，金屬耗量多，但高溫蒸汽出口管段煙氣溫度較低，利于管子耗量多，但高溫蒸汽出口管段煙氣溫度較低，利于管子出口端壁面冷卻。出口端壁面冷卻。順流布置多用于高溫級或出口段。順流布置多用于高

50、溫級或出口段?；旌狭鳎夯旌狭鳎合认冉?jīng)經(jīng)逆流逆流傳熱段，傳熱段，再再經(jīng)經(jīng)順流順流傳熱段，折中布置。傳熱段，折中布置。根據(jù)煙氣和管內(nèi)蒸汽的相對流向：根據(jù)煙氣和管內(nèi)蒸汽的相對流向：按管子的布置方式：按管子的布置方式：立式：立式：布置在水平煙道內(nèi)，支吊布置在水平煙道內(nèi)，支吊簡單，不易積灰，不利疏水。簡單，不易積灰，不利疏水。臥式：臥式：布置在尾部豎井中，支吊布置在尾部豎井中，支吊復(fù)雜，多采用有工質(zhì)冷卻的受熱復(fù)雜，多采用有工質(zhì)冷卻的受熱面管子作為懸吊管，便于疏水。面管子作為懸吊管，便于疏水。按管子的排列方式：按管子的排列方式：順列：順列：傳熱差，金屬耗量傳熱差，金屬耗量大，易清灰，高溫?zé)焻^(qū)。大，易清灰，

51、高溫?zé)焻^(qū)。錯列：錯列：傳熱好，不易清灰，傳熱好，不易清灰，尾部煙道。尾部煙道。順列順列 錯列錯列s1s2蒸汽與煙氣流速的選擇：蒸汽與煙氣流速的選擇：蒸汽流速：蒸汽流速：必須保證過熱器和再熱器管子金屬的可靠必須保證過熱器和再熱器管子金屬的可靠冷卻，并且要控制整個過熱器或再熱器的壓降，一般冷卻，并且要控制整個過熱器或再熱器的壓降，一般過熱器不應(yīng)超過其工作壓力的過熱器不應(yīng)超過其工作壓力的10%，再熱器一般不應(yīng)，再熱器一般不應(yīng)超過超過0.2MPa。煙氣流速：煙氣流速：應(yīng)綜合考慮傳熱效果、管子的磨損和積灰應(yīng)綜合考慮傳熱效果、管子的磨損和積灰情況。煙氣流速過高，傳熱效果較好，但管子的磨損情況。煙氣流速過高

52、，傳熱效果較好，但管子的磨損嚴(yán)重；煙速過低，傳熱效果差，且導(dǎo)致管子嚴(yán)重積灰。嚴(yán)重；煙速過低，傳熱效果差，且導(dǎo)致管子嚴(yán)重積灰。煙溫高時，灰粒較軟，對受熱面磨損小，煙速可高一煙溫高時，灰粒較軟，對受熱面磨損小，煙速可高一些；煙溫低時，灰粒變硬，磨損加劇，煙速不可過高。些；煙溫低時，灰粒變硬，磨損加劇，煙速不可過高。蛇形管的結(jié)構(gòu)蛇形管的結(jié)構(gòu)單管圈單管圈 雙管圈雙管圈 多管圈多管圈過熱器的蛇形管可以做成單管圈、雙管圈或多管過熱器的蛇形管可以做成單管圈、雙管圈或多管圈，這圈，這與鍋爐的容量和管內(nèi)必須維持的蒸汽流速有關(guān)與鍋爐的容量和管內(nèi)必須維持的蒸汽流速有關(guān)。在煙氣通路截面不變并保持煙氣流速的情況下，可通

53、在煙氣通路截面不變并保持煙氣流速的情況下，可通過改變管圈數(shù)目來改變蒸汽速度。如由單管圈變?yōu)殡p過改變管圈數(shù)目來改變蒸汽速度。如由單管圈變?yōu)殡p管圈，蒸汽通路截面積增大一倍，蒸汽速度降為原來管圈，蒸汽通路截面積增大一倍，蒸汽速度降為原來的一半，而過熱器若順列布置，則管圈的增加不影響的一半，而過熱器若順列布置，則管圈的增加不影響煙氣通路截面和煙氣流速。煙氣通路截面和煙氣流速。（2）半輻射式：）半輻射式：布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處，既布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處，既接收爐內(nèi)的直接輻射熱，又吸收煙氣的對流熱的受熱面。接收爐內(nèi)的直接輻射熱，又吸收煙氣的對流熱的受熱面。通常也稱通常也稱屏式屏式過熱器過熱

54、器/再熱器。屏式過熱器可分為前屏再熱器。屏式過熱器可分為前屏過熱器和后屏過熱器。過熱器和后屏過熱器。前屏過熱器：前屏過熱器：布置在爐膛上部，布置在爐膛上部，節(jié)距較大節(jié)距較大。作用：降低爐膛出口煙溫，減少煙氣擾動作用：降低爐膛出口煙溫，減少煙氣擾動和旋轉(zhuǎn)，降低沿?zé)煹缹挾鹊臒崞?，改善和旋轉(zhuǎn)，降低沿?zé)煹缹挾鹊臒崞?，改善過熱蒸汽或再熱蒸汽的汽溫特性。也稱分過熱蒸汽或再熱蒸汽的汽溫特性。也稱分隔屏。隔屏。后屏過熱器：后屏過熱器：布置在爐膛出口，布置在爐膛出口，節(jié)距較小節(jié)距較小。作用：有效降低進入密集的對流受熱面的作用：有效降低進入密集的對流受熱面的煙氣溫度，防止對流受熱面結(jié)渣。煙氣溫度，防止對流受熱

55、面結(jié)渣。屏式受熱面的結(jié)構(gòu)：屏式受熱面的結(jié)構(gòu)：由焊在聯(lián)箱上的許多由焊在聯(lián)箱上的許多U形管緊密排列成管屏組成的。形管緊密排列成管屏組成的。管屏懸掛在爐頂梁上，受熱后能向下自由膨脹，為了管屏懸掛在爐頂梁上，受熱后能向下自由膨脹，為了增加屏的剛性，保持屏平面平整，保持各屏之間的節(jié)增加屏的剛性，保持屏平面平整，保持各屏之間的節(jié)距，管屏用自身的管子作為夾持管，將管屏夾緊。距，管屏用自身的管子作為夾持管，將管屏夾緊。注意：注意：屏平面與煙氣流向平行屏平面與煙氣流向平行。屏式受熱面的熱偏差：屏式受熱面的熱偏差：屏式受熱面所處煙溫較高，可達屏式受熱面所處煙溫較高，可達1200，平行管子接，平行管子接觸到的煙氣溫

56、度有明顯差別，接受的爐內(nèi)輻射熱也不觸到的煙氣溫度有明顯差別，接受的爐內(nèi)輻射熱也不同，造成平行管之間的吸熱偏差較大。同時，屏式受同，造成平行管之間的吸熱偏差較大。同時，屏式受熱面內(nèi)外圈管子間的管長相差很大，導(dǎo)致蒸汽流量不熱面內(nèi)外圈管子間的管長相差很大，導(dǎo)致蒸汽流量不同，因此屏式受熱面各平行管之間熱偏差可高達同，因此屏式受熱面各平行管之間熱偏差可高達80 90。為了保證受熱面安全運行，屏式受熱面多作為。為了保證受熱面安全運行，屏式受熱面多作為低溫受熱面低溫受熱面，且采用較高的質(zhì)量流速，使管壁得到冷，且采用較高的質(zhì)量流速，使管壁得到冷卻。屏的卻。屏的最外圍最外圍U形管工質(zhì)行程長，又受高溫?zé)煔庵毙喂芄?/p>

57、質(zhì)行程長，又受高溫?zé)煔庵苯記_刷，接受爐膛輻射熱最多，壁溫最高。尤其是接沖刷，接受爐膛輻射熱最多，壁溫最高。尤其是底底部部，多采用比其他部分高一級的鋼材制造。，多采用比其他部分高一級的鋼材制造。屏式過熱器防止外圈管子超溫的改進措施屏式過熱器防止外圈管子超溫的改進措施（a） （b） （c） （d）（a）外圈兩管子截短）外圈兩管子截短（b）外圈管子短路）外圈管子短路（c）內(nèi)外圈管子交叉）內(nèi)外圈管子交叉（d）外圈管子短路與內(nèi)外圈管子交叉）外圈管子短路與內(nèi)外圈管子交叉（3）輻射式：）輻射式：布置在爐內(nèi)壁面上直接吸收爐膛輻射熱的布置在爐內(nèi)壁面上直接吸收爐膛輻射熱的過熱器，一般是指布置在直流鍋爐的上輻射區(qū)的

58、過熱器。過熱器，一般是指布置在直流鍋爐的上輻射區(qū)的過熱器。由于直接受到火焰的高溫輻射，為避免輻射式過熱器的由于直接受到火焰的高溫輻射，為避免輻射式過熱器的管壁溫度過高，多將其作為過熱器的管壁溫度過高，多將其作為過熱器的低溫級低溫級使用，并保使用，并保持較高的質(zhì)量流速，保證其冷卻條件。持較高的質(zhì)量流速，保證其冷卻條件。（4）頂棚和包覆過熱器）頂棚和包覆過熱器（附加受熱面）：（附加受熱面）：頂棚過熱器：頂棚過熱器：布置在布置在爐膛頂部爐膛頂部的膜式受熱面，一般懸吊的膜式受熱面，一般懸吊在鋼梁上。吸熱量不大，主要在鋼梁上。吸熱量不大，主要用于用于支承爐頂?shù)哪突鸩牧现С袪t頂?shù)哪突鸩牧虾捅夭牧希⒈３?/p>

59、鍋爐的嚴(yán)密性。和保溫材料，并保持鍋爐的嚴(yán)密性。包覆過熱器：包覆過熱器：布置在布置在水平煙道和尾部豎井水平煙道和尾部豎井的壁面上的膜的壁面上的膜式受熱面，類似水冷壁。煙氣溫度較低，且僅受煙氣單式受熱面，類似水冷壁。煙氣溫度較低，且僅受煙氣單面沖刷，煙速也低，因此吸熱量少，主要面沖刷，煙速也低，因此吸熱量少，主要作用作用是形成煙是形成煙道壁面，提高鍋爐嚴(yán)密性，減少煙道漏風(fēng)。道壁面，提高鍋爐嚴(yán)密性，減少煙道漏風(fēng)。二、過熱器和再熱器的汽溫調(diào)節(jié)：二、過熱器和再熱器的汽溫調(diào)節(jié)：汽溫調(diào)節(jié)的重要性：汽溫調(diào)節(jié)的重要性：a. 汽溫過高：汽溫過高：鍋爐受熱面及蒸汽管道材料的蠕變速度鍋爐受熱面及蒸汽管道材料的蠕變速度

60、，使用壽命使用壽命，若受熱面嚴(yán)重超溫甚至導(dǎo)致爆管。汽輪機，若受熱面嚴(yán)重超溫甚至導(dǎo)致爆管。汽輪機某些部件也會受到影響。某些部件也會受到影響。b. 汽溫過低：汽溫過低：機組熱效率機組熱效率，汽輪機末幾級葉片的蒸汽濕，汽輪機末幾級葉片的蒸汽濕度度，汽輪機效率，汽輪機效率，葉片侵蝕，葉片侵蝕。c. 汽溫變化過大：汽溫變化過大：金屬疲勞損壞，引起汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸金屬疲勞損壞，引起汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸之間的相對脹差變化，增大振動。之間的相對脹差變化，增大振動。 要求：要求：過熱器過熱器5，再熱器再熱器 -10 +5。1. 汽溫特性：汽溫特性：過熱器或再熱器出口過熱器或再熱器出口蒸汽溫度蒸汽溫度與與鍋爐負(fù)荷鍋爐