鍋爐07過熱器和再熱器分解課件

1、鍋 爐主講：趙 斌 教授河北理工大學本科優(yōu)秀課程第七章 過熱器和再熱器 過熱器和再熱器的作用和工作特點 過熱器和再熱器的型式和結構及其汽溫 特性 熱偏差 運行中影響汽溫的因素 蒸汽溫度的調節(jié)方法 過熱器和再熱器運行中的若干問題 管子壁溫計算第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點1 過熱器、再熱器的作用圖1 再熱循環(huán) 過熱器和再熱器是鍋爐重要受熱面，設計中規(guī)定了燃料、給水、送風和各種熱損失等額定參數(shù)。但是實際運行中由于存在各種擾動，不能獲得設計預定的工況，蒸汽參數(shù)將發(fā)生變化。第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點重要性第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點 內擾：擾動由于鍋爐設備本身的工作條件

2、變化引起，如受熱面積灰、結渣、 煙道漏風等。 外擾：由鍋爐外部條件引起，如用戶對爐 負荷需要的變化等。 提高機組循環(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。第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點1 過熱器、再熱器的作用第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點 保證汽輪機的安全運行 若不過熱，相當于卡諾循環(huán)，采用飽和蒸汽，濕度大，不能滿足汽輪機的要求。 過熱器與再熱器為電站鍋爐的主要受熱面。1 過熱器、再熱器的作用 工質溫度高、傳熱性能差，處于高 溫煙氣段，金屬壁溫高，達到金屬使用極限。 再熱器受熱面工作條件更差中壓蒸汽放熱系數(shù)

3、比高壓蒸汽?。?/5），導致管壁金屬溫度高。第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點2 過熱器和再熱器的工作特點第一節(jié) 過熱器和再熱器的作用和工作特點中壓蒸汽比熱小，對熱偏差更加敏感；阻力損失要求嚴格；起動中及汽輪機甩負荷時的保護問題；2 過熱器和再熱器的工作特點第二節(jié) 過熱器和再熱器的型式和結構 及其汽溫特性圖2 鍋爐結構水平煙道：立式，支吊簡單，不易積灰 不利疏水尾部豎井：臥式，懸吊管，易積灰 利于疏水低溫過熱器、高溫過熱器;低溫再熱器、高溫再熱器第二節(jié) 過熱器和再熱器的型式和結構 及其汽溫特性1 對流式受熱面 高溫段：順流或混合流；低溫段：逆流3前墻、側墻的上部：縮短或遮蓋水冷壁頂棚；較高

4、的質量流速第二節(jié) 過熱器和再熱器的型式和結構 及其汽溫特性2 輻射式受熱面前屏（分隔屏過熱器）后屏過熱器后屏再熱器1） 吸收了相當部分的熱量，降低了爐膛出口煙氣溫度，解決了大容量鍋爐爐壁面積相對較小，布置輻射受熱面太少的困難2） 屏間節(jié)距大，較稀疏3） 切割氣流消旋第二節(jié) 過熱器和再熱器的型式和結構 及其汽溫特性3 半輻射式受熱面外圈U形管：工質行程長、阻力大、流量 小，又受到高溫煙氣直接沖刷第二節(jié) 過熱器和再熱器的型式和結構 及其汽溫特性在水平煙道或豎井，像布置水冷壁那樣布置過熱器煙氣單面沖刷蒸汽溫度低（來自爐頂過熱器或直接來自汽包）管壁溫度低散熱損失小輸送作用送至低過4 包覆管過熱器45圖

5、2-1256鍋爐負荷變化時，過熱器與再熱器出口蒸汽溫度跟隨變化的規(guī)律。（負荷汽溫影響）第二節(jié) 過熱器和再熱器的型式和結構 及其汽溫特性汽溫特性7第三節(jié) 熱偏差 過熱器、再熱器是由許多并列管子組成 的。管組中各根管子的結構尺寸、內部阻力系數(shù)和熱負荷各不相同。 因此，每根管子中的蒸汽焓增i也就不同，即熱偏差 1 概念第三節(jié) 熱偏差屏間熱偏差同屏熱偏差吸熱不均(煙氣側)流量不均(蒸汽側) 2 表現(xiàn) 3 原因溫度場不均速度場不均鍋爐爐膛中煙氣溫度場和速度場本身的不均勻性四角切圓燃燒鍋爐爐膛出口氣流的殘余寬度方向的煙溫、煙速不均分隔屏消旋；消旋風； 一、二次風反切；第三節(jié) 熱偏差 吸熱不均(煙氣側)煙速

6、 煙溫3) 運行操作不正常引起四角不均火焰偏斜爐上部的煤粉再燃燒 水冷壁結渣延續(xù)4) 節(jié)距不均勻：大節(jié)距處煙氣走廊5) 過熱器和再熱器的結渣、積灰自身吸熱減少，煙溫升高第三節(jié) 熱偏差結構連接方式引起流量不均(蒸汽側)910受熱面分級布置，并采用大直徑的中間 混合聯(lián)箱合理布置寬度方向屏間節(jié)距，防止運行中擺動聯(lián)箱連接管左右交叉裝置減小左右偏差采用合理的蒸汽引入引出方式第三節(jié) 熱偏差減少熱偏差的措施第三節(jié) 熱偏差根據(jù)熱負荷采用不同管徑、壁厚的管圈加裝節(jié)流圈消除流量不均強制循環(huán)、直流爐常用利用流量不均來消除吸熱不均屏過外圈U形管：大管徑或縮短管圈第四節(jié) 運行中影響氣溫的因素輻射式過熱器1對流式過熱器2

7、遠離爐膛3屏式過熱器1 2之間隨負荷變化小再熱器與過熱器相近，對流式加劇，輻射式變緩。定壓運行 1 鍋爐負荷的影響11第四節(jié) 運行中影響氣溫的因素過量空氣系數(shù) 溫度水平 輻射熱輻射過熱器汽溫過量空氣系數(shù) 煙氣量對流熱 對流過熱器汽溫 2 過量空氣系數(shù)第四節(jié) 運行中影響氣溫的因素 高加停運給水溫度 保持負荷 燃料量 煙氣量 爐出口煙溫 過熱汽溫與再熱汽溫 給水溫度太低時，應降低負荷，以保證過熱器的安全 3 給水溫度 著火早晚火焰中心 水分煙氣量及火焰溫度：對流式和輻射式不同 煤質 煤粉細度 燃燒器的不同投運層次。 擺動式燃燒器的傾角上移 汽溫 第四節(jié) 運行中影響氣溫的因素 4 燃料性質5 火焰中

8、心位置 水冷壁結渣、積灰爐出口煙溫 汽溫 過熱器、再熱器自身結渣積灰 汽溫 進行蒸汽吹灰或定期排污開放，相當于負荷增加，其影響與負荷變化相似，只是影響小。第四節(jié) 運行中影響氣溫的因素 6 受熱面的污染情況 7 鍋爐吹灰與排污的影響第五節(jié) 蒸汽溫度的調節(jié)方法給水減溫水多級布置，一般兩級：一級：屏過前，噴水量大，粗調，保護作用二級：末級高過前，噴水量小，細調噴水量：鍋爐容量3%-5% 1 噴水減溫過熱器噴水 直接取給水泵出口再熱器噴水 給水泵中間級抽取(壓力低)噴水減溫只能降溫： 所以，低負荷時達到額定溫度，高負荷時投入減溫器。第五節(jié) 蒸汽溫度的調節(jié)方法第五節(jié) 蒸汽溫度的調節(jié)方法為什么，再熱器一般

9、不采用噴水減溫 噴入的水轉化成的蒸汽，只在中、低壓缸中作功，猶如附加了一個中壓循環(huán)系統(tǒng)，而中壓循環(huán)的效率低，從而使整個系統(tǒng)效率降低。？ 2 分隔煙道擋板12額定負荷，擋板全開，各50%負荷降低時，關小過熱器側擋板，維持再熱汽溫圖13 煙風擋板開度隨鍋爐負荷變化關系A：低負荷，再熱汽溫偏低，只在額定負荷維持額定汽溫B：70%-100%負荷，再熱器可維持額定汽溫 過熱器比A降低，但仍然高，用噴水減溫14 從低溫煙道，抽部分250-350 煙氣，送到爐膛底部。多用于燃油鍋爐再熱汽溫的調節(jié)，也用于污染物控制。第五節(jié) 蒸汽溫度的調節(jié)方法 3 煙氣再循環(huán) 4 改變火焰中心位置 5 爐底注入熱風1 噴水減溫

10、器圖15 噴水減溫其結構優(yōu)點：慣性小，調節(jié)靈敏，易自動化，應用最 廣，但對水質要求高；給水：直接來自給水泵出口；設計給水量：5%8%蒸發(fā)量；汽溫下降：5060；用途：用于過熱器，一般不用于再熱器；數(shù)量：2個，第1個屏前，粗調；第2個高溫對流過 熱器前，細調； 1 噴水減溫器2 汽汽熱交換器16原理：過熱蒸汽加熱再熱蒸汽；（適用于大 鍋爐）優(yōu)點：非接觸式，對水無要求，慣性尚小， 金屬耗量??；用途：用于再熱器；缺點：管道連接系統(tǒng)復雜，制造工藝要求 高，鍋爐氣密性降低；形式：爐內，爐外/管式，筒式；2 汽汽熱交換器3 面式減溫器 17原理：水在管中流，蒸在外面流，水冷卻蒸 汽；優(yōu)點：非接觸式，對水無

11、要求，慣性一般；冷卻水：給水40-60%，用完送至省煤器；汽溫下降：4050；用途：中壓鍋爐過熱器再熱器；缺點：不靈敏，惰性大；3 面式減溫器 4 煙氣再循環(huán)17原理：用再循環(huán)風機將部分低溫煙氣（250- 350度）送入爐內，以調節(jié)蒸汽溫度；優(yōu)點：調節(jié)靈敏，幅度大；汽溫變化：2(1%再循環(huán)煙氣量)；送入點：冷灰斗、爐膛上部；用途：一般油爐再熱器；缺點：爐內溫度下降，增大燃燒損失，增加 飛灰磨損和受熱面積灰；4 煙氣再循環(huán)5 火焰中心位置18原理：改變爐膛火焰中心位置來改變爐膛 出口煙溫，達到調節(jié)蒸汽溫；優(yōu)點：調節(jié)靈敏，慣性?。黄麥刈兓?060(擺角上傾10度，下傾 20度)；用途：過熱器、再

12、熱器；缺點：不精細，常與噴水減溫等配合使 用，下傾易結渣；5 火焰中心位置第六節(jié) 過熱器再熱器運行去的若干問題沾污 煙溫7001100，小于灰開始變形溫度堿金屬氧化物遇冷凝結和煙氣中的硫生成硫酸鹽和飛灰中鐵、鋁等生成復合硫酸鹽低熔性粘結飛灰粘結在管外壁長期高溫燒結密實的積灰層，較難消除，吹灰困難。第六章 過熱器再熱器運行去的若干問題沾污危害 爆管 沾污高溫腐蝕 過熱器爆管多原因之一。 較大熱偏差，影響傳熱，引起過熱器管壁超溫。 熱經濟性下降，鍋爐排煙溫度上升，汽 溫下降。 可能阻塞煙氣通道，通風阻力，鍋爐出力。高溫腐蝕 在高溫沾污（積灰）基礎，形成低熔點復合硫酸鹽，產生硫酸鹽型高溫腐蝕。與水冷壁不同的是，溫度更高，腐蝕更嚴重。 使用油點火，含釩煤釩氧化物型腐蝕。V2O5在堿金屬和硫存在的條件下生成腐蝕性的SO3和原子氧。過熱器（再熱器）高溫腐蝕的防止預防措施 壁溫壁溫高，腐蝕發(fā)生區(qū)域溫度大幅度下降。 低氧燃燒 SO3、V2O5 選擇合理的爐膛出口煙溫 及時吹灰，在剛形成時有用。 合理組織燃燒，減少熱偏差現(xiàn)象。過熱器（再熱器）高溫腐蝕的防止第七節(jié) 管子壁溫的計算 鍋爐要可靠運行，必須使所有受熱面的金屬溫度低于它的安全極限?，F(xiàn)代大容量高參數(shù)鍋爐受熱面的管壁溫度非常接近所用金屬的安全極限，所以對管壁溫度進行校核顯得十分重要。重要性第七節(jié) 管子壁溫的