省煤器相關(guān)知識(shí)課件

第五組2.4省煤器第五組；楊一凡，謝波，楊肖俊，楊海波，易濤，熊明，曾維鵬，張勤楊一凡利用煙氣的熱量對(duì)給水進(jìn)行加熱，同時(shí)降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料耗量。給水先過(guò)省煤器然后過(guò)受熱面，這樣降低了爐膛內(nèi)傳熱的不可逆損失，提高了經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)減少了水在蒸發(fā)受熱面的吸熱量。省煤器作用省煤器的類型按出口工質(zhì)狀態(tài)分類沸騰式非沸騰式標(biāo)準(zhǔn)是否被加熱到該壓力下的飽和溫度大容量高參數(shù)的鍋爐采用（由于水的液體熱和汽化潛熱所占比例一定）壓力高不易汽化，吸收汽化潛熱減少而液體熱增大。所以必須在達(dá)到飽和狀態(tài)前西更多的熱省煤器蛇形管的布置錯(cuò)列布置順列布置結(jié)構(gòu)緊湊，，磨損較嚴(yán)重，管壁不易結(jié)灰一旦結(jié)灰，吹灰困難，結(jié)構(gòu)松散，磨損較輕，不易結(jié)灰，大型鍋爐經(jīng)常采用1.以便排除水中氣體，避免造成管內(nèi)局部氧腐蝕。2.煙氣自上向下流動(dòng)，既具吹灰作用又能保持與水的逆向流動(dòng)，以增大傳熱溫差。省煤器蛇形管在煙道中的布置垂直前墻平行前墻垂直前墻優(yōu)點(diǎn)；管子短，但并列管數(shù)多因而水流速較小。深度小，管子的支吊比較簡(jiǎn)單，只要在彎頭倆端支吊

缺點(diǎn)；煙氣從水平轉(zhuǎn)90°再離心力作用下灰粒大多集中于靠后墻一側(cè)此處飛灰濃度大磨損較嚴(yán)重。平行前墻優(yōu)點(diǎn)；只有靠近后墻的管子磨損嚴(yán)重。提高了管子壽命，易維修

缺點(diǎn)；支吊復(fù)雜，并列的蛇形管數(shù)相對(duì)減少，管內(nèi)水速較高，須采用雙面進(jìn)水方式減低水速。省煤器的布置大都采用水平布置，在蛇形管內(nèi)水流方向由下而上，優(yōu)點(diǎn)；停爐時(shí)，能放盡管內(nèi)存水，減少鍋爐停爐時(shí)間內(nèi)的腐蝕排除水中的氣體，避免造成管內(nèi)的局部氧腐蝕。與煙氣的逆向流動(dòng)增大傳熱溫差。熊明省煤器蛇形管中水速，對(duì)管子金屬有的溫度工況和管內(nèi)腐蝕有一定的影響。當(dāng)給水除氧不良時(shí)，進(jìn)入省煤器的給水，在受熱后就會(huì)放出氧氣，這時(shí)如果流水速度很低，氧氣就會(huì)附在管子內(nèi)壁上，造成金屬的局部腐蝕。實(shí)踐證明，對(duì)于水平布置的非沸騰式省煤器當(dāng)水的流速大于0.5m/s時(shí)就可以避免金屬的局部氧腐蝕。而沸騰式省煤器蛇形管的進(jìn)水水速不的低于1m/s為啥非沸騰式的只有0.5m/s而沸騰的要1m/s?因?yàn)榉序v式省煤器的后段管內(nèi)是汽水混合物，如果管子內(nèi)的水速過(guò)低就會(huì)容易發(fā)生汽水分層，即水在下面流動(dòng)，蒸汽在上面流動(dòng)，同蒸汽接觸的那部分受熱面?zhèn)鳠嵝Р罱饘贉囟容^高，甚至可能超溫。在汽水分界面附近的金屬，由于水面的上下波動(dòng)溫度時(shí)高時(shí)低，這容易引起金屬疲勞破裂。

鋼管省煤器的蛇形管可以采用光管，也可以采用縱向鰭片管、螺旋型鰭片管和整焊膜式受熱面，它們的結(jié)構(gòu)示意圖如下：為了方便檢修，省煤器管組的高度是有限制的。當(dāng)管子的緊密布置（S2/d<=1.5）時(shí)，管子的高度不的高于1米，布置效稀時(shí)，則不得大于1.5米。如果省煤器的受熱面較多，沿?zé)煔庑谐痰母叨容^大時(shí)，就應(yīng)把它分成幾個(gè)管組，管組之間留有高度不小于600-800mm的空間，以便進(jìn)行檢修和清除受熱面上的積灰。易濤Ⅲ、尾部受熱面的積灰⒈尾部受熱面積灰的形態(tài)在鍋爐尾部低溫受熱面中，煙氣已沒(méi)有熔化的飛灰，堿金屬﹙鈉、鉀﹚氧化物蒸汽的凝結(jié)也已結(jié)束，所以不會(huì)出現(xiàn)高溫黏結(jié)灰，積灰的形態(tài)有干松灰和低溫粘結(jié)灰兩種。⑴干松灰。干松灰是粒度小于30Um的灰的物理沉積，呈干松狀，易清除。在燃用固體燃料時(shí)，在對(duì)流受熱面、省煤器和空氣預(yù)熱器上都會(huì)由干松灰的沉積。實(shí)際上，干松灰也不是絕對(duì)的干松，只不過(guò)其黏結(jié)性較小而已。⑵低溫黏結(jié)灰。這種形態(tài)的灰常會(huì)在空氣預(yù)熱器冷端形成。

⒉積灰對(duì)鍋爐工作的影響⑴受熱面積灰后，使傳熱惡化，排煙溫度升高，使排煙熱損失增大，降低鍋爐熱效率。⑵積灰堵塞煙道的流動(dòng)阻力，增加電耗，降低出力；嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞煙道流通截面，阻礙煙氣的正常流動(dòng)，不但會(huì)降低鍋爐出力，甚至可能被迫停爐來(lái)清灰。⑶積灰后會(huì)促使受熱面金屬產(chǎn)生低溫腐蝕。張勤3.受熱面積灰（干松灰）的機(jī)理煙氣中攜帶的飛灰由各種大小不同的顆粒組成，但大都小于200μM，而以1-~20μM的居多。當(dāng)含灰的氣流沖刷蛇形管時(shí)，在管子的背風(fēng)面型成渦流區(qū)，較大顆粒飛灰由于慣性大不易被卷進(jìn)去，而小于30μM的小顆粒跟隨氣流卷入渦流區(qū)，在管壁上沉積下來(lái)，形成楔形積灰。灰分沉積是由微小灰粒的物體化學(xué)特性所引起的。（1）當(dāng)含灰氣流沖刷受熱面管束時(shí)，管子的背風(fēng)面產(chǎn)生旋窩，大顆粒由于慣性大，不易被卷進(jìn)去，而小顆粒顆粒，特別是小于10μM的微小灰粒，很易被卷進(jìn)去，碰上管壁便沉積下來(lái)。（2）微小灰粒，其單位質(zhì)量具有較大的表面積，亦即具有較大的表面能。（3）煙氣流動(dòng)時(shí)，煙氣中的灰粒會(huì)發(fā)生靜電感應(yīng)，灰粒帶電荷?；伊５撵o電引力足以克服它本身的重力而吸附在金屬壁面上，形成積灰。（4）金屬壁面具有粗糙度，3~5μM的灰粒可靠機(jī)械作用停留在粗糙的金屬壁面上，形成積灰。曾維鵬4.影響積灰的因素

（1）飛灰顆粒組成成分的影響。煙氣中的微小顆粒容易沉積，但大顆粒不僅不易沉積，而且有沖刷受熱面金屬壁面的作用。因此，沿管壁兩側(cè)面及迎風(fēng)面不易積灰，背風(fēng)面積灰層達(dá)到一定厚度后也不再增加，達(dá)到動(dòng)平衡。若飛灰中大顆粒少而細(xì)灰多，則因沖刷作用減弱而使積灰較多。（2)煙氣流動(dòng)工況的影響。煙氣流動(dòng)工況是受對(duì)流受熱面的布置方式及結(jié)構(gòu)特性決定的，對(duì)積灰也有較大的影響。對(duì)于錯(cuò)列布置的管束，如果管子排列很稀，沖刷工況與單管相似，當(dāng)管子排列很密時(shí)，由于鄰近管子的影響，煙氣曲折運(yùn)動(dòng)，氣流擾動(dòng)大，氣流對(duì)管子的沖刷作用增加，既可以吹掉松散的干灰，又可以使沖刷區(qū)域增大，減少背風(fēng)面的漩渦區(qū)，因而可以減少積灰。

在管束順列布置時(shí)，除第一排管子煙氣可沖刷到正面及迎風(fēng)面90度范圍外，從第二排開(kāi)始，煙氣沖刷不到管子的正面及背風(fēng)面，只沖刷到側(cè)面，因此，管子迎風(fēng)面（正面）及背風(fēng)面都處于漩渦區(qū)，會(huì)嚴(yán)重積灰。（3）煙速的影響。由靜電引力沉積的細(xì)灰量與煙速的一次方成正比，其沉積量較小。而沖刷掉的煙灰量與煙速的三次方成正比，煙速大，沖刷作用大。因此煙速越大，積灰越少。（4）受熱面金屬溫度的影響。若比溫度太低，則會(huì)使煙氣中的水蒸氣或硫酸蒸汽在受熱面上凝結(jié)，將使飛灰凝結(jié)在受熱面上，或者形成低溫黏結(jié)灰。因此，該處溫度不能低于酸露點(diǎn)。5.減輕和防止積灰的措施（1）設(shè)計(jì)時(shí)采用足夠高的煙速，在額定負(fù)荷時(shí)煙速不低于6m/s,但不能過(guò)高，否則會(huì)使磨損加劇。（2）正確設(shè)計(jì)和布置吹灰裝置，并制定合理的吹灰間隔時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。（3）防止省煤器泄漏楊海波四.飛灰磨損鍋爐在燃用固體燃料時(shí)，煙氣中含有大量的飛灰顆粒，這些顆粒在高速煙氣帶動(dòng)下，沖刷對(duì)流面時(shí)，使管壁表面受到磨損，管子變薄，強(qiáng)度下降，造成管子的損壞，特別是低溫受熱面中，煙氣溫度低，飛灰顆粒硬化，且此處煙速也較高，因此更易磨損。所以，在鍋爐設(shè)計(jì)及運(yùn)行中，必須了解飛灰磨損的規(guī)律，采取有效措施，防止或減輕飛灰的磨損。（1）飛灰磨損的過(guò)程高速煙氣攜帶固體顆粒時(shí)，顆粒對(duì)受熱面的每次撞擊都會(huì)從受熱面表面削去極微小的金屬屑。（2）飛灰磨損機(jī)理煙氣攜帶的飛灰對(duì)受熱面的撞擊有兩種情況，一是垂直撞擊，引起撞擊磨損，另種是斜向撞擊，其撞擊力可分解成垂直力和切向力。垂直撞擊力引起撞擊磨損，切向力引起摩擦磨損。兩者的大小決定于沖擊角@。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)@=30度——50度時(shí)，磨損最嚴(yán)重。試驗(yàn)研究表明，鍋爐中發(fā)生的飛灰磨損都帶有局部性，特別容易發(fā)生在煙速較大和飛灰濃度較大的地方。容易發(fā)生在省煤器蛇形管的彎頭及穿墻部位，空氣預(yù)熱器的煙氣入口段，且各處磨損程度不同，一般省煤器的磨損較為嚴(yán)重。對(duì)發(fā)生磨損的管子來(lái)說(shuō)，且磨損也不均勻的。謝波影響飛灰磨損的因素省煤器受熱面表面金屬的磨損的原理就和水滴石穿的原理差不多。都是一個(gè)量變引起質(zhì)變的結(jié)果。（一）灰粒特性灰粒形狀灰粒大小灰粒密度（二）飛灰濃度煙氣中的飛灰濃度越大，磨損就越嚴(yán)重。因此，在燒煤質(zhì)差的煤時(shí)，灰分增加，且燃煤量也會(huì)增加，造成煙氣中飛灰濃度劇增，就會(huì)增加省煤器的磨損。煙氣走廊等局部地區(qū)由于流速大所以流過(guò)的灰也多，磨損也更嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)資料顯示在“煙氣走廊”，磨損量是正常磨損量的幾十倍。（三）管束的排列與沖刷方式當(dāng)煙氣橫向沖刷管束時(shí)，有局部區(qū)域磨損最為嚴(yán)重，該區(qū)域的位置與管道的排列有關(guān)。①錯(cuò)列和順列布置時(shí)，第一排管子正迎著氣流，磨損最重的地方在迎風(fēng)面兩側(cè)30°~50°處，因?yàn)榇颂幨芑伊５臎_擊力和切向力兩者之和最大。②錯(cuò)列布置時(shí)以第二排磨損最嚴(yán)重，因?yàn)榇颂帤饬魉俣仍龃蠊茏邮芨蟮淖矒?。磨損最嚴(yán)重處在主氣流兩側(cè)25°~35°處第二排以后，磨損減輕。③順列布置時(shí)，磨損最嚴(yán)重處在主氣流方向兩側(cè)60°處以第五排最為嚴(yán)重。當(dāng)煙氣縱向沖刷受熱面時(shí)，磨損情況則較輕，一般只在進(jìn)口處150~200mm處磨損較為嚴(yán)重，因?yàn)榇颂帤饬鞑环€(wěn)定，氣流經(jīng)過(guò)收縮和膨脹，灰粒多次撞擊受熱面，以后氣流穩(wěn)定了磨損就較輕了。（四）煙氣流速煙氣流速是影響受熱面磨損的最主要因素。管子的磨損與煙速的三次方成正比。煙氣流速越高，則省煤器的磨損越嚴(yán)重。為減輕磨損，降低煙速是有利的，但煙速降低會(huì)引起積灰，而且煙速降低會(huì)使對(duì)流傳熱效果變差，會(huì)多消耗鋼材。因此，煙速的確定，要綜合考慮磨損積灰和傳熱三方面的因素。（五）運(yùn)行中的因素①超負(fù)荷運(yùn)行。因?yàn)槌?fù)荷運(yùn)行時(shí)，燃料消耗量和供應(yīng)的空氣量都增大，煙氣速度增大，煙氣中的飛灰濃度也會(huì)增大，因而會(huì)加劇飛灰磨