鍋爐情景三第三組

情景三：鍋爐汽水系統(tǒng)巡檢作者：李樹強婁波小組分工組長：戴剛PPT協(xié)助成員：李樹強婁波PPT制作石麗靜PPT講解儲雪榮檢查作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備2.自然循環(huán)特征及常見故障3.蒸汽凈化4.過熱器與再熱器的形式和結(jié)構(gòu)5.熱偏差6.氣溫調(diào)節(jié)7.過熱器與再熱器的高溫積灰和高溫腐蝕8.省煤器一、鍋內(nèi)水循環(huán)工業(yè)鍋爐水動力系統(tǒng)一般包括加熱系統(tǒng)（水）、蒸發(fā)系統(tǒng)（汽水）、過熱系統(tǒng)（汽）。蒸發(fā)系統(tǒng)按工質(zhì)流動的方式：自然循環(huán)和強制循環(huán)。依靠下降管與上升管內(nèi)工質(zhì)密度差作為水循環(huán)動力的蒸發(fā)系統(tǒng)，稱為自然循環(huán)。工業(yè)鍋爐絕大部分屬于自然循環(huán)鍋爐。（自然循環(huán)熱水鍋爐）如果蒸發(fā)系統(tǒng)中工質(zhì)的流動依靠水泵的揚程使工質(zhì)在受熱面內(nèi)流動，這種蒸發(fā)系統(tǒng)稱為強制循環(huán)。二、自然循環(huán)回路自然循環(huán)回路：由鍋筒、下降管、下集箱、上升管、上集箱及汽水引出管等部件組成.一、蒸發(fā)設(shè)備的組成水循環(huán)：由汽包、下降管、上升管、聯(lián)箱所組成的閉合蒸發(fā)系統(tǒng)，稱為水循環(huán)回路。鍋水在循環(huán)回路中循環(huán)流動的現(xiàn)象，稱為水循環(huán)。蒸發(fā)設(shè)備的作用蒸發(fā)設(shè)備的工作過程自然循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備

3.汽包內(nèi)裝有各種凈化裝置。如汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、排污及加藥裝置等、從而改善了蒸汽品質(zhì)。

4.汽包上裝有壓力表、水位計和安全門等附件，保證了鍋爐安全工作。三、水冷壁水冷壁的結(jié)構(gòu)、材料及布置（二）水冷壁的類型

1.光管水冷壁水冷壁的結(jié)構(gòu)要素見下圖

2.銷釘式水冷壁銷釘長為20~25mm，直徑為6~12mm?！靶l(wèi)燃帶”的作用

3、膜式水冷壁

膜式水冷壁的優(yōu)點能用全部面積吸收爐膛輻射熱；節(jié)省金屬材料；對爐墻的保護(hù)最徹底；使?fàn)t墻厚度減輕，簡化了爐墻的懸吊結(jié)構(gòu)；自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)故障

當(dāng)鍋內(nèi)水動力工況不正常時，水循環(huán)的安全性就會遭到破壞，產(chǎn)生各種水循環(huán)故障，嚴(yán)重影響鍋爐的正常運行。

1．水循環(huán)的停滯和倒流(1)循環(huán)停滯當(dāng)在同一循環(huán)回路中，各上升管受熱不均勻時，受熱弱的上升管中所產(chǎn)生的運動壓頭就比較小，甚至不能維持最低的循環(huán)流速，而處于停止不動的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為循環(huán)停滯。(2)循環(huán)倒流由于受熱不均，有的管中工質(zhì)向上流，有的管中工質(zhì)向下流（流速大產(chǎn)生的抽吸作用），這種現(xiàn)象稱為循環(huán)倒流。在倒流管中，水向下運動，汽泡向上運動。當(dāng)管內(nèi)工質(zhì)倒流速度很快時，管子仍能得到良好冷卻，不出現(xiàn)局部超溫。危害：當(dāng)Ws.d=Wq.s時，汽泡處于不上不下的狀態(tài)，引起“汽塞”，發(fā)生傳熱惡化，以至使管子出現(xiàn)局部過熱超溫。防止倒流、停滯的方法：3.下降管帶汽⑴下降管帶汽原因（鍋表面水為飽和水）下降管入口阻力較大，產(chǎn)生較大的壓降，使下降管入口處水壓降低而發(fā)生汽化，造成下降管帶汽。下降管入口離鍋筒水位面太近，上方水面形成旋渦斗，將蒸汽吸入下降管。下降管受熱強、上升管出口與下降管入口距離近而又無良好的隔離裝置。⑵下降管帶汽對水循環(huán)的影響下降管帶汽，使下降管內(nèi)工質(zhì)密度減小，從而使循環(huán)回路的運動壓頭降低，對水循環(huán)非常不利。⑶解決的辦法下降管盡量設(shè)置在鍋筒底部，以保證管口上方有足夠的水位高度。§6.2工業(yè)鍋爐蒸汽凈化裝置一、蒸汽（數(shù)量與質(zhì)量）污染原因及影響因素鍋爐蒸汽污染的原因：蒸汽帶水和蒸汽溶鹽。工業(yè)鍋爐壓力低，蒸汽污染的原因：蒸汽帶水。蒸汽帶水的危害：蒸汽的熱焓減?。贿M(jìn)入過熱器，其中鹽分在表面結(jié)垢，惡化傳熱；鹽分沉積在閥門處，使其關(guān)閉不嚴(yán)；影響產(chǎn)品質(zhì)量。三、蒸汽凈化裝置1．粗分離裝置(1)旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)形式：由筒體、波形板頂帽、開式溢流環(huán)、圓形底板和導(dǎo)向葉片等組成，如下圖所示。分離原理：離心力分離、重力分離和水膜分離。過熱器與再熱器過熱器和再熱器都是鍋爐中用于提高蒸汽溫度的部件。增加蒸汽的焓值，以增加蒸汽作功能力，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(fù)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)。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(jī)尾部的蒸汽濕度會過高，影響汽輪機(jī)的安全。但過熱汽溫又受金屬材料的限制，日前，受金屬材料的限制，絕大部分鍋爐的過熱汽溫仍保持在540～555℃的范圍內(nèi)，為避免汽輪機(jī)尾部葉片蒸汽濕度太大，采用中間再熱系統(tǒng)。再熱器器的作用是將汽輪機(jī)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(jī)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(jì)性提高約4％～5％。對流式過熱器和再熱器的布置形式（a）逆流；（b）順流；（c）混合流s1/d＝2.0～3.5s1/d＝3.0～3.5煙氣橫向沖刷順列布置受熱面管子時的傳熱系數(shù)比沖刷錯列布置時小，但順列管束管外積灰易于被吹灰器清除。布置在高煙溫區(qū)的過熱器或再熱器一般易產(chǎn)生粘結(jié)性積灰，為便于蒸汽吹灰器清除積灰及支吊方便，都以順列方式布置。尾部煙井中低溫過熱器和低溫再熱器一般采用錯列布置，以增強傳熱，但有的大型電站鍋爐將它們以順列方式布置，以便于吹灰和支吊。管子的順列和錯列布置方式（a）順列（b）錯列蛇形管結(jié)構(gòu)（a）單管圈；（b）雙管圈；（c）三管圈蛇形管的布置有垂直放置（立式）和水平放置（臥式）兩種型式。立式過熱器和再熱器：通常布置在煙溫較高的水平煙道中，如末級高溫過熱器和末級再熱器。優(yōu)點：支吊結(jié)構(gòu)簡單，吊掛方便,且不易積灰。缺點：停爐后管內(nèi)積水不易排除，長期停爐將造成腐蝕。在升爐時工質(zhì)流量不大，因管內(nèi)存有積水，可能形成氣塞，將管子燒壞，所以在升爐時應(yīng)注意控制過熱器的熱負(fù)荷；在空氣沒有完全排除以前熱負(fù)荷不能太大。水平對流式過熱器和再熱器：布置在尾部豎井煙道內(nèi)。易于疏水排氣，但支吊比較麻煩，通常采用有蒸汽或水冷卻的懸吊管吊掛。2．輻射式（壁式、墻式）布置在爐膛壁面上、直接吸收爐膛輻射熱的過熱器或再熱器，稱為輻射式（或墻式）過熱器或再熱器。高參數(shù)大容量鍋爐蒸發(fā)吸熱所占比例減小，為了在爐膛內(nèi)部布置足夠的受熱面，就需要布置輻射式過熱器或再熱器。輻射式過熱器布置方式：墻式過熱器：布置在爐膛壁面上；頂棚過熱器：水平布置在爐頂；前屏過熱器：懸掛在爐膛上部并靠近前墻。輻射式過熱器不僅使?fàn)t膛有足夠的受熱面來冷卻煙氣，同時由于輻射式過熱器的溫度特性與對流式過熱器相反，還可改善鍋爐汽溫調(diào)節(jié)特性。對于中參數(shù)的的鍋爐機(jī)組，過熱器吸熱量占爐水總吸熱份額吸熱比例不是太高，因此，不需要布置墻式過熱器和前屏過熱器，僅僅采用頂棚過熱器。亞臨界以上的鍋爐機(jī)組有時還采用前屏過熱器或墻式過熱器。由于爐內(nèi)熱負(fù)荷很高，輻射式過熱器的工作條件惡劣，為了改善工作條件，輻射式過熱器通常作為低溫級受熱面，布置在遠(yuǎn)離火焰中心、熱負(fù)荷稍低的爐膛上部。3．半輻射式布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處，既能收到爐膛的輻射熱，也吸收煙氣對流換熱的受熱面稱為半輻射式過熱器或半輻射式再熱器。通常稱為屏式過熱器和屏式再熱器。屏式受熱面具有較高的熱負(fù)荷。為保證管子工作安全，需采用較高的質(zhì)量流速，一般ρw=700～1200Kg/(m2.s)。屏中并聯(lián)管根數(shù)由蒸汽流速決定。密排管的相對縱向節(jié)距一般為s/d＝1.1～1.25，屏間距離s1＝500～900mm，稀疏布置的管屏起了凝結(jié)熔渣的作用。屏式過熱器熱負(fù)荷高，為了提高受熱面工作的安全性，屏式過熱器通常用作低溫級過熱器，煙氣在屏與屏之間的空間流過，煙氣流速通常為6m/s左右。屏式過熱器以輻射為主，與對流過熱器聯(lián)合使用，可改善汽溫變化特性。屏式過熱器結(jié)構(gòu)簡圖1－相鄰管屏間的定位管；2－屏本身的扎緊管屏的布置方式：屏的垂直布置和水平布置的優(yōu)缺點與對流式過熱器相同，前屏主要吸收輻射熱，其它各種布置的屏同時吸收輻射熱和對流熱，兩者的份額依其布置位置而定。屏式受熱面的布置（a）后屏；（b）大屏；（c）半大屏；（d）前屏；（e）能疏水的屏；（f）水平布置的屏4．包覆壁過熱器大型鍋爐為了簡化爐墻結(jié)構(gòu)采用懸吊結(jié)構(gòu)的敷管爐墻，在水平煙道和尾部豎井煙道內(nèi)壁象布置水冷壁那樣布置過熱器，稱為包覆壁過熱器。光管：相對節(jié)距s/d＝1.1～1.2；膜式壁：s/d＝2～3。大容量鍋爐都采用膜式壁結(jié)構(gòu)，保證鍋爐煙道的氣密性，并可減少金屬消耗量。包覆壁過熱器作為爐壁，單面沖刷，貼壁處煙速較低，對流換熱效果較差。在尾部煙道內(nèi)煙溫又較低，布置的受熱面較密集，其輻射吸熱量也較少，吸熱量不計。包覆壁過熱器內(nèi)蒸汽來自焓增很小的爐頂過熱器或直接來自汽包，蒸汽溫度較低。因此，包覆壁過熱器具有較低的管壁溫度，這有利于減少鍋爐的散熱損失。包覆壁過熱器也具有將蒸汽輸送到布置在尾部煙道的低溫過熱器進(jìn)口的作用。第三節(jié)影響汽溫變化的因素鍋爐負(fù)荷過量空氣系數(shù)給水溫度燃料性質(zhì)受熱面污染情況燃燒器的運行方式二、過量空氣系數(shù)爐膛內(nèi)過量空氣系數(shù)增大時，將使得爐內(nèi)火焰溫度降低，爐膛水冷壁吸熱量減少，使?fàn)t膛出口煙溫增加。輻射式過熱器和再熱器的吸熱量減少，汽溫隨過量空氣系數(shù)的增大而下降。過量空氣系數(shù)增大使燃燒生成的煙氣量增多，流過煙道的煙氣流速增大。對于對流式過熱器，由于對流傳熱系數(shù)和溫壓的增加，其出口汽溫也隨著升高。在鍋爐運行過程中，有時用增加爐內(nèi)過量空氣系數(shù)的方法來提高汽溫，但這將以降鍋爐效率作為代價。因過量空氣系數(shù)太大，鍋爐排煙熱損失將增加。三、給水溫度鍋爐運行過程中常常會因高壓加熱器停運等原因而使給水溫度降低。為保持鍋爐負(fù)荷不變，必須增加投入爐膛的燃料，這將使得爐內(nèi)煙氣量增加，爐膛出口煙溫增加。對流式過熱器的吸熱量增加，而此時流經(jīng)過熱器的蒸汽量未變，因此出口蒸汽溫度將隨給水溫度的下降而升高。給水溫度的變化對輻射式過熱器的出口汽溫影響很小，基本保持不變。一般鍋爐過熱器總體呈對流汽溫特性，若給水溫度降低過多，有可能引起過熱蒸汽超溫。運行經(jīng)驗標(biāo)明，給水溫度降低10℃，過熱蒸汽溫度增加4～5℃，燃煤耗量增加0.65%。通常采用降低負(fù)荷運行方法保證過熱器的安全。四、燃料性質(zhì)Mad，Aad

增加，Qar,net降低，必須增加燃料量。爐內(nèi)溫度降低輻射傳熱減少B增加、水分增加煙氣容積增加煙氣速度提高對流傳熱量增加總體結(jié)果：出口汽溫升高當(dāng)燃煤的揮發(fā)分降低，含碳量增加或者煤粉變粗燃盡時間延長火焰中心上移爐膛出口煙溫升高過熱器吸熱量增加汽溫升高五、受熱面污染情況過熱器之前的受熱面（水冷壁）積灰或結(jié)渣：爐膛出口煙氣溫度提高，會使得蒸汽溫度升高。過熱器本身積灰、結(jié)渣或者管內(nèi)結(jié)垢，吸熱量減少而導(dǎo)致蒸汽溫度降低。六、燃燒器的運行方式高壓及以上鍋爐機(jī)組的燃燒器都有多排，而且有些燃燒器的噴口可以向上或者向下傾斜。燃燒器配風(fēng)工況改變（總風(fēng)量不變）、燃燒器噴口向上或者向下傾斜或者運行中投入不同標(biāo)高的燃燒器都會影響到燃燒室火焰中心的位置。當(dāng)火焰中心上移時，爐膛輻射吸熱份額下降，布置在爐膛上部和水平煙道內(nèi)的過熱器的傳熱溫差增大，吸收熱量增多，而蒸汽量沒有變化，因此會導(dǎo)致過熱器出口汽溫升高。一、噴水減溫裝置噴水減溫：將水直接將水噴入蒸汽中，噴入的水在加熱、蒸發(fā)和過熱的過程中消耗蒸汽的熱量，使汽溫降低。噴水減溫調(diào)節(jié)法、調(diào)節(jié)靈敏、慣性小，易于實現(xiàn)自動化，加上調(diào)溫范圍大、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，所以在電站鍋爐上獲得了普遍應(yīng)用。減溫水：給水（3～5％鍋爐容量）位置：過熱器連接管道或者聯(lián)箱兩級噴水減溫，保證高溫過熱器安全、減小遲滯、提高靈敏度第一級：屏式過熱器前，保護(hù)屏式過熱器，粗調(diào)，>1/2

第二級：末級高溫過熱器前，微調(diào),<1/2噴水減溫只能使蒸汽溫度降低，不能使蒸汽溫度升高，過熱器設(shè)計時需多布置一些受熱面，使鍋爐在低負(fù)荷時能達(dá)到額定汽溫，而在高負(fù)荷時投入減溫器噴水減溫。一般不作為再熱蒸汽的主要調(diào)溫方式.文丘里管式噴水減溫器1－減溫器聯(lián)箱；2－文丘里管；3－噴水孔；4－環(huán)形水室；5－減溫水室；6－混合室在文丘里管的喉部，布置有多排φ3mm的小孔，減溫水經(jīng)水室從小孔噴入蒸汽流中。孔中水速約1～2m/s，喉部蒸汽流速達(dá)70～100m/s，使水和蒸汽激烈混合而霧化，該種減溫器蒸汽流動阻力小，水的霧化效果較好。漩渦式噴嘴噴水減溫器1-漩渦式噴嘴；2-減溫水管；3-支撐鋼碗；4-減溫器聯(lián)箱；5-文丘里管；6-混合管減溫水經(jīng)漩渦式噴嘴噴出霧化，在文丘里管喉部與高速（70～120m/s）蒸汽混合，很快汽化與過熱，使汽溫降低?；旌瞎荛L約4～5m，混合管與蒸汽管道的間隙為6～10mm。這種減溫器霧化質(zhì)量很好，能適應(yīng)減溫水量頻繁變化的場合，而且減溫幅度較大。多管式噴水減溫器1－多孔管；2－混合管；3－減溫器聯(lián)箱多孔噴管上開有若干噴水孔，噴孔一般在背向汽流方向的一側(cè)，以使噴水方向和汽流方向一致。噴孔直徑通常為5～7mm，噴水速度為3～5m/s。二、分隔煙道擋板煙道擋板是利用改變流過尾部煙道中的煙氣量來調(diào)節(jié)汽溫，現(xiàn)代鍋爐上主要用來調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度。五、改變火焰中心位置擺動式燃燒器高負(fù)荷：向下傾斜低負(fù)荷：向上傾斜擺動±20－300爐膛出口溫度110～140℃調(diào)溫幅度40～60℃上傾角過大：q3,q4增加下傾角過大：冷灰斗結(jié)渣多層燃燒器：可改變投運層調(diào)節(jié)。降負(fù)荷時，停下排燃燒器。減小熱偏差的措施過熱器受熱面分級，級間設(shè)集箱使蒸汽充分混合沿?zé)煹缹挾确较蚍旨墸磳⑹軣崦娌贾贸刹⒙?lián)混流方式再熱器再熱器分為低溫（一級）再熱器和末級（二級）再熱器二段。一級再熱器布置于尾部雙煙道的前部煙道中，末級再熱器布置于水平煙道內(nèi)，與立式低溫再熱器直接連接，逆、順混合換熱布置。再熱器系統(tǒng)圖低溫再熱器末級再熱器省煤器一、省煤器的作用1．利用鍋爐尾部煙氣的熱