過熱器培訓(xùn)教材

過熱器培訓(xùn)教材一、概述過熱器是把飽和蒸汽加熱到額定過熱溫度的鍋爐受熱面部件。按傳熱方式，過熱器可分為對流、半輻射和輻射三種型式。按結(jié)構(gòu)，過熱器可分為蛇形管式、屏式、壁式和包墻管式四種。隨著蒸汽參數(shù)的提高，過熱蒸汽及再熱蒸汽的吸熱量占工質(zhì)總吸熱量的比例越來越高，亞臨界機(jī)組已達(dá)50％以上（如表2-5-1）。表2-5-1工質(zhì)吸熱分配份額過熱蒸汽壓力（MPa）給水溫度（℃）過熱蒸汽溫度（℃）再熱蒸汽溫度（℃）工質(zhì)吸熱分配份額加熱份額蒸發(fā)份額過熱份額再熱份額3．831504500．1630．6400．1979．822155400．1930．5360．27213．742405555500．2130．3140．2990．17416．692605555550．2290．2640．3490．158因此，過熱器受熱面在鍋爐總受熱面中占很大比例。為此過熱器布置區(qū)域不僅從水平煙道前伸到爐膛內(nèi)，并還向后延至鍋爐尾部煙道。二、過熱器工作特點(diǎn)1）由于過熱器的出口處工質(zhì)已達(dá)到較高溫度（本鍋爐571℃），所以過熱器的許多部分，特別是它們的末端部分需要采用價格較高的合金鋼。通常為降低鍋爐造價，盡量避免采用更高級的合金鋼，設(shè)計(jì)時，幾乎使各級過熱器金屬管子的工作溫度都接近極限溫度。為使過熱器安全運(yùn)行，必須注意保持汽溫穩(wěn)定，波動不應(yīng)超過±5℃。2）整個過熱器的阻力，即工質(zhì)壓降不能太大。因大部分過熱器都布置在較高煙溫區(qū)域，為了使管子得到較好的冷卻，就得使管內(nèi)工質(zhì)有較高的流速。工質(zhì)流速越高，阻力越大，工質(zhì)的壓降就會越大。對于過熱器，工質(zhì)壓降越大，要求給水壓力越高，除給水泵功率消耗增大外，省煤器、水冷壁等承壓部件壁厚就需要增大，它們的材料和制造成本就會提高。因此，一般要求整個過熱器內(nèi)工質(zhì)的壓降不超過其工作壓力的10％。本鍋爐過熱器在BMCR工況下壓降為1.41MPa。3）過熱器出口蒸汽溫度隨負(fù)荷的改變而變化。這是由于過熱器是組合式的，既有對流傳熱又有輻射傳熱，但總體上是以對流傳熱為主，當(dāng)負(fù)荷變化時，受熱面管外煙氣流速和管內(nèi)工質(zhì)流速都將發(fā)生變化，管內(nèi)外的對流放熱系數(shù)隨著改變，導(dǎo)致管內(nèi)蒸汽吸熱量改變。4）在鍋爐啟動點(diǎn)火或汽輪機(jī)甩負(fù)荷時，過熱器中沒有或只有少量蒸汽通過，管壁會由于得不到冷卻而產(chǎn)生爆管或燒損。為此，必須采取控制煙氣溫度等有效措施，用來保障在啟動或汽輪機(jī)甩負(fù)荷時過熱器的安全。三、過熱汽溫的調(diào)節(jié)直流鍋爐中，過熱汽溫的調(diào)節(jié)主要是通過給水量與燃料量的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際運(yùn)行中鍋爐負(fù)荷的變化，給水溫度、燃料品質(zhì)、爐膛過量空氣系數(shù)以及受熱面結(jié)渣等因素的變化，對過熱汽溫變化均有影響。對燃煤鍋爐而言，控制燃料量是較為粗糙的，這就迫使除了采用煤水比（B/G）作為粗調(diào)的調(diào)節(jié)手段外，還必須采用蒸汽管道上設(shè)置噴水減溫器作為細(xì)調(diào)的調(diào)節(jié)手段。在直流鍋爐運(yùn)行中，為了維持鍋爐過熱蒸汽溫度的穩(wěn)定，通常在過熱區(qū)段中取一溫度測點(diǎn)，將它固定在相應(yīng)的數(shù)值上，這就是通常所謂的中間點(diǎn)溫度。實(shí)際上把中間點(diǎn)至過熱器出口之間的過熱區(qū)段固定，相當(dāng)于汽包爐固定過熱器區(qū)段情況相似。在過熱汽溫調(diào)節(jié)中，中間點(diǎn)溫度實(shí)際是與鍋爐負(fù)荷有關(guān)，中間點(diǎn)溫度與鍋爐負(fù)荷存在一定的函數(shù)關(guān)系，那么鍋爐的燃水比（B/G）按中間點(diǎn)溫度來調(diào)整，中間點(diǎn)至過熱器出口區(qū)段的過熱汽溫變化主要靠噴水來調(diào)節(jié)。四、過熱器系統(tǒng)后煙井頂棚及后墻包墻管屏式過熱器末級過熱器頂棚過熱器后煙井前墻包墻管后煙井中隔墻側(cè)包墻過熱器本鍋爐過熱器后煙井頂棚及后墻包墻管屏式過熱器末級過熱器頂棚過熱器后煙井前墻包墻管后煙井中隔墻側(cè)包墻過熱器一級噴水減溫器二級噴水減溫器一級過熱器一級噴水減溫器二級噴水減溫器一級過熱器圖2-5-1過熱器流程圖1）頂棚過熱器頂棚過熱器布置在爐膛、水平煙道頂部，由外徑為φ219mm的頂棚入口集箱引出192根φ63.5mm、材料為SA－213T12、節(jié)距為115mm的管子組成，管子之間焊接6mm厚的扁鋼，另一端接至外徑為φ219mm頂棚出口集箱。2）包墻過熱器頂棚出口集箱同時與后煙道前墻和后煙道頂棚相接，后煙道頂棚轉(zhuǎn)彎下降形成后煙道后墻，后煙道前、后墻與后煙道下部環(huán)形集箱相接，并連接后煙道兩側(cè)包墻。側(cè)包墻出口集箱的24根φ168mm引出管與后煙道中間隔墻入口集箱相接，隔墻向下引至隔墻出口集箱，隔墻出口集箱與一級過熱器相連。除煙道隔墻的管徑為φ57mm外，煙道包墻的其余管子外徑均為φ44.5mm。3）一級過熱器一級過熱器（如圖2-6-1）布置于尾部雙煙道中的后部煙道中，由3段水平管組和1段立式管組組成，第1、2段水平過熱器沿爐寬布置190片、橫向節(jié)距為115mm，每片管組由4根φ57×8mm、材料為SA－213T12的管子繞成。至第3段水平過熱器，管組變?yōu)?5片，橫向節(jié)距為230mm，每片管組由8根φ51×6.6mm、材料為SA－213T12的管子繞成，立式一級過熱器采用相同的管子和節(jié)距，并引至出口集箱。4）屏式過熱器屏式過熱器（如圖2-6-2）布置在上爐膛，沿爐寬方向共有30片管屏，管屏間距為690mm。每片管屏由28根并聯(lián)管彎制而成，管子的直徑為φ38mm，根據(jù)管子的壁溫不同，入口段材質(zhì)為SA－213T91，外圈管及出口段采用SA－213TP347H。5）末級過熱器末級過熱器（如圖2-6-3）位于折焰角上方，沿爐寬方向排列共30片管屏，管屏間距為690mm。每片管組由20根管子繞制而成，管子的直徑為φ44.5mm，材質(zhì)為SA－213T91。蒸汽在末級過熱器中加熱到額定參數(shù)后，經(jīng)出口集箱和主蒸汽導(dǎo)管進(jìn)入汽輪機(jī)。6）減溫器一級噴水減溫器裝在一級過熱器和屏式過熱器之間的管道上，外徑為φ508mm，壁厚為84mm，材料為SA－335P12。二級噴水減溫器裝在屏式過熱器和末級過熱器之間的管道上，外徑為φ508mm，壁厚為68mm，材料為SA－335P91。五、過熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為消除蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)產(chǎn)生的熱力偏差，過熱器各段進(jìn)出口集箱采用多根小口徑連接管連接，并進(jìn)行左右交叉，保證蒸汽的充分混合。過熱器采用二級噴水減溫裝置，且左右能分別調(diào)節(jié)?？杀ＷC過熱器兩側(cè)汽溫差小于5℃。過熱器管排根據(jù)所在位置的煙溫留有適當(dāng)?shù)膬艨臻g距，用以防止受熱面積灰搭橋或形成煙氣走廊，加劇局部磨損。處于吹灰器有效范圍內(nèi)的過熱器的管束設(shè)有耐高溫的防磨護(hù)板，以防吹損管子。在屏式過熱器底端的管子之間安裝膜式鰭片（如圖2-6-4）來防止單管的錯位、出列，保證管排平整，有效抑制了管屏結(jié)焦和掛渣，同時方便吹灰器清渣。屏式過熱器和末級過熱器在入口和出口段的不同高度上，由若干根管彎成環(huán)繞管（如圖2-6-4）。環(huán)繞管貼緊管屏表