鍋爐原理課件：水冷壁過(guò)熱器再熱器

鍋爐原理水冷壁、過(guò)熱器、再熱器目錄爐膛水冷壁1汽包2過(guò)熱器與再熱器的作用及結(jié)構(gòu)3過(guò)熱器與再熱器的汽溫特性41/36目錄爐膛水冷壁1汽包2過(guò)熱器與再熱器的作用及結(jié)構(gòu)3過(guò)熱器與再熱器的汽溫特性42/36一、爐膛水冷壁3/36內(nèi)容1、水冷壁的作用2、水冷壁分類3、衛(wèi)燃帶4、爐頂、折煙角及冷灰斗一、爐膛水冷壁水冷壁：敷設(shè)在鍋爐爐膛內(nèi)壁、由許多并聯(lián)管子組成的蒸發(fā)受熱面4/36一、爐膛水冷壁5/361、水冷壁的作用吸收火焰熱量,主要通過(guò)輻射亞臨界鍋爐：蒸發(fā)受熱面超臨界鍋爐：加熱受熱面保護(hù)爐墻懸吊爐墻防止?fàn)t壁結(jié)渣一、爐膛水冷壁600MW П形控制循環(huán)鍋爐斷面圖6/36一、爐膛水冷壁2、水冷壁分類光管式水冷壁：通過(guò)鍋筒及集箱連接起來(lái)的一排布置在鍋爐內(nèi)側(cè)的光管受熱面。膜式水冷壁：各光管間用鰭片或扁鋼焊接成的一組管屏。光管；(b)

鰭片管焊成的膜式水冷壁；

(c)用扁鋼焊成的膜式水冷壁；(d)

涂有耐火水泥的銷釘管水冷壁；

(e)涂有耐火水泥的銷釘管膜式水冷壁7/36一、爐膛水冷壁8/36一、爐膛水冷壁鋼管加扁鋼工藝制造的膜式水冷壁9/36一、爐膛水冷壁膜式水冷壁管類型a)光管加扁鋼；b)軋制鱗片管；c)燒熔焊；d)焊接鱗片管；e)其他10/36一、爐膛水冷壁光管水冷壁膜式水冷壁優(yōu)點(diǎn)制造、安裝簡(jiǎn)單對(duì)爐墻保護(hù)好；爐墻只需保溫材料，不用耐火材料，因而爐墻重量?度大為減少；氣密性好，爐膛漏風(fēng)小，甚至可采用微正壓燃燒，提高熱效率；廠內(nèi)預(yù)先組裝，縮短安裝周期，保證質(zhì)量。缺點(diǎn)保護(hù)爐墻的作用小，爐膛漏風(fēng)嚴(yán)重制造工藝比較復(fù)雜；設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的因素較多：需保證水冷壁的整體焊接結(jié)構(gòu)有足夠的膨脹延伸自由；需保證檢查孔、看火孔等處良好的密閉性等。應(yīng)用60s以前及小型鍋爐幾乎全部大型鍋爐11/36一、爐膛水冷壁3、衛(wèi)燃帶把一部分水冷壁管表面用耐火材料覆蓋，以減小該部位的吸熱量。作用：

保持高溫，確保迅速著火、穩(wěn)定燃燒。敷設(shè)方法：

在衛(wèi)燃帶區(qū)域的水冷壁管表焊上許多長(zhǎng)20~25mm、直徑6~12mm的銷釘，然后敷上耐火材料。衛(wèi)燃帶的構(gòu)造1—水冷壁管；2—銷釘；3—鉻礦砂耐火可塑料12/36一、爐膛水冷壁13/364、爐頂、折煙角及冷灰斗大容量鍋爐平爐項(xiàng)，由頂棚管過(guò)熱器組成。折焰(煙)角作用：提高煙氣充滿度，避免渦流與死角，提高爐膛輻射受熱面的利用程度，改善屏式過(guò)熱器及對(duì)流過(guò)熱器的沖刷條件，防止煙氣短路。增加水平連接煙道長(zhǎng)度，在不增加鍋爐深度下，可布置更多的對(duì)流受熱面。一、爐膛水冷壁折焰角的作用溫度場(chǎng)模擬結(jié)果折焰角有折焰角：爐膛上部屏式過(guò)熱器和水平煙道對(duì)流過(guò)熱器煙氣沖刷條件更好。無(wú)折焰角：爐膛上部空間利用不充分，煙氣易“短路”。14/36一、爐膛水冷壁冷灰斗作用：熔化狀態(tài)的灰渣下落時(shí)，斗狀水冷壁的強(qiáng)烈吸熱，被迅速冷卻成為固態(tài)而落入灰斗，定期排出爐外。螺旋冷灰斗的結(jié)構(gòu)煤粉濃度模擬結(jié)果15/36冷灰斗目錄爐膛水冷壁1汽包2過(guò)熱器與再熱器的作用及結(jié)構(gòu)3過(guò)熱器與再熱器的汽溫特性416/36二、汽包(鍋筒)17/361、汽包作用汽水分離分離的水經(jīng)下降管進(jìn)入鍋爐水冷壁，被加熱為飽和汽水混合物，再進(jìn)入汽包；分離的飽和蒸汽進(jìn)入鍋爐過(guò)熱器，被加熱為過(guò)熱蒸汽；樞紐：連接省煤器、蒸發(fā)受熱面、過(guò)熱器。蓄能、蓄水：緩沖壓力與水位。二、汽包(鍋筒)18/362、汽包與內(nèi)部裝置下降管管座：位于汽包底部，保證下降管入口上部有最大的水層高度，以防下降管進(jìn)口處工質(zhì)汽化；下降管入口處裝有十字架，以消除大直徑下降管進(jìn)口產(chǎn)生漏斗形水面，防止蒸汽進(jìn)入下降管，保證鍋爐水循環(huán)的安全。二、汽包(鍋筒)飽和蒸汽引出管下降管19/36汽包筒體上部有：飽和蒸汽引出管管座1；汽水混合物引入管管座2。汽包筒體下部有：給水管管座；連續(xù)排污管管座12；事故放水管管座。二、汽包(鍋筒)20/36目錄爐膛水冷壁1汽包2過(guò)熱器與再熱器的作用及結(jié)構(gòu)3過(guò)熱器與再熱器的汽溫特性421/36一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)22/36內(nèi)容1、過(guò)熱器的作用及再熱器的作用2、過(guò)熱器及再熱器的分類3、過(guò)熱器系統(tǒng)4、再熱器的特點(diǎn)一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)23/361、過(guò)熱器及再熱器的作用過(guò)熱器：將鍋爐的飽和蒸汽進(jìn)一步加熱到所需過(guò)熱蒸汽溫度。再熱器：過(guò)熱蒸汽在汽輪機(jī)高壓缸中膨脹作功到一定程度后，再回到鍋爐中進(jìn)行加熱，然后再送至汽機(jī)中低壓缸作功的受熱面。本質(zhì)上也是過(guò)熱器過(guò)熱器及再熱器都是提高循環(huán)效率的需要！循環(huán)效率隨蒸汽溫度升高而提高；采用一次再熱可使循環(huán)熱效率提高4%~6%，采用二次再熱可進(jìn)一步提高2%。一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)24/36過(guò)熱器和再熱器的工作特點(diǎn):管內(nèi)工質(zhì)溫度高、傳熱性能差，金屬壁溫高，達(dá)到金屬使用極限。再熱器受熱面工作條件更差，再熱蒸汽壓力為過(guò)熱蒸汽壓力的20%左右，蒸汽放熱系數(shù)比高壓蒸汽小，導(dǎo)致管壁金屬溫度高；鍋爐參數(shù)提高，容量增大，過(guò)熱及再熱吸熱份額增加，鍋爐各受熱面數(shù)量和位置發(fā)生變化，過(guò)熱受熱面向爐膛移動(dòng)(輻射式過(guò)熱器)，工作條件更差。設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)，很容易引起受熱面金屬超溫，長(zhǎng)期超溫會(huì)造成爆管，工質(zhì)泄露，停機(jī)，是鍋爐故障最多的部件之一。一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)25/36設(shè)計(jì)及運(yùn)行應(yīng)注意汽溫波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)±

(5～10)℃?？煽康恼{(diào)溫手段，保證一定范圍內(nèi)維持額定汽溫。平行管子之間的熱偏差小。一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)2、過(guò)熱器及再熱器的分類按傳熱方式可分為：對(duì)流式，半輻射式和輻射式。輻射式：布置在爐膛中直接吸收爐膛高溫火焰輻射熱的過(guò)熱器。有多種布置方式：可布置在爐膛內(nèi)壁上(墻式過(guò)熱器),在爐頂(頂棚過(guò)熱器)，

懸掛在爐膛上部(前屏過(guò)熱器)。省煤器前屏過(guò)熱器低溫再熱器后屏過(guò)熱器末級(jí)過(guò)熱器高溫再熱器低溫過(guò)熱器26/36一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)半輻射式：既吸收爐膛內(nèi)高溫火焰的直接輻射熱也吸收煙氣對(duì)流放熱的過(guò)熱器。一般在爐膛的后上方，通常稱為屏式過(guò)熱器，或后屏過(guò)熱器(對(duì)有前屏過(guò)熱器的鍋爐)。后屏過(guò)熱器大屏過(guò)熱器27/36一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)對(duì)流式：布置在鍋爐對(duì)流煙道內(nèi)主要吸收煙氣對(duì)流放熱的過(guò)熱器。由許多平行連接的蛇形管連接在進(jìn)口出口箱上形成的部件?？闪⑹揭部膳P式放置。1—鍋筒；2—主蒸汽閥；3—過(guò)熱蒸汽出口集箱；4—面式減溫器；5—懸吊過(guò)熱器的梁；6—過(guò)熱器吊夾；7—低溫過(guò)熱器管子；8—定位支架；9—定位梳形板；10—高溫過(guò)熱器管子中壓鍋爐立式對(duì)流過(guò)熱器結(jié)構(gòu)28/36一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)根據(jù)煙氣與蒸汽相對(duì)流動(dòng)方向劃分的對(duì)流過(guò)熱器型式a)順流式；b)逆流式；c)雙逆流式；d)混流式29/36蒸汽的流向與煙氣可逆流，順流或混流。純逆流時(shí)，溫壓大，節(jié)省金屬，但管壁溫高，故高溫過(guò)熱器常采用混流布置。為了足夠的冷卻，管內(nèi)蒸汽流速為20~30m/s。一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)過(guò)熱器的基本結(jié)構(gòu)示例30/363、過(guò)熱器系統(tǒng)高壓以上鍋爐，過(guò)熱器系統(tǒng)包括兩種或三種換熱方式(輻射、對(duì)流)的聯(lián)合式過(guò)熱器，保證良好的汽溫特性。1—鍋筒；2—在爐膛壁上的輻射式過(guò)熱器；3—爐膛出口處屏式過(guò)熱器；4—立式對(duì)流過(guò)熱器；5—臥式對(duì)流過(guò)熱器；6—頂棚過(guò)熱器；7—噴水減溫器；8—過(guò)熱蒸汽出口集箱；9—懸吊管進(jìn)口集箱；10—懸吊管出口集箱；11—過(guò)熱器懸吊管；12—支撐擱條；13—水平過(guò)熱器蛇形管；14—燃燒器一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)31/36一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)32/364、再熱器的特點(diǎn)再熱器的進(jìn)汽是汽輪機(jī)高壓缸的排汽，壓力約為主蒸汽壓力的~20%，蒸汽與管壁之間的對(duì)流放熱系數(shù)小，對(duì)管壁的冷卻效果差。再熱蒸汽出口溫度與過(guò)熱蒸汽相同，為使再熱器管壁不超溫，再熱器盡量布置在煙氣溫度較低區(qū)域，并在出口段采用高級(jí)合金鋼。再熱蒸汽質(zhì)量流量為主蒸汽流量的~80%，但由于再熱蒸汽壓力低、比容大，其容積流量比主蒸汽大得多，因此再熱器連接管道直徑比主蒸汽管道大，再熱器本身也采用大管徑多管圈受熱面。一、過(guò)熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)33/36再熱器對(duì)傳熱偏差較敏感。相同溫度下，蒸汽的比熱隨壓力的下降而減小，再熱蒸汽的比熱比過(guò)熱蒸汽低。因此，在相同的熱偏差下，再熱蒸汽的出口汽溫偏差比過(guò)熱器大。再熱器出口汽溫受進(jìn)口汽溫影響，再熱器的進(jìn)汽是汽輪機(jī)高壓缸的排汽，高壓缸排汽溫度的變化影響再熱器的進(jìn)口及出口汽溫。再熱蒸汽側(cè)阻力大小直接影響機(jī)組效率，阻力每增加0.98MPa，汽輪機(jī)的汽耗增加0.28%，因此再熱器本身及其連接管道的阻力越小越好，一般限制在0.2MPa左右。目錄爐膛水冷壁1汽包2過(guò)熱器與再熱器的作用及結(jié)構(gòu)3過(guò)熱器與再熱器的汽溫特性434/36二、過(guò)熱器與再熱器的汽溫特性1、汽溫特性過(guò)熱器或再熱器出口蒸汽溫度與鍋爐負(fù)荷之間的關(guān)系稱之為汽溫特性，采用不同傳熱方式的過(guò)熱器與再熱器，汽溫變化特性不同。對(duì)流式過(guò)熱器與輻射式過(guò)熱器的汽溫特性是相反的：輻射受熱面：負(fù)荷增加，工質(zhì)流量和煤耗量相應(yīng)增加，然而爐內(nèi)輻射吸熱并不按比例增多，單位工質(zhì)吸熱量減少，受熱面