鍋爐過熱器和再熱器課件

鍋爐過熱器和再熱器課件過熱器.設(shè)備概述本爐過熱器由頂棚過熱器、包覆過熱器、低溫過熱器、前屏輻射式過熱器和末級過熱器五個部分組成，現(xiàn)場布置情況如下：頂棚過熱器：布置在爐膛及水平煙道的頂部。因其吸熱量很小，故其主要作用是構(gòu)成輕型平爐頂頂棚過熱器由232根管及進出口聯(lián)箱組成，管子①63.5x5.7,平均節(jié)距115mm,管長18697mm，頂棚管自頂棚過熱器入口聯(lián)箱引出，從爐膛前墻頂部呈水平方向并延伸至再熱器之后的頂棚過熱器出口聯(lián)箱（即包覆管過熱器入口聯(lián)箱）。頂棚管及其敷設(shè)爐墻的重量由進出口聯(lián)箱及設(shè)置在管段中間的吊桿來承受，經(jīng)吊桿及與之相連接的吊桿將其傳至鍋爐橫梁上。包覆管過熱器：是布置在鍋爐轉(zhuǎn)向室頂部和豎井煙道四周的貼墻管,因其吸熱量很小，其作用主要在于簡化煙道部分爐墻，將包覆管過熱器懸吊在爐頂梁上，在包覆管上敷設(shè)爐墻，可以簡化爐墻結(jié)構(gòu)，并減輕爐墻重量。包覆管過熱器由出入口聯(lián)箱以及轉(zhuǎn)向室頂部包覆管、前后墻包覆管（均為232根，節(jié)距為115mm）以及兩側(cè)墻包覆管組成，管子規(guī)格為①64.5x4.5,節(jié)距為115mm。包覆管過熱器進口聯(lián)箱橫臥在轉(zhuǎn)向室頂部的入口部位，標高55627mm。頂棚過熱器出來的一部分蒸汽經(jīng)一旦兩個位置確定后，再確定調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)的電氣零點量程與機械零點量程一致，且0—100%之間要有良好的線性，這個線性一般靠調(diào)整放大器或者定位器能實現(xiàn)，需要反復(fù)調(diào)整。上述調(diào)試完成以后調(diào)出閥門的反饋，反饋要求與閥門的開度指令線性,這樣在系統(tǒng)運行以后一般能滿足要求。4、再熱汽溫的調(diào)節(jié)對于中間再熱鍋爐，與主蒸汽溫度相似，再熱汽溫偏離額定值同樣會影響機組運行的經(jīng)濟性和可靠性。例如再熱汽溫偏低，將使汽輪機汽耗量增加，再熱汽溫過高，可能會造成金屬材料的損壞，特別是再熱汽溫的急劇改變，將會導(dǎo)致中壓缸與轉(zhuǎn)子間的脹差發(fā)生顯著變化，有可能引起汽輪機的劇烈振動和事故，威脅設(shè)備的安全，因此，運行中也要采取必要的調(diào)節(jié)措施，使再熱汽溫保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。再熱汽溫與主蒸汽溫度一樣，也受到鍋爐機組各種運行因素的影響，如鍋爐負荷、給水溫度、燃料性質(zhì)、燃燒工況以及受熱面的清潔程度等工況都將引起再熱汽溫發(fā)生變化，本爐再熱器布置在水平煙道內(nèi)，故再熱汽溫的變化呈對流特性。但是，由于再熱蒸汽的壓力低，因而再熱蒸汽比熱較主蒸汽為少，這樣，等量的蒸汽在獲得相同熱量時再熱汽溫的變化就比主汽溫度大。此外，再熱汽溫還受到汽輪機工況的影響，在過熱器中，進口蒸汽溫度始終等于汽包壓力下的飽和溫度，而在再熱器中,進口蒸汽溫度則隨汽機負荷的增加而升高，隨負荷的減少而降低，所以,再熱汽溫的波動要較主汽溫度為大。本爐的再熱蒸汽溫度主要是通過在爐膛底部注入熱風予以調(diào)節(jié)的，在鍋爐最大連續(xù)出力時，熱風注入擋板開度為零，隨著負荷的降低，逐漸增大爐底注入的熱風量，并相應(yīng)減少二次風和三次風量，使總風量與燃煤量相適應(yīng)，由于爐底熱風的注入，抬高了爐膛火焰中心的位置，使得爐膛出口煙氣溫度升高，增加了再熱器的吸熱量，使再熱汽溫能夠維持在額定值。在高負荷不正常運行條件下，可投入事故噴水減溫，使再熱汽溫不至于超過允許高限。與入口聯(lián)箱相連的單排對流管束引入前包覆管。對流管束構(gòu)成了水平煙道和尾部煙道的結(jié)合面。對流管束管徑為，管節(jié)距為230mm。一部分蒸汽順著頂棚管的流動方向進入轉(zhuǎn)向室頂部包覆管，蒸汽在右后墻改變方向進入后墻包覆管，將蒸汽引入包覆管出口環(huán)行聯(lián)箱；另一部分由入口聯(lián)箱引出的側(cè)包墻連通管將蒸汽引入兩側(cè)包墻管后進入包覆管出口環(huán)行聯(lián)箱，即低溫省煤器入口聯(lián)箱；所有包覆管過熱器均通過聯(lián)箱及其所連接的吊桿懸吊在爐頂梁上。13低溫過熱器：由蛇行管及其進出口聯(lián)箱組成。蛇行管沿豎井高度分為三段：入口段和中間段管組采用逆流水平布置，中間留有1150mm的檢修空間；出口管段的管組采用立式順流布置；全部管子均為平行順列布置。入口段管組管子為①51x4.6，為三管圈，沿煙道寬度方向分為230排，即有3x230根并列蛇行管。管排節(jié)距為U5,管子節(jié)距為71.1mm,中間段管組與入口段管組相同。低溫過熱器水平段蛇行管的重量由兩排共230根省煤器懸吊管懸吊。出口段管組位于轉(zhuǎn)向室入口，是由低溫過熱器水平段蛇行管伸延的出口垂直段。管徑①51x4.6/5.0,沿煙道寬度方向分為115排，每排6根并列管，管排節(jié)距230mm,管子節(jié)距71.1/750管組內(nèi)管圈彎曲半徑為81.9mm。為保持縱向節(jié)距的固定及管束平面的平整，在管束下部設(shè)一道管夾，管束上部的并列管由帶板焊在一起，其懸吊結(jié)構(gòu)通過出口聯(lián)箱及管屏吊箍，吊在爐頂梁上。屏式過熱器：從初級過熱器出來的蒸汽分四個獨立的汽流離開出口聯(lián)箱（鍋爐兩側(cè)各為兩個），每個汽流在進入相應(yīng)的屏式過熱器入口集箱前，通過各自的一級減溫器縱向布置在爐膛的上部由2個進口聯(lián)箱、2個出口聯(lián)箱及32片U型管屏組成。爐內(nèi)屏高14000mm,屏寬3122mm,屏間距離805mm。每屏有并列管28根，管徑①38x6.3。直管段管距為5mm，彎管段管距為12mm。屏過入口段管材為BS3059PT2622490S2CAT2;出口段管材為：BS3059PT291S2CAT2O兩管段焊口在入口側(cè)標高44100mm左右（+43845mm吹灰孔以上）;為保持同屏管面整齊，使屏間管具有均勻的縱橫向節(jié)距，在管排不同高度上向外圈管算起分別由10、11、14、15、20、21根管彎成環(huán)繞管，環(huán)繞管貼緊管屏兩側(cè)表面的橫向管將管屏壓緊，在出入口段管屏靠近下部位置管子的左側(cè)或右側(cè)焊有隔片套板,以保持管子的縱向節(jié)距。前屏過熱器進出口聯(lián)箱縱向平行布置在爐膛頂部，進出口聯(lián)箱直徑出口聯(lián)箱直徑為，前屏進出口聯(lián)箱分別與32個管屏的進出口導(dǎo)管（進口①139.7x15，出口①168.3x16）的小聯(lián)箱相連。（入口聯(lián)箱①168.3x25,出口聯(lián)箱①193.7x30）,從前屏過熱器出口聯(lián)箱出來的蒸汽分四個汽流通過連通管再跨接到末級過熱器的進口聯(lián)箱，其各自的二級減溫器作為過熱汽溫的細調(diào)及校正左右側(cè)汽溫偏差之用。末級過熱器：由進出口聯(lián)箱及32片U型管屏組成。每片管屏由22根管子平行彎曲而成，末級屏縱向布置在爐膛出口處，爐內(nèi)屏高13915mm,屏寬3551.1mm,屏間距離805mm,管子直徑①44.5x7.6，管子節(jié)距62.3mm。末級過熱器入口管材為BS3059PT2622490S2CAT2,出口管材為BS3059PT291S2CAT2O材質(zhì)改變焊口在入口段距管屏底部8761mm處;其管屏結(jié)構(gòu)與屏過相似，其環(huán)繞管分別是8、9、12、13、18、19;末級過熱器有兩個進口聯(lián)箱，經(jīng)32根①209.7x28的導(dǎo)管與32個進口小聯(lián)箱(0219.1x28)相連，其32個出口小聯(lián)箱(①219.1x34)經(jīng)32根①193.7x20的導(dǎo)管與出口集汽聯(lián)箱相連，集汽聯(lián)箱為①。2.蒸汽流程及設(shè)備規(guī)范蒸汽流程由汽包出來的飽和蒸汽通過飽和蒸汽引出管匯集于頂棚過熱器的入口聯(lián)箱，然后流經(jīng)頂棚過熱器管進入包覆管過熱器入口聯(lián)箱，該聯(lián)箱出來的蒸汽分四路，有兩路通過連接管將蒸汽分別引入兩側(cè)包覆管的入口聯(lián)箱，另一路經(jīng)轉(zhuǎn)向室頂部包覆管并折轉(zhuǎn)進入后包覆管，最后一路經(jīng)對流管束進入前包覆管，這四路經(jīng)過包覆管后的蒸汽最終匯集到出口環(huán)形聯(lián)箱，即低溫過熱器的入口聯(lián)箱；蒸汽經(jīng)低溫過熱器蛇行管后，通過低溫過熱器的蒸汽在一級噴水減溫后經(jīng)左右交叉然后進入屏式過熱器入口聯(lián)箱，并經(jīng)分配管分配至前過入口小聯(lián)箱(入口短管箱)經(jīng)屏過管進入出口小聯(lián)箱(出口短管箱)屏式過熱器出來的蒸汽經(jīng)2級噴水減溫后進入末級過熱器入口聯(lián)箱經(jīng)分配管至分配聯(lián)箱，在末級過熱器管屏進入出口分配聯(lián)箱，最后集中在末過出口聯(lián)箱到汽機高壓缸。再熱器1.設(shè)備概述本鍋爐的再熱器為單級布置，汽機高壓缸排汽通過二根連通管進入再熱器進口聯(lián)箱，從出口聯(lián)箱出來的再熱蒸汽被送入汽機中壓缸，在高壓缸排汽和再熱器進口聯(lián)箱之間的蒸汽連通管上，裝有事故噴水減溫器。該再熱器布置在末級過熱器之后，占據(jù)了鍋爐的整個前廊煙道，主要吸收煙氣沖刷管束的對流熱量。為保證受熱面管子的正常工作，再熱器采用混流布置，即蒸汽首先在管中逆流傳熱，至前廳倒轉(zhuǎn)回路煙溫較高的區(qū)域后，變?yōu)轫樍鱾鳠?，另外根?jù)再熱器管段在煙流中的不同位置，采用了四種不同的金屬材料，使得設(shè)備能夠經(jīng)濟安全的運行。2.設(shè)備結(jié)構(gòu)及規(guī)范設(shè)備結(jié)構(gòu)再熱器由進出口聯(lián)箱及后廳和前廳蛇行管組成，再熱器為8管圈結(jié)構(gòu),沿煙道高度方向排列，共115排，管排節(jié)距為230mm,每隔2根頂棚管布置一排蛇行管，管子節(jié)距75mm。由于再熱器管采用了四種不同等級的金屬材料，因此有三個材料變更焊口，將再熱器蛇行管分為四段，即：冷段入口段、冷段過渡（出口）段、熱段過渡（入口）段、熱段出口段。相應(yīng)管徑規(guī)格分別為①54x4.5、①54x4.5、①54x4.6、①51x4.5。管子穿越頂棚的部位，在管子上裝有①63x4.5的用于密封的管套。為了保持管束處于同一平面及縱向節(jié)距的均衡，在蛇行回路上采用管夾結(jié)構(gòu)固定再熱器管子，在管束上部轉(zhuǎn)彎處的某些部位的管間焊有連接帶板；再熱器采用全懸吊結(jié)構(gòu)，在再熱器進出口聯(lián)箱及倒U型彎頭處，均設(shè)有吊桿，將其重量懸吊在爐頂橫梁上。蒸汽溫度的調(diào)節(jié)汽溫偏離額定值過大時，會影響鍋爐和汽輪機運行的安全性和經(jīng)濟性。汽溫過高，會加快金屬材料的蠕變，還會使過熱器、蒸汽管道、汽輪機高壓部分等產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力，因而縮短設(shè)備的使用壽命，當發(fā)生嚴重超溫時，甚至會造成過熱器管爆破。汽溫過低，會使汽輪機最后幾級的蒸汽濕度增加，對葉片的侵蝕作用加劇，嚴重時將會發(fā)生水沖擊，威脅汽輪機的安全，而且當壓力不變汽溫降低時，蒸汽焰減小，蒸汽的做功能力相應(yīng)減小，汽輪機的汽耗必然增加，降低了電廠運行的經(jīng)濟性。1.為保證鍋爐的安全經(jīng)濟運行，本鍋爐在所有工況運行期間，對過熱和再熱汽溫的偏差值有如下要求：（以下數(shù)據(jù)僅為參考）（1）每天負荷變化四次，最大溫度偏差為5℃;(2)過熱汽溫比額定值高2(TC或再熱汽溫比額定值高出25(條件下的運行時間為：每天不超過20分鐘，每年不超過122小時，并認為在以上汽溫條件下運行，累計運行時間不超過如下范圍時，對設(shè)備的使用壽命沒有影響；對于過熱器＜400小時/年對于再熱器＜175小時/年2、過熱汽溫的調(diào)節(jié)本爐采用噴水式減溫器，將給水直接噴射到過熱蒸汽中以降低蒸汽溫度,這種調(diào)溫方式只能使蒸汽減溫而不能升溫。為了保證在各種工況下汽溫維持額定值，過熱器的受熱面積都適當?shù)卦O(shè)計得大一些，使在低負荷時不投用減溫器能得到正常的汽溫，而在高負荷時則利用減溫器來降低汽;日/-Un.?按設(shè)計要求，本鍋爐應(yīng)能在50%負荷至鍋爐最大連續(xù)出力負荷范圍內(nèi)保證過熱汽溫在額定值，為此，鍋爐在50%負荷時，能夠維持額定汽溫，并在此負荷點將減溫器投入運行。隨著負荷的增加，逐漸調(diào)整減溫水量，使得過熱汽溫在要求的范圍之內(nèi)。本鍋爐裝置有兩級噴水減溫器。第一級作為粗調(diào)節(jié)，第二級作為細調(diào)節(jié)，以此比較準確地控制過熱器出口主蒸汽溫度，使其符合規(guī)定數(shù)值。此外，當汽溫問題成為運行中的主要矛盾時，可以在燃燒工況允許的范圍由調(diào)節(jié)送風量，以改變流經(jīng)過熱器的煙氣量，達到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目的。3、常見的過熱器溫控制系統(tǒng)影響過熱器溫的因素很多，從理論上來講，使過熱器溫度發(fā)生變化的措施都可以作為調(diào)節(jié)手段。但是不論何種擾動因素，并非一擾動汽溫就立即變化，而是有一定的時滯，同時，汽溫的變化又是逐漸上升的經(jīng)過一段后才穩(wěn)定在新的數(shù)值上，從調(diào)節(jié)的要求來看，總是希望調(diào)節(jié)通道的時滯和時間常數(shù)盡可能小一些，這樣可使調(diào)節(jié)靈敏和調(diào)節(jié)品質(zhì)較高。根據(jù)生產(chǎn)過程的實際情況，過熱器溫調(diào)節(jié)常用的方法有以下兩種：(1)、改變煙氣側(cè)熱量煙氣側(cè)的擾動一般是由于爐內(nèi)燃料量或空氣量的變動而引起過熱器區(qū)煙氣流量和溫度的變化,這個過程是很快的通常幾秒鐘內(nèi)就會對整個過熱器發(fā)生作用，這是調(diào)節(jié)汽溫的一種較好的調(diào)節(jié)方法，通常采用改變煙氣量或煙氣溫度來實現(xiàn)。改變煙氣量的調(diào)節(jié)方法就是在與過熱器煙道并聯(lián)的旁路煙道中，裝有作為調(diào)節(jié)機構(gòu)的特殊擋板組成。該調(diào)節(jié)閥的主要缺點是調(diào)節(jié)擋板處在高溫的工作條件下其材料和冷卻都較困難。改變煙氣溫度的調(diào)節(jié)方法通常是移動爐膛內(nèi)的燃燒中心，以改變輻射受熱面和對流受熱面的吸熱量分配比例，從而改變進入過熱器煙道的煙氣溫度。我廠W型火焰爐可以通過改變一次風量大小來改變火焰中心的位置，近而達到改變過熱器溫的目的。(2)、改變減溫水量利用改變減溫水量來調(diào)節(jié)過熱汽溫，噴水減溫器一般安裝在兩段過熱器中間動態(tài)響應(yīng)特性比較好，因為直接把水噴入蒸汽中，以使過熱汽溫降低，噴水減溫的優(yōu)點是調(diào)節(jié)范圍大，設(shè)備又不復(fù)雜，故