鍋爐基礎(chǔ)知識大全

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第一章

鍋爐的工作原理

鍋爐的用途及工作原理：

鍋爐是國民經(jīng)濟(jì)中重要的熱能供應(yīng)設(shè)備。電力、機(jī)械、

冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè)，以及工業(yè)和民

用采暖都需要鍋爐供給大量的熱能。）

鍋爐是利用燃料燃燒釋放出的熱能或其他能量將工

質(zhì)（中間載熱體）加熱到一定參數(shù)的設(shè)備。應(yīng)用于加熱

水使之轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝腻仩t稱為蒸汽鍋爐，也稱為蒸汽發(fā)生

器。應(yīng)用于加熱水使之提高溫度轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴腻仩t，稱

為熱水鍋爐；而應(yīng)用于加熱有機(jī)熱載體的鍋爐稱為有機(jī)熱

載體鍋爐。

從能源利用的角度看，鍋爐是一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。在

鍋爐中，一次能源（燃料）的化學(xué)貯藏能通過燃燒過程

轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物（煙氣和灰渣）所載有的熱能，然后又

通過傳熱過程將熱量傳遞給中間載熱體（例如水和蒸

汽）,依靠它將熱量輸送到用熱設(shè)備中去。

這種傳輸熱量的中間載熱體屬于二次能源，因?yàn)樗?/p>

的用途就是向用能設(shè)備提供能量。

當(dāng)中間載熱體用于在熱機(jī)中進(jìn)行熱一功轉(zhuǎn)換時，就

叫做“工質(zhì)”。如果中間載熱體只是向熱設(shè)備傳輸、提供

熱量以進(jìn)行熱利用，則通常被稱為“熱媒”。

鍋爐按其用途可以分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、船舶鍋

爐和機(jī)車鍋爐等四類。前兩類又稱為固定式鍋爐,因?yàn)槭?/p>

安裝在固定基礎(chǔ)上而不可移動的。后兩類則稱為移動式鍋

爐。本文介紹的是固定式工業(yè)鍋爐。

在鍋爐中進(jìn)行著三個主要過程：

（1）、燃料在爐內(nèi)燃燒,其化學(xué)貯藏能以熱能的形式

釋放出來，使火焰和燃燒產(chǎn)物（煙氣和灰渣）具有高溫。

（2）、高溫火焰和煙氣通過“受熱面”向工質(zhì)（熱

媒）傳遞熱量。

（3）、工質(zhì)（熱媒）被加熱，其溫度升高或者汽化為飽

和蒸汽，或再進(jìn)一步被加熱成為過熱蒸汽。

以上三個過程是互相關(guān)聯(lián)并且同時進(jìn)行的，實(shí)現(xiàn)著能

量的轉(zhuǎn)換和傳遞。

伴隨著能量的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移還進(jìn)行著物質(zhì)的流動和變

化：

（1）工質(zhì)，例如給水（或回水〉進(jìn)入鍋爐，最后以蒸

汽（或熱水）的形式供出。

（2）燃料，例如煤進(jìn)入爐內(nèi)燃燒，其可燃部分燃燒后

連同原含水分轉(zhuǎn)化為煙氣，其原含灰分則殘存為灰渣。

（3）空氣送入爐內(nèi)，其中氧氣參加燃燒反應(yīng)，過剩的

空氣和反應(yīng)剩余的惰性氣體混在煙氣中排出。

水一汽系統(tǒng)、煤一灰系統(tǒng)和風(fēng)二煙系統(tǒng)是鍋爐的三大

主要系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)的工作是同時進(jìn)行的。

通常將燃料和煙氣這一側(cè)所進(jìn)行的過程（包括燃

燒、放熱、排渣、氣體流動等）總稱為“爐內(nèi)過程“；

把水、汽這一側(cè)所進(jìn)行的過程（水和蒸汽流動、吸熱、

汽化、汽水分離、熱化學(xué)過程等）總稱為“鍋內(nèi)過程

一、按用途分類：

1.電站鍋爐：用于發(fā)電，大多為大容量、高參數(shù)鍋

爐，火室燃燒，效率高，出口工質(zhì)為過熱蒸汽。

2.工業(yè)鍋爐：用于工業(yè)生產(chǎn)和采暖，大多數(shù)為低壓、

低溫、小容量鍋爐，火床燃燒居多，熱效率較低，出口，

1.低壓鍋爐：一般壓力小于1.275MPa

2.中壓鍋爐：一般壓力為3.825MPa

3.高壓鍋爐：一般壓力為9.8MPa

4.超高壓鍋爐：一般壓力為13.73MPa

5.亞臨界壓力鍋爐：一般壓力為16.67MPa6,超臨

界壓力鍋爐：一般壓力為22.13MPa

五、按燃燒方式分類

1.火床燃燒鍋爐：主要用于工業(yè)鍋爐，包括固定爐

排爐、往復(fù)爐排爐等。

2.火室燃燒鍋爐：主要用于電站鍋爐，燃用液體燃

料、氣體燃料和煤粉的鍋爐均為火室燃燒鍋爐

3.沸騰爐：送入爐排空氣流速較高，使大顆粒燃煤

在爐排上面的沸騰床中翻騰燃燒，小顆粒燃煤隨空氣上升

并燃燒。

六、按所用燃料或能源分類

1.固體燃料鍋爐：燃用煤等固體燃料；

2.液體燃料鍋爐：燃用重油等液體燃料；

3.氣體燃料鍋爐：燃用天然氣等氣體燃料；

七、按排渣方式分類

1.固態(tài)排渣鍋爐

2.液態(tài)排渣鍋爐

八、按爐膛煙氣壓力

1.負(fù)壓鍋爐：爐膛壓力保持負(fù)壓，有送、引風(fēng)機(jī)，

是燃煤鍋爐主要型式；

2.微正壓鍋爐：爐膛表壓2—5KPa,不需引風(fēng)機(jī)，

易于低氧燃燒；

九、鍋筒布置分類

1.單鍋筒

2.雙鍋筒

十、余熱鍋爐：利用冶金、石油化工等工業(yè)的余熱

作熱源；

十一、原子能鍋爐：利用核反應(yīng)堆所釋放熱能作為

熱源的蒸汽發(fā)生器；

十二、廢熱鍋爐：利用垃圾、樹皮、廢液等廢料作

為燃料的鍋爐；

十三、其它能源鍋爐：利用地?zé)?、太陽能等能源?/p>

蒸汽發(fā)生器或熱水器。

A級鍋爐：額定工作壓力（表壓，下同）P>3.8MPa

的鍋爐，包括：

1.超超臨界鍋爐：P>27.0MPa或額定出口溫度

2590C的鍋爐；

2,超臨界鍋爐:22.1MPa<P<27.0MPa：

3.亞臨界鍋爐：16.7MPagPV22.1MPa；

4.超高壓鍋爐：13.7MPa<P<16.7MPa;

5.高壓鍋爐：9.8MPa<P<13,7MPa；

6?次高壓鍋爐：5.4MPa<P<9.8MPa；

7.中壓鍋爐：3.8MPagPV5.4MPa。

B級鍋爐；

1.蒸汽鍋爐：0.8MPaVPV3.8MPa或額定蒸發(fā)量〉

1.0t/h；

2.熱水鍋爐：額定出水溫度21200c或額定熱功率〉

4.2MW；

3.有機(jī)熱載體鍋爐：

(1)使用氣相有機(jī)熱載體的鍋爐；

(2)液相有機(jī)熱載體鍋爐:額定熱功率>4.2MW；

C級鍋爐，除D級鍋爐外的下列鍋爐：

1.蒸汽鍋爐：額定工作壓力S0.8MPa且額定蒸發(fā)量

<1.0t/h的蒸汽鍋爐；

2.熱水鍋爐：額定出水溫度<120℃且額定熱功率

<4.2MW；

3.液相有機(jī)熱載體鍋爐：額定熱功率W4.2MW。

D級鍋爐：

1.蒸汽鍋爐：設(shè)計正常水位時水容積W50L且額定工

作壓力＜0.8MPa；

2,汽水兩用鍋爐：額定工作壓力g0.04MPa且額定蒸

發(fā)量W0.5t/h的鍋爐；E僅用自來水加壓的熱水鍋爐，且

出水溫度395℃。

十四、自由名稱分類：

燃煤鍋爐熱水鍋爐燃油鍋爐蒸汽鍋爐電熱鍋爐

環(huán)保鍋爐特種鍋爐燃?xì)忮仩t水管鍋爐導(dǎo)熱油鍋爐專

用鍋爐雙燃料鍋爐余熱鍋爐常壓鍋爐電鍋爐工業(yè)鍋

爐熱風(fēng)鍋爐承壓鍋爐真空鍋爐鏈條鍋爐家用鍋爐

沼氣鍋爐取暖鍋爐茶浴鍋爐電站鍋爐秸桿氣化爐焚

燒爐水煤漿鍋爐煤氣發(fā)生爐有機(jī)熱載體鍋爐循環(huán)流

化床鍋爐注：我們的常說的鍋爐是指工業(yè)鍋爐，有蒸汽

鍋爐、熱水鍋爐和有機(jī)熱載體鍋爐。

我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的型號的編制方法是依據(jù)JB1626

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行的。其型號由三部分組成。各部分之間用短

線隔開。表示方法如下:

第一部分第二部分第三部分

A—/--------

X

△△△XXXX/X

頷定蒸

或

量

發(fā)

熱

定

額過熱蒸汽

率

功溫度（P）

或出水溫

燃燒方式代號度/回水溫

度

鍋爐形式代號介質(zhì)出口壓力

第一部分：表示鍋爐型式，燃燒方式和額定蒸發(fā)量或

額定熱功率。

共分三段：第一段用兩個漢語拼音表示鍋爐總體形式

見表1—1和表1—2；第二段用一個漢語拼音字母代表燃燒

方式（廢熱鍋爐無燃燒方式代號）見表1—3；第三段用阿

拉伯?dāng)?shù)字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量，單位為t/h（噸/小

時），或熱水鍋爐的額定熱功率，單位為MW（兆瓦）或

廢熱鍋爐的受熱面，單位為m2（平方米）。

第二部分：表示介質(zhì)參數(shù)。共分兩段，中間用斜線分

開，第一段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示介質(zhì)出口壓力，單位為MPa

（兆帕）；第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示過熱蒸汽溫度或出水

溫度、回水溫度，單位為℃,生產(chǎn)飽和蒸汽的鍋爐沒有這

段數(shù)字。

第三部分：表示燃料種類和設(shè)計次序。共分兩段：第

一段用漢語拼音字母代表燃料種類，同時以羅馬數(shù)字代表

燃料分類與之并列，見表1—4。如同時使用幾種燃料，主

要燃料放在前面一段連接書寫。原型設(shè)計無第二段。

舉例：

(1)DZL4—1.0—All,表示單鍋筒縱置式鏈條爐排

額定蒸發(fā)量為4噸/小時，蒸汽壓力為I.OMPa,蒸汽溫度

為飽和溫度，燃用H類煙煤，原型設(shè)計的蒸氣鍋爐。

(2)WNS2—0.7—YC,表示臥式內(nèi)燃室燃爐，額定

蒸發(fā)量為2噸/小時，蒸汽壓力為0.7MPa,蒸汽溫度為飽

和溫度，燃柴油原型設(shè)計的蒸氣鍋爐。

(3)QXS7—1.0/115/90—QT,表示強(qiáng)制循環(huán)室燃

爐，額定功率為7MW,供水壓力為1.0MPa,供水溫度為

115℃,回水溫度為90℃,天然氣原型設(shè)計的熱水鍋爐。

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主要部件（汽包，受熱面，集箱，管道）爐本體：

爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器、煙風(fēng)道鍋本體：省煤器、

汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過熱器、再熱器等。

一、汽包

汽包（亦稱鍋筒）是自然循環(huán)鍋爐中最重要的受壓元

件，汽包的作用主要有:

1:是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，保

證鍋爐正常的水循環(huán)。

2：內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐

蒸汽品質(zhì)。

3：有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變

化速度。

4：汽包上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等

設(shè)備，保證鍋爐安全運(yùn)行。

汽包工作流程是：從水冷壁來的汽水混合物經(jīng)過汽包

上部引入管進(jìn)入汽包內(nèi)部，沿著汽包內(nèi)壁與弧形襯板形成

的狹窄的環(huán)形通道流下，使汽水混合物以適當(dāng)?shù)牧魉倬鶆?/p>

的傳熱給汽包內(nèi)壁，這樣克服了鍋爐啟停時汽包上下壁溫

差過大的困難，可以較快的啟動。進(jìn)入汽包的汽水混合物

分別進(jìn)入汽水旋風(fēng)分離器，利用改變流動方向時的慣性進(jìn)

行慣性分離，這是汽水混合物的第一次分離。被分離出來

的蒸汽仍帶有不少水分，從分離器頂部進(jìn)入波形板分離

器，它裝在旋風(fēng)分離器頂部，帶有部分水滴的蒸汽在波形

板間的縫隙中流動，利用使水黏附在金屬壁面上形成水膜

往下流，將水滴再次分離出來，稱為二次分離。二次分離

后的蒸汽最后經(jīng)過蒸汽清洗，利用水的密度差進(jìn)行重力分

離，這是三次分離。蒸汽經(jīng)過三次分離后，達(dá)到了蒸汽質(zhì)

量標(biāo)準(zhǔn)，再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。

二，受熱面

鍋和爐是通過傳熱過程相互聯(lián)系在一起的。鍋和爐的

分界面就是受熱面，通過受熱面進(jìn)行著放熱介質(zhì)（火

焰、煙氣）向受熱介質(zhì)（水、蒸汽或空氣）的傳熱。

受熱面從放熱介質(zhì)吸收熱量并向受熱介質(zhì)放出熱量。

同時、連續(xù)進(jìn)行吸熱和放熱的受熱面稱為間壁式受熱

面，放熱介質(zhì)和受熱介質(zhì)分別處于受熱面的兩側(cè)。如果放

熱介質(zhì)和受熱介質(zhì)分別輪流交替地、周期地與受熱面相接

觸，在接觸中向受熱面放熱或從受熱面吸熱，則這種受熱

面稱為蓄熱式（也叫再生式）受熱面。主要以輻射換熱

的方式吸收放熱介質(zhì)放熱量的受熱面稱為輻射受熱面。輻

射愛熱面布置在爐膛內(nèi)。主要以對流換熱的方式吸收放熱

介質(zhì)放熱量的受熱面稱為對流受熱面。對流受熱面布置

在爐膛出口以后的、煙氣溫度較低的煙道內(nèi)。布置對流

受熱面的煙道稱為對流煙道。受熱面向受熱介質(zhì)的放熱主

要通過對流換熱的方式進(jìn)行。根據(jù)水的加熱、汽化過程的

順序，可以將受熱面劃分為水的預(yù)熱受熱面、汽化受熱面

（也叫蒸發(fā)受熱面）和蒸汽過熱器。水的預(yù)熱受熱面通

常布置在低溫?zé)煔獠课灰曰厥张艧熡酂帷⒐?jié)約燃料、因而

一般稱之為一省煤器。

此外，排煙余熱也可以回收利用于預(yù)熱助燃空氣，這

種余熱回收受熱面叫做空氣預(yù)熱器。省煤器和空氣預(yù)熱器

都布置在鍋爐煙氣流程的尾部，所以又統(tǒng)稱為尾部受熱

面。

受熱面按其結(jié)構(gòu)又可分為板式和管式。煙氣在管內(nèi)流

過的受熱面稱為煙管受熱面，水在管內(nèi)流過的受熱面稱

為水管受熱面。容納水和蒸汽并兼作鍋爐外殼的筒形受壓

容器稱為一鍋筒—或一鍋殼—。受熱面主要布置

在鍋殼內(nèi)部的鍋爐稱為鍋殼鍋爐（舊稱火管鍋爐）。

內(nèi)燃式鍋殼鍋爐的爐膛設(shè)置在爐殼內(nèi)，叫做一爐

膽氣爐膽本身也就是輻射受熱面。布置在鍋殼內(nèi)的煙管

為對流受熱面。

外燃式鍋殼鍋爐的爐膛設(shè)置在鍋殼之外，此時，鍋

殼的一部分表面（向火部位）為輻射受熱面。煙管仍布

置在鍋殼內(nèi)部。如果在外置爐膛內(nèi)還布置水管受熱面作

為輻射受熱面，則構(gòu)成為水火管鍋爐。外燃式鍋爐的鍋

殼已不能完全起鍋爐外殼的作用，因?yàn)橥庵脿t膛是用

爐墻作為外殼的。以布置在爐墻砌體空間內(nèi)的水管為主要

受熱面的鍋爐稱為水管鍋爐。受熱面與鍋筒、集箱和爐

外管道構(gòu)成整個水一汽系統(tǒng)。

三、集箱

它是匯集爐管排列聯(lián)接的主要元件，有分配供水和引

出的作用，按其所在位置有上集箱和下集箱或進(jìn)口集箱和

出口集箱之分。

上集箱位于爐管上部，匯集上升管束的水汽混合物，

通過導(dǎo)管引人上鍋筒。有些上集箱安裝在爐墻外部，在與

爐管相對的位置開有成排手孔，以便清掃爐管內(nèi)部。

下集箱位于爐管的下部，與下鍋筒連接供水、分配給

上升爐管。位于爐排兩側(cè)的下集箱，具有防止?fàn)t排兩側(cè)爐

墻燒壞或掛焦的作用，稱為防焦箱。

下集箱有排污管，端部還開有手孔，以便檢查清掃集

箱內(nèi)部。

除鍋爐本體集箱外，在省煤器，過熱器等部件上也有

各自相應(yīng)的集箱。集箱一般由較大直徑的無縫鋼管和兩個

端蓋焊接而成。近年來有些制造廠將管端旋壓收口，取代

焊接端蓋，結(jié)構(gòu)更加合理。

四、省煤器(economizer)

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11聲

；中國供熱

省煤器

定義：利用低溫?zé)煔饧訜峤o水的受熱面。

省煤器（英文名稱Economizer）就是鍋爐尾部煙道

中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于

它吸收的是比較低溫的煙氣，降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)

省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器.

省煤器鋼管式省煤器不受壓力限制，可以用作沸騰

式，一般由外徑為32?51毫米的碳素鋼管制成。有時在管

外加鰭片和肋片，以改善傳熱效果。鋼管式省煤器由水平

布置的并聯(lián)彎頭管子（習(xí)稱蛇形管）組成.省煤器分類

省煤器的分類有多種方式，可按如下幾種方式分類：

1、按給水被加熱的程度：可分為非沸騰式和沸騰式

兩種。

2、按制造材料分：有鑄鐵和鋼管省煤器兩種。非沸

騰式省煤器多采用鑄鐵制成的，但也有用鋼管制成的，而

沸騰式省煤器只能用鋼管制成。鑄鐵省煤器多應(yīng)用于壓力

S2.5MPa的鍋爐。如壓力超過2.5MPa時，應(yīng)當(dāng)采用鋼管

制成的省煤器。

3、按裝置的形式分：有立式及臥式兩種。

4、按排煙與給水的相對流向分：有順流式、逆流式

和混合式三種。

省煤器作用：

1、吸收低溫?zé)煔獾臒崃浚档团艧煖囟?，減少排煙

損失，節(jié)省燃料。

2、由于給水進(jìn)入汽包之前先在省煤器加熱，因此減

少了給水在受熱面的吸熱，可以用省煤器來代替部分造價

較高的蒸發(fā)受熱面。

3、給水溫度提高了，進(jìn)入汽包就會減小壁溫差，熱

應(yīng)力相應(yīng)的減小，延長汽包使用壽命。

省煤器再循環(huán)：在鍋爐(汽包鍋爐)的啟動過程中，由于

其汽水管道的循環(huán)沒有建立，即鍋爐給水處于停滯狀態(tài)，此

時省煤器內(nèi)的水處于不流動的狀態(tài)，隨著鍋爐燃燒的加強(qiáng),

煙氣溫度的提高,省煤器內(nèi)的水容易產(chǎn)生汽化，使省煤器的

局部處于超溫狀態(tài).為了避免這個情況的出現(xiàn)，從汽包的集

中下水管再接一管道到省煤器的入口，作為再循環(huán)管道，使

省煤器內(nèi)的水處于流動狀態(tài),避免其汽化。

五、再熱器(reheater,RH)

定義：將汽輪機(jī)高壓缸或中壓缸的排汽再次加熱到規(guī)

定溫度的鍋爐受熱面。

再熱器實(shí)質(zhì)上是一種把作過功的低壓蒸汽再進(jìn)行加

熱并達(dá)到一定溫度的蒸汽過熱器，再熱器的作用進(jìn)一步提

高了電廠循環(huán)的熱效率，并使汽輪機(jī)末級葉片的蒸汽溫度

控制在允許的范圍內(nèi)。

好處:

1,降低水蒸氣的濕度，有利于保護(hù)汽輪機(jī)的葉片

2,可以提高汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率和絕對內(nèi)效率

作用：為了提高大型發(fā)電機(jī)組循環(huán)熱效率，廣泛采用

中間再熱循環(huán)。從鍋爐過熱器出來的主蒸汽在汽輪機(jī)高壓

缸作功后，送到再熱器中再加熱以提高溫度，然后送入汽

輪機(jī)中壓缸繼續(xù)膨脹作功，稱為一次中間再熱循環(huán)，可相

對提高循環(huán)效率4?5%。有些大型機(jī)組，在中壓缸后再次

將排汽送回鍋爐加熱，稱為兩次中間再熱循環(huán)，可再相對

提高循環(huán)效率的2%左右。個別試驗(yàn)機(jī)組甚至采用三次中

間再熱循環(huán)。采用再熱循環(huán)后,鍋爐-汽輪機(jī)裝置的熱力系

統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行調(diào)節(jié)都變得復(fù)雜，造價增加，故在100兆

瓦以上的發(fā)電機(jī)組中才采用，通常只采用一次中間再熱。

結(jié)構(gòu)和類型：再熱器由管子和集箱組成。蒸汽和煙氣

分別在管內(nèi)、外流過。按傳熱方式的不同，再熱器可分為

對流式和輻射式。對流式再熱器布置在對流煙道內(nèi)；輻射

式再熱器布置在爐膛內(nèi)（見過熱器）。

工作特點(diǎn)：蒸汽在再熱系統(tǒng)中的流動阻力對機(jī)組循環(huán)

熱效率影響較大，每增加0.1兆帕阻力，循環(huán)熱效率就降低

0.2?0.3%。因此,常用較大的管子直徑（42?60毫米）和較

低的蒸汽質(zhì)量流速［250?400千克/（米2?秒）或更低），

以控制再熱器本體阻力不超過其進(jìn)口蒸汽壓力的5?7%。

再熱蒸汽的壓力比主蒸汽的低，管內(nèi)蒸汽對管壁的對流傳

熱較差，所以管壁金屬溫度較高，需采用較好的耐高溫鋼,

甚至銘保奧氏體鋼。再熱蒸汽的溫度可以調(diào)節(jié)（見鍋爐汽

溫調(diào)節(jié)）。

保護(hù)措施：在鍋爐啟動和事故停機(jī)時，再熱器中沒有

蒸汽流過，或者蒸汽流量很小。為了防止再熱器超溫?fù)p壞,

除采用耐高溫合金鋼材料外，還應(yīng)有保護(hù)措施，常用的有:

控制鍋爐啟動速度;將再熱器布置在低煙溫區(qū)域；啟動和

事故時引入主蒸汽冷卻（見汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)）等。

六、熱管換熱器

基蒙蚓片工質(zhì)

冷我設(shè)蚣熱發(fā)蜃灰依

（一）、熱管概述

熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱組件，它通過在全

封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高

的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改

變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗

氧化、耐高溫性能較差。此缺點(diǎn)可以通過在前部安裝一套

陶瓷換熱器來予以解決，陶瓷換熱器較好地解決了耐高

溫、耐腐蝕的難題。

由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊

湊、流體阻損小、有利于控制露點(diǎn)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。目前已廣

泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、

機(jī)械等行業(yè)中，作為廢熱回收和工藝過程中熱能利用的節(jié)

能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）、熱管換熱器的分類

按照熱流體和冷流體的狀態(tài)，熱管換熱器可分為：氣

一氣式、氣-汽式、氣一液式、液一液式、液一氣式。按

照熱管換熱器的結(jié)構(gòu)形式可分為：整體式、分離式和組合

式。

（三）、熱管換熱器主要特點(diǎn)

1、熱管換熱器可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體

完全分開，在運(yùn)行過程中單根熱管因?yàn)槟p、腐蝕、超溫

等原因發(fā)生破壞時基本不影響換熱器運(yùn)行。熱管換熱器用

于易然、易爆、腐蝕性強(qiáng)的流體換熱場合具有很高的可靠

性。

2、熱管換熱器的冷、熱流體完全分開流動，可以比

較容易的實(shí)現(xiàn)冷、熱流體的逆流換熱。冷熱流體均在管外

流動，由于管外流動的換熱系數(shù)遠(yuǎn)高于管內(nèi)流動的換熱系

數(shù)，用于品位較低的熱能回收場合非常經(jīng)濟(jì)。

3、對于含塵量較高的流體，熱管換熱器可以通過結(jié)

構(gòu)的變化、擴(kuò)展受熱面等形式解決換熱器的磨損和堵灰問

題。

4、熱管換熱器用于帶有腐蝕性的煙氣余熱回收時，

可以通過調(diào)整蒸發(fā)段、冷凝段的傳熱面積來調(diào)整熱管管壁

溫度，使熱管盡可能避開最大的腐蝕區(qū)域。

七、過熱器(superheater,SH)

定義：將飽和溫度或高于飽和溫度的蒸汽加熱到規(guī)定

過熱溫度的受熱面。

過熱器(superheater)是鍋爐中將一定壓力下的飽和

水蒸氣加熱成相應(yīng)壓力下的過熱水蒸氣的受熱面。

(一)、簡介：

鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進(jìn)一步加熱至過熱溫度的

部件，又稱蒸汽過熱器。大部分工業(yè)鍋爐不裝設(shè)過熱器，

因?yàn)樵S多工業(yè)生產(chǎn)流程和生活設(shè)施只需要飽和蒸汽。在電

站、機(jī)車和船用鍋爐中，為了提高整個蒸汽動力裝置的循

環(huán)熱效率，一般都裝有過熱器。采用過熱蒸汽可以減少汽

輪機(jī)排汽中的含水率。過熱蒸汽溫度的高低取決于鍋爐的

壓力、蒸發(fā)量、鋼材的耐高溫性能以及燃料與鋼材的比價

等因素，對電站鍋爐來說,4兆帕的鍋爐一般為450c左

右;10兆帕以上的鍋爐為540?570℃。少數(shù)電站鍋爐也有

采用更高過熱汽溫的（甚至可達(dá)650℃）。

（二）、類型和特點(diǎn)：

過熱器按傳熱方式可分為對流式、輻射式和半輻射

式；按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為蛇形管式、屏式、墻式和包墻式。

它們都由若干根并聯(lián)管子和進(jìn)出口集箱組成。管子的外徑

一般為30?60毫米。對流式過熱器最為常用，采用蛇形管

式。它具有比較密集的管組，布置在450?1000C煙氣

溫度的煙道中，受煙氣的橫向和縱向沖刷。煙氣主要以對

流的方式將熱量傳遞給管子，也有一部分輻射吸熱量。屏

式過熱器由多片管屏組成，布置在爐膛內(nèi)上部或出口處，

屬于輻射或半輻射式過熱器。前者吸收爐膛火焰的輻射

熱，后者還吸收一部分對流熱量。在10兆帕以上的電站鍋

爐中，一般都兼用屏式和蛇形管式兩種過熱器，以增加吸

熱量。敷在爐膛內(nèi)壁上的墻式過熱器為輻射式過熱器，較

少采用。包墻式過熱器用在大容量的電站鍋爐中構(gòu)成爐頂

和對流煙道的壁面，外面敷以絕熱材料組成輕型爐墻。圖

為幾種過熱器的布置。裝有過熱器的小容量工業(yè)鍋爐一般

只用單級管組的對流式過熱器即能滿足要求。

（三）、性能：

鍋爐運(yùn)行工況的變化，例如負(fù)荷高低、燃料變化、燃

燒工況變動等，都對過熱器出口汽溫有影響,所以在電站鍋

爐中都有調(diào)節(jié)鍋爐出口汽溫使其穩(wěn)定在規(guī)定值的手段。

常用手段有：

①用噴水式或表面式減溫器直接調(diào)節(jié)汽溫；

②用擺動燃燒器改變爐膛出口煙氣溫度；

③用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)過熱器吸熱量（見鍋爐汽溫調(diào)

節(jié)）。

鍋爐負(fù)荷升高時，對流式過熱器的進(jìn)出口蒸汽溫度升

高值增大，輻射式過熱器的溫度升高值減小。若將對流式、

輻射式和半輻射式過熱器合理組合配置，則可在負(fù)荷、燃

燒工況等變化時使出口汽溫變化較小。過熱器管組中各并

聯(lián)管子的吸熱量和蒸汽流量在運(yùn)行中都會有差別。為避免

個別管子中溫度過高，在大型鍋爐中把過熱器分成若干管

組，用爐外的集箱對各管組蒸汽進(jìn)行混合并用導(dǎo)汽管使各

管組換位，以避免各管間出現(xiàn)過大的溫度差。

（四）、材料：

過熱器管壁金屬在鍋爐受壓部件中承受的溫度最高，

因此必須采用耐高溫的優(yōu)質(zhì)低碳鋼和各種銘鋁合金鋼等，

在最高的溫度部分有時還要用奧氏體銘銀不銹鋼。鍋爐運(yùn)

行中如果管子承受的溫度超過材料的持久強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度

或表面氧化所容許的溫度限值，則會發(fā)生管子爆裂等事

故。

八、空氣交換器（airpreheater）

定義：利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱燃料燃燒所需空

氣以提高鍋爐效率的熱交換設(shè)備。

空氣預(yù)熱器就是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的

散熱片將進(jìn)入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的受熱面。用

于提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。

一般簡稱為空預(yù)器。多用于燃煤鍋爐。在鍋爐中的應(yīng)

用一般為三分倉式。

使用時空預(yù)器緩慢旋轉(zhuǎn)，煙氣入口和空氣入口不變。

煙氣進(jìn)入空預(yù)器的煙氣側(cè)后排出，吸收了煙氣熱