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第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。
在锅炉负荷或其他工况变动时应保证过热蒸汽温度正常，并处在允许的波动范围之内。
再热器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。
二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。
但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，现在蒸汽温度还维持在540℃左右。
过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，特别是再热蒸汽的吸热能力(冷却管子的能力)较差，如何使管子金属能长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。
在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应保持汽温稳定。
汽温的波动不应超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的气温；⑶尽量减少并联管间的热偏差。
三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必须确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗腐蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。
蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生变化。
主要是蒸汽参数变化时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了变化，从而引起了受热面布置的变化。
第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，按照不同的分类方式，其型式不同。
按照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。
一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，主要吸收烟气的对流放热量。
对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口分别用联箱连接。
1、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。
过热器是负责把锅炉中首次蒸发的蒸汽加热成高品质的过热蒸汽；过热蒸汽在汽轮机高压缸中做功后，低压低温的蒸汽（称冷再）被重新引入再热器，再热器就是负责把这部分蒸汽重新加热成高温蒸汽，在再热器中，通常压力不能提高，而是把温度提高到和过热蒸汽通样或略低的温度。
加热后的再热蒸汽（称热再）再进入汽轮机中、低压缸继续做功，最后进入凝汽器凝结成水。
从以上过程可知，再热器和过热器都是用来加热蒸汽的，只是其中蒸汽的参数不一样。
过热器中的蒸汽属于高温高压，材料要求比再热器高，而再热器中的蒸汽属于高温低压，材料要求比过热器低。
设置安全阀，就是因为任何材料都有自己的工作限额，作为过热器或者再热器，其材料同样有一定的工作限额，包括温度和压力。
设置安全阀，就是为了让蒸汽压力超过整定值时，通过安全阀的动作使过热器或再热器泄压，不至于因材料超过承受极限发生爆管甚至爆炉的事故。
第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有必然温度的过热蒸汽。
在锅炉负荷或其他工况变更时应保证过热蒸汽温度正常，并处在许诺的波动范围之内。
再热器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。
二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。
但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，此刻蒸汽温度还维持在540℃左右。
过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，专门是再热蒸汽的吸热能力 (冷却管子的能力)较差，如何使管子金属能长期平安工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。
在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应维持汽温稳固。
汽温的波动不该超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有靠得住的调温手腕，使运行工况在必然范围内转变时能维持额定的气温；⑶尽可能减少并联管间的热误差。
三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必需确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗侵蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。
蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生转变。
主若是蒸汽参数转变时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了转变，从而引发了受热面布置的转变。
第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，依照不同的分类方式，其型式不同。
依照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。
一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，要紧吸收烟气的对流放热量。
对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口别离用联箱连接。
一、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。
第七章过热器再热器
第一节过（再）热器的作用及特点
1.过热器的作用：
将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，并保证在一定负荷变化范围内
维持气温的稳定。
过热汽温度为540～555℃间。
2.再热器的作用:
将气轮机高压缸排汽加热到与过热汽温度相仿的温度，然后送回中低压缸继
续做功，以提高汽机尾部蒸汽干度。
3.在对流过热器前，要布置大量的对流管束
中压锅炉——过热器直接布置在炉膛出口少量凝渣管束之后；
高压锅炉——必须把一部分过热器受热面布置在炉内（辐射式、半辐射式过热器）
第二节过（再）热器结构型式气温特性
1.结构型式：按传热方式分为：对流、辐射和半辐射式三种；
2.对流式过（再）热器在对流烟道内吸收对流热。
（蛇形管+连箱连接）
○1根据烟气、蒸汽相对流向分为逆流、顺流、混合流三种
顺流：温压最小、耗材多，安全（高汽温对低烟温）；
优缺点：逆流：温压最大、耗材少，安全性差；
混流：介于两者之间；
○2根据结构型式分为立式和卧式：立式：疏水困难、支吊容易；
卧式：疏水容易、支吊困难；
○3根据管圈数分为单管圈、双管圈、多管圈：大容量锅炉——多管圈，可降低蒸汽流速；○4根据管子布置结构分为顺列和错列
αs< αc ，但顺列吹灰容易，错列吹灰困难。
总原则：高温水平烟道立式顺列；低温竖直烟道卧式错列。
对流式过（再）热器
质量流速问题：
为保护金属管道，工质应有一定的质量流速。
质量流速增大，对金属的冷却能力增强，但同时也增大了流动阻力。
一般，过热器内允许压降<10%Pgr,再热器内压降<0.2~0.3MPa。
因此，过热器内工质质量流速ρw＝800～1100kg/(m2.s)
再热器内工质质量流速ρw＝250～400kg/(m2.s)
烟气速度问题：
因此：烟速上限受磨损限制，与煤中Ay，灰分特性，及烟温有关。
炉膛出口之后水平烟道中，烟温较高，灰软，磨损较轻，烟速可在10～12m/s，
而在烟温较低时，一般情况下烟速小于9m/s。
3.辐射式和半辐射式过热器
在炉膛内吸收辐射热。
注意的问题：工作条件恶劣（可采用的措施：布置在炉膛上部、作低温受热面、高质量流速）
半辐射式也叫屏式过热器）
前屏：布置在炉膛上部（大屏、分割屏）
特点：热负荷高、热偏差大，流动阻力大，工质流量小，易发生超温现象；
防超温措施：管子较短的长度、较大的管径、内外圈交叉作用：降低炉膛出口烟温，减少烟气扰动和旋转，改善过（再）热蒸汽的气温特性。
后屏：布置在炉膛出口；
前屏横向节距s1比后屏大；
4.为什么要分级、分段？原则是什么？
○1为了减小过热器的热偏差，可以将过热器受热面分成几级，并在各级之间用中间集箱进行充分的混合。
因为在同样热偏差的情况下，分级以后，由于每一级中工质的平均焓增减小，而使焓增偏差的绝对值减小，因而使热偏差的影响减小。
将过热器分级后，在蒸汽过热的过程中，随着蒸汽温度增加，其比热容不断下降，因而在最末级过热器中，工质的比热容最小，使得在同样热偏差的条件其温度偏差最大，而最末级过热器的工质温度又最高，工作条件最差，因而末级过热器的焓增更要小些，这样对减小末级过热器汽温调节的惯性也有好处。
（为什么要分级分段？（来源于网络））
○2分级分段的原则要求：
a、单级焓增小于60～100KCal/kg。
b、各级中气温选择应与采用的钢材许用温度吻合（气温超过400℃需采用
合金钢，否则可采用20＃碳钢）。
c、考虑气温调节的反应速度。
5.减温器布置问题
减温器的作用：在一定负荷变动范围内，保证气温稳定。
原理：采用热量交换降低蒸汽焓值。
布置方式：地点的选择？？？。
末级过热器焓增一般小于30～70KCal/kg。
6.过、再热器的汽温特性
汽温特性－－汽温与锅炉负荷的关系
第三节热偏差
1、热偏差φ：过（再）热器中各并联的管子由于结构、热负荷、工质流量大小不一致引起的工质焓增不同的现象，叫热偏差（受热管中吸热温升的不均匀程度）；
定义式：φ=ηqηF / ηG （热力不均系数ηq、结构不均系数ηF、流量不均系数ηG）
2.热偏差影响因素：
○1热力不均系数ηq：受热面污染（积灰、结渣）；炉内温度场、速度场分布不均；
烟气走廊、屏式受热面的热力不均系数ηq大；
○2流量不均系数ηG：1管子连接方式Z型、U型、多管型（ηG：Z型最大、U型居中、多管连接型最小）2）热力不均引起流量不均：ηq变大→ηG变小→φ=ηqηF / ηG变大○3结构不均ηF：管材厚度、长度、弯头数量等。
3.减小过（再）热器热偏差的措施：
○1分级布置，级间采用中间连箱进行中间混合；
○2烟道宽度方向进行左右交叉流动；
○3多管引入、引出；
○4内外圈交换布置；
○5减小屏前、管束前的烟气空间的尺寸；
○6适当均衡管长和吸热量，增大热负荷高的管径；
○7将分隔屏（前屏）过热器中每片屏分组；
○8消除炉膛出口烟气的余旋造成的热偏差。
第四节汽温调节
1.运行中汽温影响因素：
1、锅炉负荷（对流特性，D增大，汽温升高；辐射特性，正好相反）
2、过量空气系数（α增大，w增大，汽温升高）
3、给水温度（t gs升高，B下降→汽温降低）
4、污染情况（炉内污染，汽温升高；过热器污染，汽温降低）
5、饱和蒸汽用量（增加，增加）
6、燃烧器运行方式（摆动燃烧器喷嘴向上→汽温升高）
7、燃料种类或成分变化（Q ar增大→辐射热增大，对流热减小→汽温降低
煤粉变粗、水、灰增大→汽温升高）
2.蒸汽温度调节方法
1、蒸汽侧调温
表面式减温器：用锅炉给水冷却蒸汽（两者不直接接触），对水品质无要求；
（常用）喷水式减温器：蒋降温水（可自制冷凝水）直接喷入过热蒸汽中，使其雾化（笛形管式、旋涡式、文氏管式）100摄氏度（多级）吸热→降温汽—汽热交换器：用过热蒸汽来加热再热蒸汽→降温（管式、筒式）
30—40摄氏度
2、烟气侧调温
烟汽挡板调节：改变烟气流量→调节蒸汽温度（并联：再-过；再-省）
摆动燃烧器：改变燃烧器倾角上、下调节→炉膛辐射传热量Q f与对流Q d比例→汽温调节（-30o~+30o）
烟气再循环：将省煤器的烟气（250~350 o C）由再循环风机抽送回炉膛；
降低水冷壁的温度，提高对流受热面的吸热量Q d；
再循环率r越大→再热器出口汽温越低；。
