省煤器和空气预热器

第章：省煤器与空气预热器节能减排一直都是环保领域的重要议题和热点话题，而对于锅炉系统，省煤器和空气预热器则是最基础也是最有效的节能设备之一。

本文将从省煤器和空气预热器的基本原理、优势和应用方面进行讲解。

省煤器基本原理锅炉在发挥燃烧产生热量的同时，大量的热气流失在烟气中，而省煤器则是将烟气排出前的余热收回，在进入锅炉燃烧室之前预先加热水并提高锅炉的热效率，从而实现锅炉燃料的节约和减少烟气排放。

当烟气经过省煤器时，其温度下降，水冷却的同时烟气释放的热量被吸收，温度进一步降低，这样减少了烟气温度，同时烟气中所含的水蒸气在低温下会凝结成水滴，因此降低了烟气的排放温度，实现了余热回收和烟气排放的减少。

优势省煤器作为节能设备具有明显的经济性和环保性，其主要优势包括:1. 减少燃料消耗省煤器的出现使锅炉在燃烧过程中，通过烟气余热回收减少了锅炉燃料的消耗。

2. 热效率提高烟气中含有的温度可以最大限度地通过升温水的方式来发挥热效益，从而提高了锅炉的热效率。

3. 烟气排放降低烟气的进一步清洁也是省煤器的一个重要作用，通过余热回收，烟气所含的一些污染物质也得到了处理。

这样能够有效降低烟气排放浓度和排放量。

应用方向目前，省煤器的应用已经相当普及，主要应用在各种工业锅炉、发电厂的锅炉和城市集中供暖的锅炉中。

而在我国，锅炉尤其是工业锅炉的主力消费者——煤炭工业中，由于煤炭资源相对丰富且价格低廉，工业锅炉使用省煤器显得更为有利。

空气预热器基本原理空气预热器的主要作用是通过预热空气的方式来增加锅炉燃烧室内的氧气浓度和温度，进而提高了锅炉对燃料的利用效率和燃烧稳定性，同时也可以减少烟气中的氮氧化物排放。

工作时，烟气通过空气预热器，将空气预热至一定温度后，进入锅炉燃烧室提供充足的氧气以加快煤炭等燃料的燃烧，从而提高整个锅炉热效率。

优势空气预热器作为一种流行的节能设备，主要优势包括:1. 增加热效率空气预热器可以预先加热空气，使得空气中的氧气温度提高，同时也保证了氧气的充足，从而提高了锅炉的热效率。

锅炉省煤器和空气预热器讲课人：龙文（2013.11.18）一、尾部受热面概述1．尾部受热面定义：省煤器和空气预热器称为尾部受热面。

2．水当量的比值：水当量的比值就是比热和体积的乘积的比值。

3．如果要求比较高的热风温度就要采用双级布置。

如果不双级布置要么排烟温度过高（锅炉效率特别低），要么达不到热风温度的要求。

4．两级分布从上到下是上级声煤器、上级空气预热器、下级省煤器、下级空气预热器。

就是为了得到比较高的热风温度把一部分空气预热器放到省煤器中间。

5．技术经济比较是用技术的手段达到经济的目的。

二、省煤器1．省煤器的作用：（1）吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉效率。

（2）给水在省煤器中吸热，省煤器可以代替部分造价高的水冷壁，节约投资。

（3）提高进入汽包的水温度，减少汽包热应力。

2．分类：沸腾式和非沸腾式；铸铁式和钢管式；错列和顺列；悬挂式和支撑式；垂直于前墙和平行于前墙；光管的、鳍片（肋片的）的和膜式的；3．省煤器的烟气流速大于8m/s。

4．省煤器管内的水流速大于0.5m/s。

否则容易产生氧气的局部腐蚀，局部腐蚀是省煤器泄漏的主要原因。

三、空气预热器1．空气预热器的作用：（1）吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉效率。

（2）提高空气温度，强化燃烧，减少锅炉热损失，提高锅炉效率。

（3）提高炉膛内烟气温度，增强炉膛的辐射换热。

2．空气预热器的分类：传热式和蓄热式；管式和回转式。

（1）．管式空气预热器1．管式空气预热器的结构2．解释概念。

结合图8-8讲解：进风、面、道。

常用的是多道双面进风。

3．上管板的耐温（指的是热变形）程度限制了进口烟气温度。

（2）．回转空气预热器1．回转空气预热器的优缺点：与管式空气预热器相比，这种预热器结构较复杂，但很紧凑，外形尺寸小。

在同样的条件下，回转空气预热器受热面的壁温较高，因而烟气腐蚀较轻些。

主要缺点是密封结构要求高，漏风量较大。

2．回转空气预热器的结构：外壳、蓄热板、驱动动力、密封。

省煤器与空气预热器省煤器和空气预热器是现代锅炉不可缺少的受热面，由于他们装在锅炉尾部烟道内，故称为尾部受热面。

省煤器一省煤器的作用及种类1省煤器的作用省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气热量加热锅炉给水。

省煤器是现代锅炉中不可缺少的受热面，一般布置在烟道内，吸收烟气的对流热，个别锅炉有水冷壁相间布置的，以吸收炉膛的辐射热。

2省煤器对锅炉的作用1）节省燃料。

在现代锅炉中燃料燃烧产生的热量，被水冷壁，过热器再热器吸收后，烟气温度还很高，这部分烟气热量如不设法利用，将造成很大的热损失。

再锅炉尾部装省煤器可降低锅炉排烟温度，减少排烟热损失，所以节省燃料。

2）改善汽包的工作条件由于采用省煤器。

提高了进入汽包的给水温度，减少了汽包壁与给水之间温度差引起的热应力，从而改善汽包的工作条件。

3）降低锅炉造价。

由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温材料，所以降低锅炉造价。

二省煤器的类型及结构特点。

1按材料分类目前大容量锅炉广泛采用钢管省煤器，优点是：强度高，能承受冲击，工作可靠，传热性能好，重量轻，体积小，价格低廉。

缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉给水都经过严格处理，所以不是很严重。

2按出口参数分类沸腾式省煤器是出口水温达到饱和温度，并且还有部分水蒸气汽化的省煤器。

汽化水量一般占总水量的0。

1—0。

15倍，一般不超过20%，以免省煤器中的介质流动阻力过大，非沸腾是省煤器是出口水温低于该压力下的沸点，即未达到饱和状态。

一般低于沸点20---25℃注意：中压锅炉多采用沸腾式省煤器，这是因为中压锅炉水的压力低，汽化潜热大，加热水的热量小，蒸发所许热量大，故需要不一部分水的蒸发放到省煤器中进行。

，以防止炉膛温度过低引起燃烧不稳定和炉膛出口烟温降低，以造成过热器表面的金属消耗量增大。

高压以上的锅炉多采用非沸腾是省煤器，因为随着压力的升高，水的汽化潜热减小，加热水的热量响应增大，蒸发所需热量减少，故需把水的加热转如炉膛水冷壁中进行，防止炉膛温度和炉膛出口烟温过高。

第八章省煤器和空气预热器第一节省煤器一、省煤器的作用及种类1、省煤器的作用省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。

省煤器对锅炉的作用：（1）节省燃料：在现代锅炉中，燃料燃烧生成的高温烟气，将热量传递给水冷壁、过热器和再热器后，烟气温度还很高，如不设法利用，将造成很大的热损失。

在锅炉尾部装设省煤器，可降低烟气温度，减少排烟热损失，因而节省燃料。

（2）改善汽包的工作条件：由于采用省煤器，提高了进入汽包的给水温度，减少了汽包壁与给水之间的温度差而引起的热应力，从而改善了汽包的工作条件，延长了使用寿命。

（3）降低锅炉造价：由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温水冷壁材料，从而可降低锅炉造价。

二、省煤器的类型及结构特点1、按材料分类省煤器按使用材料可分为钢管省煤器和铸铁省煤器。

目前大中容量锅炉广泛采用钢管省煤器，其优点是:强度高，能承受冲击，工作可靠，传热性能好,重量轻,体积小，价格低廉；缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉给水都经严格处理，管内腐蚀已彻底得到解决。

2、按出口参数分类省煤器按出口水温可分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。

3、按结构形式分类省煤器按结构形式分为光管式、鳍片式、膜片管式（简称膜式）和螺旋肋片管式四种，其结构如图8—1所示。

（a）（b）（c）（d）图8—1省煤器按结构形式（a）光管；（b）鳍片管；（c）膜片管；（d）螺旋肋片管图8—2钢管式省煤器的结构l—蛇形管；2—进口联箱；3—出口联箱；4—支架；5—支承架；6—锅炉钢架；7—炉墙；8—进水管4、按管子排列方式分类省煤器按蛇形管的排列方式分为错列和顺列两种，如图8—1（a）（d）为顺列、（b）（c）为错列。

错列布置传热效果好，结构紧凑,并能减少积灰，但磨损比顺列布置严重、吹灰困难；顺列布置容易对管子进行吹灰、磨损轻，但积灰严重。

三、省煤器的布置方式省煤器按蛇形管在烟道中的布置方式分为纵向布置和横向布置两种，如图8—3所示。

08第八章省煤器和空气预热器第八章省煤器和空气预热器锅炉尾部受热面或低温受热面在电站锅炉中，锅炉的作用是利用燃料燃烧放出的热量加热水，使之成为高温高压蒸汽，去汽轮机做功发电。

烟气离开受热面的烟气温度，主要由锅炉工作压力下对应的蒸汽饱和温度决定。

在超临界锅炉中，离开低温过热器的烟温达500℃以上。

从锅炉历史上看，这部分烟气的热量首先总是被给水吸收的。

称受热面为“省煤器”。

利用冷空气部分或全部吸收这部分余热，以提高燃烧用空气的温度也可提高锅炉效率。

这不仅是因为冷空气回收了余热，而且还改进了炉膛燃烧条件，提高了燃烧效率。

1880年，就有人开始使用这种换热器来改善船用蒸汽锅炉的性能。

虽然这种换热器也节约了锅炉燃料，但省煤器的名称已经被使用了，就称加热冷空气的换热器为“空气预热器”。

采用回热系统后，供给锅炉的水被汽轮机的抽汽加热，给水温度提高，使离开省煤器的烟温仍然很高。

超临界锅炉的给水温度高达280℃ 以上，省煤器后烟温达400℃以上。

空气预热器就成为必不可少的余热回收设备。

省煤器和空气预热器都是在欧洲发明的。

省煤器和空气预热器布置在锅炉尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此通常把这两个受热面统称为尾部受热面或低温受热面。

第一节省煤器的作用与结构一、省煤器的作用与特点1.利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，提高进入汽包的给水温度，降低汽包热应力，减少蒸发受热面； 2.早期是为了降低排烟温度，提高效率。

给水温度提高后，降低排烟温度的幅度有限； 3.特点—传热温差大，强制对流，逆流传热，金属消耗比蒸发受热面少，价格低。

二、省煤器的结构省煤器：加热锅炉的给水，水平管圈沸腾式—用于中低压锅炉，沸腾度小于20%,工质侧的阻力较大根据出口工质的状态分类非沸腾式—高压以上的锅炉的省煤器错列—布置紧凑，传热效果好，积灰少，但第二排磨损严重根据管子的排列方式分类顺列—传热效果较差，但磨损较轻铸铁式—仅用于压力低，给水品质要求不高，耐磨，耐腐蚀等根据管子的材质结构分类光管式—28_51 mm外径的无缝蛇型钢管，普通钢材20G钢扩展受热面式—鳍片管、螺旋肋片管、膜式管等，可强化传热三、省煤器的布置 (尾部烟气流通截面为矩形)综合考虑蛇型管圈中的水速及管外侧的磨损程度分为： 1 )蛇型管垂直于前墙布置：水速最低，但每根管均会受到磨损。

什么是水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器？水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器都是与锅炉烟气进行热交换的热交换器。

它们利用了烟气的余热，使锅炉降低了能耗。

同时又与水系统是密切相关的。

（1）水冷壁在炉膛四周内壁上竖立布置很多直径为50～80mm 的管子，组成水冷壁。

它的作用是吸收烟气辐射的热量，同时起到保护炉墙的作用。

在烟道前方的后墙水冷壁上部拉稀成数列管束，称为防渣管。

它的作用是防止结渣，同时保护后方的过热器。

从汽包来的炉水经下降管进入联箱，再分布到水冷壁管组，水在水冷壁管内一边上升一边被加热，变为水汽混合物，再回到汽包中。

（2）过热器和再热器为蛇管式换热器，一般由直径为30～50mm 管组成。

由汽包来的饱和蒸汽通过过热器管内与烟气热交换被加热成为过热蒸汽。

烟气离开炉膛与过热器热交换之后，温度降至500～600℃。

在超高压系统常设再热器，又称二次过热器或中间过热器。

由汽轮机高压缸来的蒸汽进入再热器与烟气热交换之后升温送往汽轮机中压缸再使用。

（3）省煤器为蛇管式换热器，管外径一般为25～38mm。

由给水泵送来的给水送入管内与管外的烟气进行热交换之后提高温度，然后送入汽包。

（4）空气预热器通常布置在锅炉出口。

空气在此与烟气进行热交换，加热后的空气送至燃烧器助燃。

空气预热器分管式及回转式两种。

管式为间壁传热，由两端设管板的多根平行管组成，烟气走管内，空气由送风机送来从管间通过，与烟气热交换。

离开锅炉的烟气大约100～200℃。

回转式空气预热器利用蓄热板传热。

在旋转的转子周围装有许多蓄热板。

当蓄热板转到烟气通道时，吸收了热量，温度升高；当蓄热板转到空气通道时，放出热量，温度下降，同时使空气被加热到300～400℃。