清华大学热能工程教学课件-第5章-省煤器和空气预热器
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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。
省煤器与空气预热器省煤器设计布置特点1、在双烟道的下部均布置有省煤器,省煤器以顺列布置,以逆流方式与烟气进行换热,省煤器采用H型鳍片管;2、给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口集箱,经卧式肋片省煤器加热后进入吊挂管入口集箱,向上形成由4排吊挂管,用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器。
每只集箱上引出95根悬吊管。
吊挂管的4只出口集箱两端与两根下降管相连,下降管将水供至水冷壁下集箱;3、两组省煤器的最上排均加装梳形防磨罩。
两组省煤器管组与烟道前后墙及两侧墙间均布置烟气阻流隔板。
在吹灰器工作范围内省煤器管布置防吹损的护板。
省煤器结构布置省煤器采用H型双肋片管。
肋片间节距均为25mm,基管规格为φ44.5mm×6mm,材质为SA-210C;肋片尺寸为3mm×90mm×195mm,材质为酸洗碳钢板。
省煤器结构肋片式省煤器的优缺点优点:热交换面积明显增大(4~5倍),缩小省煤器体积、耗材减少;缺点:在含灰气流中积灰比较严重,采用这种省煤器应装设有效的吹灰设备;空气预热器的作用1、利用温度比给水温度低得多的空气冷却烟气,回收了烟气热量,可进一步降低排烟温度,减少排烟热损失。
试验及理论计算表明:排烟温度每降低10℃,约可使锅炉效率提高0.7%左右;2、送入炉膛空气温度提高后,可改善或强化燃烧,保证低负荷下着火的稳定性。
热力试验表明:助燃的空气温度每提高100℃,炉膛的理论燃烧温度约可提高30℃至40℃;3、送入炉膛热空气温度提高,使得火焰平均温度提高,从而增强了炉内的辐射传热,在满足相同的蒸发吸热量的条件下,就可以减少水冷壁管受热面,节省金属消耗量;4、热空气还可作为制粉系统中干燥剂。
回转式空预器的优点:外形小,重量轻;传热元件允许有较大磨损,特别适用于大容量锅炉。
缺点是:漏风量大,结构复杂。
回转式空气预热器的典型布置根据煤质和灰份分析计算的结果,选择传热元件的板型、材质、厚度。
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。