第七章 过热器和再热器
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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。
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。
安全不经济高温段经济不安全低温段经济安全传热差、磨损小传热好、磨损大水平烟道垂直烟道经济:提高机组热效率安全:降低汽轮机末级排汽湿度经济:提高机组热效率安全:降低汽轮机末级排汽湿度体积大、比热小、传热差、工作环境更恶劣布置在高过之后传热:对流位置:烟道中早期、小机组对流为主传热:辐射+对流位置:炉膛出口处类型:后屏过热器传热:辐射传热位置:炉膛上方为主、尾部烟道包墙过热器类型:顶棚过热器,包墙过热器,大屏、前屏过热器、壁式过热器随着机组容量的增加,逐渐增加辐射式过热器的比例顺流逆流混合流顺列错列立式卧式增加管圈数目:减小阻力损失(1)炉膛热负荷分布不均匀(2)烟温烟速不均匀(3)残余旋转(4)炉内火焰偏斜(5)受热面结渣积灰(1)管子结构不均匀(2)工质密度不均匀(3)管子进出口端压差不均匀1.受热面分级2.交叉流动3.级间连接4.改变外管圈结构5.合理引入、引出6.合理选材1.维持良好燃烧工况 2.按时吹灰、打渣3.喷水减温4.合理配风高温氧化热强度、热稳定性下降热效率下降末级排汽湿度增大金属热疲劳损坏1.蒸汽流量2.饱和蒸汽湿度3.减温水量、水温4.给水温度1.燃料量2.煤种3.过量空气系数、漏风系数4.运行方式的变化5.受热面污染程度喷水减温:只降不升(1)摇摆式燃烧器(2)分割烟道挡板(3)烟气再循环将饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽将饱汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽再热蒸汽温度约等于主蒸汽温度,压力约为0.2主蒸汽压力工作温度接近许用温度工质温度最高烟气温度高对流式(过、再热器)半辐射式辐射式(过热器为主)1.结构:蛇形管2.工质流动方式3.管子排列4.布置5.管圈数目热偏差管:偏差系数>11.吸热不均匀2.结构不均匀3.流量不均匀设计运行1.过高2.过低3.波动蒸汽侧烟气侧1.对流式:D 增t 增2.辐射式:D 增t 减3.半辐射式:D 增t 增1.主蒸汽温度2.再热蒸汽温度一、过热器二、再热器工作环境恶劣,运行注意超温事故一、型式二、对流式过热器结构布置一、概念二、原因三、措施一、重要性二、汽温波动因素三、汽温特性四、汽温调节方法7.1过、再热器7.2过、再热器型式结构7.3热偏差7.4汽温调节第7章过热器与再热器。