新至过热器和再热器作用特点系统蓝白

ϕ=
∆p h ∆o h
∆p= h
qp Ap Gp
qo A o ∆o= h G o
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允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最 高许用值时的热偏差。
∆r h ϕr = ∆o h
ϕ p &数、流量不均、结构不均。
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四、减少热偏差的措施 Measurements for reducing the heat deviation 1.受热面分段串联 2.段间连接采取措施 多管连接 3.在受热面具体结构上采取措施 均匀管束结构尺寸；减小管束前烟气 空间的深 度；增大联箱直径；短接、交叉连接屏式过热 器管子 如下图所示
31
32
第四节 汽温调节
Adjustment for temperature
●本节要求掌握不同受热面的汽温特性，调节汽温 常用的方法。 一、汽温要求Requirement for temperature ※维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度。 ※汽温允许波动范围+5～－10℃。 二、汽温特性 Characteristics of temperature 1.对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷 的增加，汽温增加。 2.辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷 的增加，汽温降低。 如下图所示。
50
51
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※积灰的危害：经济性、安全性 ※对于容易积粘结灰的燃料，必须采取相应措施： (1)选取有效的吹灰装置。 (2)正确设计和布置对流面。 顺列布置、大横向节距。 (3)在锅炉运行初期，及时投入吹灰装置，否则，如 果受热面已粘结了灰就不易清除。 (4)采用低温燃烧(炉膛燃烧热强度不过高) 。 (5)喷射添加剂。 (6)飞灰再循环等方法。
33
34
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四 章
开对流过热器，应用广。
过
热 器
平行并列蛇形管+集箱
与 再 热
器结
构
管内蒸汽 管外烟气 立式 卧式
dw=38 42 壁厚=3-7
S1=(2-3.5)d S2=f(弯管半径)
三、对流过热器
第 四 章 过 热 器 与 再 热 器
《锅炉原理》
三、对流过热器
结构上的一些措施
第 四
A、当烟温达到1000℃上
器 与
而由于受到阻力的限制，又不能采用过
再 多的混合和交叉措施。由于这些因素，使
热 器
得再热器的工作条件比过热器中更差。
结构
1、采用较大的管径（42-60mm）
2、多管圈（直到6-8根）。
3、采用纵向内肋片管，由于管子内壁表面 积增加，在同样工作条件下，可以降低 管壁温度约20～30℃。
《锅炉原理》
热
器 C、外圈管子
交
D、换外到圈内管圈子;
采
E、用外更圈好管材子料短; 路.
《锅炉原理》
二、半辐射过热器—屏式过热器
《锅炉原理》
屏式过热器的优点：
第
四 ①降低进入对流受热面烟温，防止密集对流受热面结渣.
章
过 热
②减轻了大型锅炉炉膛壁面积相对较小，不能布置辐射受
器 热面的困难。
与
再 ③使过热器布置在更高的烟温区域，减少金属耗量.
章 过
G
热 器 与 再 热 器
ip
i pj

qp Ap q pj Apj
Gp
rl jg sl
G pj
i p

q p Ap Gp
i pj

01
入口和出口集箱
用于连接过热器和再热器的主管道 ，收集和分配蒸汽。
蒸汽入口和出口
控制蒸汽进入和离开过热器和再热 器的位置。
03
02
蛇形管
由多个弯曲的小管组成，用于热能 的传导和交换。
支撑结构
用于支撑蛇形管和其他部件，确保 设备的稳定运行。
04
材料选择和制造工艺
材料选择
根据使用环境和工况选择耐高温、耐腐蚀、高强度和 高可靠性的材料。
VS
泄漏
设备泄漏不仅会影响正常运行，还可能引 发安全事故。为预防泄漏，应定期检查设 备各部件的密封性，及时更换损坏的密封 件。
04 过热器和再热器的应用和发展
CHAPTER
应用领域和案例分析
应用领域
电力、化工、石油、食品等工业领域。
案例分析
某电厂过热器和再热器的设计、选型和使用情况，以及在运行中遇到的问题和解决方案 。
过热器和再热器的设计和制造需要考虑到传热效率、耐久性、安全性和经 济性等多个因素。
对未来研究和发展的建议
01
随着技术的发展和环保要求的提高，过热器和再热器
的性能和效率需要进一步提高。
02
新型的传热材料、高效的传热技术、先进的控制系统
等将会被应用到过热器和再热器的设计和制造中。
03
未来的研究和发展应该注重提高过热器和再热器的能
作用
过热器和再热器的主要作用是提高蒸 汽的温度和压力，以满足汽轮机的需 求，从而提高发电效率。
工作原理
过热器
过热器通过燃烧燃料加热锅炉中的水 ，使水蒸发成蒸汽，并对蒸汽进行过 热处理，使其达到更高的温度和压力 。
再热器
再热器接收从汽轮机高压缸排出的蒸 汽，对其进行再热处理，使其达到更 高的温度和压力，然后送回汽轮机中 低压缸继续做功。

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过热器和再热器的蛇形管可做成单管圈、 双管圈和多管圈，见图７－５。这与锅炉 容量和管内必须维持的蒸汽速度有关。大 容量锅炉一般采用多管圈结构。
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为了强化传热，低温对流过热器可采用鳍 片管或肋片管；对于再热器可采用纵向内 肋片管。
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位于炉膛出口处的后屏既吸收炉膛辐射热，又吸收高温 烟气的对流热,即半辐射式受热面。
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屏式过热器与集箱组装后
屏式过热器 屏过联箱
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屏式过热器
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安装中的屏式过热器
屏式过热器
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3、按受热面的布置方式分类
对流式过热器和再热器基本由蛇形管排组成，根 据布置方式，可分为垂直式和水平式两种。
垂直式一般布置在水平烟道中，这种布置结构简 单，吊挂方便，积灰较少，应用广泛，但停炉后 管内积水难以排除。
图7－2为一垂直布置的末级对流过热器的结构图。
水平式布置在尾部烟道中，这种布置易于疏水， 但支吊较复杂，常采用管子吊挂的方式，以节约 合金钢的耗量。
（2）有可靠的调温手段；
（3）减少热偏差；
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5
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过热蒸汽管道
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第二节 过热器与再热器的结构型式
按传热方式过热器与再热器可以分为：对流式、 辐射式、半辐射式三类。
过热器按照其在锅炉中所处的位置和结构，又可

第六章 过热器与再热器
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
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★某1900t/h 超临界锅炉 汽水系统流程
（600MW机组）
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SIE 王树群 动本091-2
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• 600MW超临界锅炉主蒸汽（含给水）系统流程 给水→省煤器→螺旋管水冷壁→过渡联箱→垂直管
水冷壁→启动分离器→顶棚和包墙过热器系统→ 低温过热器→一级喷水减温器→屏式过热器→二 级喷水减温器→末级过热器→汽轮机高压缸
一、锅炉为什么要进行汽温调节？
锅炉过热器（再热器）可使用纯对流型或对流辐 射联合型。
对流辐射联合型如果以对流为主，汽温特性为对 流型；如果以辐射为主，汽温特性为辐射型。
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SIE 王树群 动本091-2
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一、锅炉为什么要进行汽温调节？
过热器本身的汽温特性是否满足要求？ 结论：不能。
(3)尽量防止或减少平行管之间的热偏差。
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§6-2 过热器和再热器的型式和结构
• 再热器与过热器的结构相似，故重点介 绍过热器，然后将再热器与过热器的区 别进行说明。
• 过热器构成：进口联箱、出口联箱、并 列的受热面管组三部分连接构成
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三、为什么要设置再热器？
• 提高蒸汽压力和温度可以 提高循环效率，但是提高 温度受到材料限制，而只 提高压力受到蒸汽在汽轮 机内膨胀终止时的湿度限 制；
• 故采用再热循环，既保证
了循环效率提高，又使膨
胀终点湿度在允许范围内。
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SIE 王树群 动本091-2
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过热器和再热器
三单元五班 孙振雨
过热器和再热器
一、 过热器和再热器的作用
• 过热器的作用：

把饱和蒸汽（或微过热蒸汽）加热成具有一定温度的过热蒸汽的设备。
提高蒸汽焓值，增加做功能力，提高循环热效率。
保证过热汽温正常，处于允许范围内。
过热器和再热器
二、过热器和再热器的作用
•再热器的作用：
将汽轮机高压缸的排汽再一次加热，使其温度与过热汽温相等或相
按受热面的布置方式分为垂直式和水平式
水平式：
布置在尾部烟道中。
易于疏水。
支吊较复杂。
过热起和再热器的管圈型式可做成单管圈、双管圈和多管圈
（ａ）单管圈；（ｂ）双管圈；（ｃ）三管圈
辐射式与半辐射式过热器和再热器
辐射式过热器和再热器布置在炉膛壁面上或炉膛上方 直接吸收炉膛辐射热。主要有屏式、墙式两种。
对流式过热器和再热器的分类及特点
• 逆流布置：
传热温差大，传热效果
好，减少受热面面积，
蒸汽
节约金属。
蒸汽温度高的管段恰好
烟 气
处在烟气的高温区域，
管子出口端金属壁温高，
安全性差。
对流式过热器和再热器的分类及特点
• 混流式：壁温和受热面的大小在前两者之间，多应用于 高温级受热面。
烟气
逆流布置： 省煤器1 低温过热器3 低温再热器6
半辐射式换热器：布置在炉膛出口即受到辐射换热又受对流换热。
对流式过热器和再动方向分：
顺流式、逆流式、双逆流式、混流式。
对流式过热器和再热器的分类及特点 • 顺流布置：
蒸汽温度高的管段处 于烟气的低温区域， 管子出口端金属壁温 较低，安全性好。 传热温差小，传热效 果较差，需要的受热 面积大，消耗金属多。 烟 气 蒸汽

2020年4月7日

（1）按管子排列方式分类
顺列：传热系数小 错列：管壁磨损严重
2020年4月7日
（2）按蒸汽和烟气的相对流动方向分类
顺流式
• 传热温差小，所需受热面多，蒸汽出口烟温低，壁温低；工作安全，经济性差；用于 高温段（末级）
逆流式
• 传热温差大，节省金属耗量，壁温高；安全性差；用于低温段（进口）
2020年4月7日
第二节 过热器和再热器的结构型式 及其气温特性
一、对流式过（再）热器
1. 布置位置：水平烟道或垂直竖井
2. 传热方式：吸收烟气对流放热量
3. 结构：蛇形管 + 进、出口联箱
4. 分类
（1）管子排列方式 （2）蒸汽和烟气相对流动方向 （3）受热面布置方式
2020年4月7日
低过出汽吊管
一定温度（540~550℃）的
过热蒸汽
2. 再热器
汽轮机高压缸排气加热到tzr
（与tgr相等或相近）
中压缸、低压缸中膨胀做功
2020年4月7日
第一节 过热器和再热器的作用及其特点
二、蒸汽参数的选择
1. 金属材料性能：540 ~ 550℃ 2. 运行中保持气温稳定：气温波动不超过+5 ~ －10℃ 3. 可靠调温手段：维持额定气温 4. 减少并联管间热偏差
积灰、结渣不均匀
（2）炉内温度场和速度场不均 • 原因
a. 燃烧器设计或锅炉运行：风速、煤粉浓度不 均，火焰中心偏斜，残余旋转 b. 对流受热面横向节距不均，形成烟气走廊 c. 屏过辐射角系数随管排数的变化规律
• 后果
a. 沿壁面宽度、高度热负荷差别大 b. 烟道中部热负荷大，两侧小
2020年4月7日
2020年4月7日

负荷增加不多，但蒸汽流量增加，相当于 每公斤工质的吸热量减少，因此，汽温降 低； 反之增加。
1、对流式过热器
Qd

k t H Bj
D↑→B↑→Vy↑→ h↑→Q↑→t↑

└→ l↑" →∆t↑→Q↑→t↑
2、辐射式
Qf
0ai
Ta4 Tb4 Bj
H
D↑→B↑→(Ta)↑少
第七章 过热器和再热器
第一节 过热器和再热器的作用和工作特点 第二节 过热器和再热器的结构型式 第三节 过热器与再热器的热偏差 第四节 汽温调节
第一节 过热器和再热器的作用和工作特点
一、为何采用过热器和再热器
1．提高机组循环效率
提高蒸汽压力、温度。 提高温度很难，提高压力受到限制，否则排汽
过热器与再热器的结构形式基本相同
二、对流式过热器和再热器结构特点
1．烟气与管内蒸汽的相互流向
顺流，逆流，混合流
2．蛇型管圈的布置方式
垂直式（布置在水平烟道） 优点：吊挂方便，积灰少。
缺点：停炉时易发生积水腐蚀，再起动时， 会形成气塞及水击。 水平式：与上相反（布置在垂直烟 道）。
3．管圈结构
湿度过高，因此采用再热器，同时提高循环 效率。
2．保证汽轮机的安全运行
若不过热，相当于卡诺循环，采用饱和蒸汽， 湿度大，不能满足汽轮机的要求。
过热器与再热器为电站锅炉的主要受热面。
二、过热器和再热器的作用
1．过热器的作用
1) 将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽， 提高蒸汽的焓值，从而增加蒸汽的做功能力， 提高电厂的循环热效率。
进 一 步 认 为 阻 力 也 相 同 ， K 0 K p
得 到 ： G G G 0 pv v 0 p

• 二、过热器和再热器的类型和结构特点
•过热器和再热器的类型 1．过热器类型
⑴对流式—低压锅炉：对流式；中、高压及以上锅炉：高温对流式。 ⑵辐射式—高压以上锅炉：对流式，辐射式或半辐射式。 ⑶半辐射式——高压以上锅炉：对流式，辐射式或半辐射式。
2．再热器类型
以对流式为主的高压再热器，一般布置于高温对流式过热器之后烟气 温度较低处；有些锅炉的部分低温再热器采用辐射式，布置在炉膛上 部吸收炉膛的辐射热。
七台河职业学院
第十章 过热器和再热器
§1 过热器和再热器的作用和特点 §2 过热器和再热器的热偏差 §3 汽温特性及影响锅炉汽温变化的因素 §4 汽温调节
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HG-
亚 临 界 自 然 循 环 汽 包 锅 炉
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强 制 循 环 锅 炉 纵 剖 面 布 置 图
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七台河职业学院
㈠对流式过热器
分类：
⒈流动方式——按烟气与
对流式过热器管内蒸汽的相对流 动方向可分为：顺流、逆流、混 合流布置。如图10-2所示。
图10-2(a)所示为逆流布置方式，省 钢材，但蒸汽最高温处也是烟气最高 温处，故该处受热面的金属管壁温较 高，工作条件差；只能用于过热器的 低温级。
3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过 热受热面向炉膛移动（辐射式过热器），工作条件更差；
4．设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆 管，工质泄漏，停机，是锅炉故障最多的部件之一。
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七台河职业学院
§1 过热器和再热器的作用和特点

增 燃料量 加
炉内火 焰温度
增 加
单位工 质辐射 吸热量
减 少
辐射过 热器出 口汽温
锅 炉 增 加 负 荷
增 工质流量 加
降低 升高 烟速 增 烟温 加
单位工 质对流 增 吸热量 加
对流过 热器出 口汽温
过量空气系数
降低
炉 膛 降 温 低 度
烟 气 增 加 量 辐射 减 传热 弱 辐射过热器 出口汽温
喷角上移或 下排喷角切 换至上排 火焰 中心 上 炉膛出 移 口烟温
升 高
对流受 热面出 口汽温
燃烧器上下摆动 +20 -- 30℃，，炉膛出 口烟温变化110--140 ℃，调温幅度40-60 ℃
℃ 1
2
3
负荷
汽温特性曲线
对流式过热器
1.锅炉负荷增大时，燃料量和空气量都增大， 燃烧产生的烟气量随之曾加，炉膛口的烟气 温度和流速升高，使其传热温差和传热系数 都增大 对流传热量增加。 2锅炉负荷增大时，流经对流过热器的蒸汽 流量也相应增大，但对流传热量增加的幅度 大于蒸汽流量的增加幅度，单位质量过热蒸 汽的吸热量增大，出口气温升高。
对流过热器 布置在对流烟道内，以对流换热为主吸收烟气 的热量。
辐射式和半辐射式
布置在炉膛上前部直接吸收炉膛高温烟气的 辐射传热，也称屏式过热器。 (1)分大屏、前屏及后屏三种。 (2) 大屏或前屏过热器布置在炉膛上前部，屏间 距离较大，屏数较少，吸收炉膛内高温烟气的辐 射传热，为辐射式过热器。 (3) 后屏过热器布置在炉膛出口处，屏数相对较 多，屏间距相对较小，它既吸收炉膛内的辐射传 热，又吸收烟气冲刷受热面时的对流传热，故又 称半辐射过热器。
过量空 气系数 燃量料
增 加 不 变

管子粘结牢固;外层灰松散，容易清除。
※形成机理： （1）低熔灰在高温过热器区未凝固，当接触温度较低的受热面时就凝固在受热面上，形成粘性灰层。，一些中熔、
高熔灰粒被粘附在粘性灰层中。 （2）烟气中的氧化硫气体在对灰层的长期作用下，形成白色硫酸盐的紧密结实灰层，这个过程称为烧结。中熔和
高熔灰在紧密结实灰层表面进行着动态沉积，形成松散而且多孔的外灰层。
1.对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的增加，汽温增加。 2.辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的增加，汽温降低。 如下图所示。
4
5
6
三、汽温调节装置 Outfit 蒸汽温度调节方式烟气侧和蒸汽侧调节两大类。 ★烟气侧调节：改变烟气对蒸汽的传热量，使蒸汽的温度发生变化。 ★蒸汽侧调节：利用其它介质直接改变蒸汽的温度。
●本节要求掌握过热器积灰和高温腐蚀的机理，危害及减轻的措施。 一、积灰 Deposit ※烟气中的飞灰沉积在管束外表面的现象称为积灰。 ※根据灰的易熔程度可分为三部分:低熔灰、中熔灰和高熔灰。 ※飞灰直径分细径灰群(<10微米)、中径灰群 (10～30微米)和粗径灰群 (>30微米)三个灰群。
0
2.高温过热器和高温再热器的积灰 高温过热器和高温再热器布置在烟温高于700～800℃的烟道内。管子外表面的灰层由两部分组成。内层灰紧密，与
◈屏是由许多管子紧密排列成管片组成，屏间距离600～2800㎜，大屏和前屏的可能更大;纵向节距比 1.1～1.2。
◈屏的结构型式有U形、W形、双U形（串联、并联）等几种。 ◈屏的并联管数是由工质的质量流速确定的。屏位于炉膛内，其热负荷是很高的。为了屏受热面的安全 工作，必须采用较高的质量流速,一般推荐70V2O5气体，同时燃油中含有氧化钠时，产生熔点很低 (600℃)的5V2O5·Na2O·V2O4 复合物。当过热器、再热器以及固定件、支吊件的温度达到610℃或以上时，就会在它的表面形成液态灰层，它对 碳钢、低合金钢及奥氏体钢等都会发生腐蚀作用。当烟气中存在氧化硫时，产生Na2S2O7与V2O5,合在一起具有更 严重的腐蚀作用。内灰层温度接近600℃时就发生腐蚀，700～950℃ 时腐蚀最严重。燃油锅炉的这种高温腐蚀又 称为钒腐蚀。