省煤器和空气预热器--锅炉尾部受热面或低温受热面共36页
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浅谈锅炉尾部受热面在运行中常见的问题及解决方法1 尾部受热面的积灰当带灰的烟气流经各个受热面时,部分灰粒会沉积到受热面上而形成积灰。
这是锅炉运行中常见的现象。
积灰会影响传热和烟气的流速尤其是通道截面较小的对流受热面,严重的积灰还会堵塞烟道,以致降低锅炉出力甚至被迫停炉。
在烟气温度低于600~700℃后尾部烟道受热面上的积灰,大多是松散的积灰。
这是因为烟气中的碱金属盐蒸气凝结已结束,在受热面管子外表面上不再会有坚硬的沉积层。
这时的积灰可能有两种不同的情况:一是由于气流扰动使烟气中携带的一些灰粒沉积到受热面上,形成松散的积灰层;二是由于烟气中酸蒸气和水蒸气在低温金属表面上凝结,将灰粒粘聚而成的积灰。
烟气中的灰粒一般都小于200μm,其中多数为10~30μm,当含灰气流横向冲刷管束时,管子背风面产生漩涡,较大的灰粒由于惯性大不会被卷吸进去,而较小的灰粒则进入漩涡,并沉积到管壁背风面上。
灰粒之所以能粘附到管壁表面,是由于金属表面原子的不饱和引力场所引起的,灰粒越小相对表面积越大,当它与管壁接触时就能很容易的被吸附到金属表面上。
对流受热面上的积灰,主要集中在管壁的背风面,而迎风面很少,这是因为管子的正面部分从一开始就受到大灰粒的打击,因此只有在烟速很低或飞灰中缺乏大颗粒时才会出现积灰。
而管子侧面,由于受到飞灰的强烈磨损,即使在很低的烟气速度下也不会有灰沉积。
影响积灰:烟气流速,烟气流速越高,灰粒中的冲刷作用越大,积灰越少;反之,当烟气流速较低时,在迎风面也会产生积灰现象。
根据研究,对于使用固体燃料的锅炉,当烟气流速为8~10m/s时,迎风面不会积灰;当烟气流速为2.5~3m/s时,不仅背风面积灰严重,而且迎风面也会有较多的积灰,甚至发生受热面堵灰。
飞灰的颗粒度,如果飞灰中粗灰多细灰少,则因冲刷作用大而积灰少;反之,积灰就多。
积灰与管径有关,在其它条件不变时,管径越大,积灰越严重。
减轻积灰的方法:(1)定期吹灰;(2)采取适合的烟气流速;(3)采取小管径,错列布置。
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。
第七章省煤器和空气预热器1、省煤器和空预器布置在锅炉对流尾部烟道,进入这些受热面的烟气温度已经不高,通常把这两个部件统称为尾部受热面或低温受热面。
2、尾部受热面特点:进入这些受热面的烟气温度已经不高,在整个锅炉机组受热面中,空预器的金属壁面温度最低。
在承压受热面中,省煤器的温度最低。
因此这两种尾部受热面的低温腐蚀、积灰磨损都比较严重。
下面分别介绍这两种受热面的作用及结构。
(一)省煤器(1)省煤器的作用:吸收低温烟气的热量,以降低排烟温度,提高锅炉效率,节省燃料;由于给水在进入蒸发受热面之前,先在省煤器内加热,这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量,以廉价的省煤器受热面代替部分贵重的蒸发受热面。
对于汽包锅炉,提高了进入汽包的给水温度,减少了给水与汽包壁之间的温差,从而使汽包热应力降低,延长汽包寿命。
(2)省煤器的类型及结构特点:目前广泛使用的是钢管省煤器。
①按出口参数:沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。
沸腾式:出口水温达到饱和温度,并且还有部分水蒸发汽化的省煤器。
汽化水量一般不超过给水量的20%。
非沸腾式: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℃。
机组容量↑,蒸发吸热量比例↓,∴中压锅炉:沸腾式;高压以上锅炉:非沸腾式。
②按结构形式:光管式、鳍片式、膜片管式、螺旋肋片管式。
③按管子排列方式分:错列、顺列。
错列:积灰少,换热强,磨损大顺列:积灰多,换热弱,磨损小(3)省煤器的布置方式(课后题3)省煤器在尾部烟道中多为卧式布置,水在蛇形管内自下而上流动,烟气在管外自上而下横向冲刷管壁,以实现烟气与给水之间的逆向流动换热。
有利于停炉期间排除积水,减轻停炉期间的腐蚀;水在管内自下而上流动有利于排除空气,可避免引起局部的氧腐蚀;烟气在管外自上而下流动有利于吹灰;水和烟气逆向流动可加大传热平均温差,提高对流换热。
省煤器按蛇形管在烟道中的布置方式分为垂直于锅炉前墙或平行于锅炉前墙两种。
尾部烟道宽度大,深度小。