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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锅炉原理 第五章 省煤器与空气预热器
焊接鳍片管省煤器、轧制鳍片管省煤器、膜式省煤器
为了强化烟气侧的传热，并使省煤器结构更加紧凑，可在省 煤器的钢制蛇形管上焊接矩形鳍片。在传热量相等、金属耗 量相等、且通风耗能量也相等的情况下，焊有鳍片的受热面 的体积可比光管受热面的体积小25~30%。如果采用由鳍片 异型管(梯形鳍片)制成的省煤器，鳍片管可使省煤器的外形 尺寸缩小40~50%。还可使用管外带横向肋片(环状或螺旋状) 的省煤器以强化传热，这类省煤器适用于灰分不粘结的燃料。
膜式省煤器在吸热量和光管省煤器相同时，金属消耗 量小。锅炉参数越高，节省的金属越多，可使烟气阻 力减小，省煤器尺寸减小，支持方便且运行可靠。
4. 为什么省煤器管是自然循环锅炉受热面中管径最小的？
水冷壁常采用的管子φ60x3mm，φ60x3.5mm， φ60x5mm和 φ76x6mm——采用直径较大的管子作上升管，可以有效地降低上 升管阻力，对提高水循环的安全有利。
从防止漏风的要求来看，集箱放置在烟道里的省煤器结构 是比较合理的，因为在这种结构中没有很多蛇形管穿墙的地 方，只有集箱或连接管穿过烟道，这些穿墙处可以用石棉绳 或膨胀节来密封。
6. 省煤器-对流管束(锅炉管束)
省煤器中水流属强制流动，流速较高，同样流量下，管径 可以较小； 鳍片管导热性能优于管束的光管； 省煤器内外水、烟温差变化大，不像对流管束，管内介质 是饱和温度，传热温差相对较小； 省煤器内外的水和烟气的流向可实现逆流方式，传热系数 较大。
省煤器和空气预热器的应用，主要是为了降低排烟温度， 提高锅炉效率，节约燃料消耗量；也为了减少价格较贵的蒸发 受热面及改善燃烧与传热效果。因此，设计省煤器和空气预热 器时，应抓住节约燃料与节约钢材等投资之间的矛盾，以达到 用较少的投资而能节约更多的燃料。
省煤器和空气预热器
空气侧又分为一次风通 道及二次风通道 烟气流经转子，烟气放 热降温，蓄热元件吸热升 温 蓄热元件旋转到空气侧， 将热量释放给空气
空预器漏风的测定
漏风率定义： 漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气质量之比 ——GB 10184-88 电站锅炉性能试验规程
漏风率的测定：测定空预器进出口的烟气含氧量O2，计算进 出口空气过剩系数， 根据GB 10184-88 （附录K、式47）计算
1684 31
1684 31 277 67
低再 1.2 555 312.1 452
8.43
31
3874 51.7 3874 52 263 51
省煤器 空预器
1.2
1.2
296 130
249
20
330.7 240
9.11 10.6
0.63 18.9
14727 28224
78.3
46
14727 28224
八．省煤器和空气预热器
Economizer& air heater
1. 省煤器
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， 减少蒸发受热面 降低排烟温度，提 高锅炉效率 改善汽包工作条件。 提高进入汽包的给水温 度，减小汽包壁的热应 力 降低锅炉成本。省煤 器管比水冷壁管价格低 得多。
φ48X6 149排，横向节距120mm 4管头，纵向78排 纵向节距97mm
300MW CFB 锅炉（FW） 3管头，纵向28排
600MW 超临界煤粉炉
•上下两组，逆流布置 •蛇形管：Φ50.8×7.1 （SA-210C），4管圈绕 •横向节距114.3mm，192排 •省煤器进口集箱： φ508×88，SA-106C； •省煤器出口集箱： φ508×88，SA-106C。
浅谈锅炉尾部受热面在运行中常见的问题及解决方法
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。
锅炉尾部受热面低温腐蚀原因分析及防止措施
１低 温腐蚀 的原理
燃 油 锅 炉 常 常 发 生 尾 部 受 热 面 的 腐 蚀， 叫做 低温 腐 蚀 。 温 腐 蚀 不 仅 发生 在 空 低 气预 热器尾部有时 也会发生在 省煤器 ， 铁 皮 烟 道 以及 引风 机 等 处 。
理， 以便 制定 出 相 应 的 防 范 措 施 。 （） １ 三氧 化 硫 的 生成 ：
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工 业 技 术
ＳＯ ｅｎ ａ Ｔｅｃｈ Ｊ ｃｅ ｎｄ ｎ０１ ０ｇＹ ｎ Ｉ ｎｏｖａ ０ｎ ｔｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
锅炉尾部 受热面低温腐蚀 原因分析 及防止措施
马 爱 丽
（ 连石 化公司热 电联合车 间 辽宁大连 １ ６ ３ ） 大 １ ０ １
Ｓ 十１ ０， Ｓ Ｏ， ／２ ＝ Ｏ
Байду номын сангаас２酸露点的测定
２ １测试 仪 ． 采 用成 都 分 析 仪 器厂 生 产 的 Ｕ 一１ ＱＬ 型 酸 露 点 仪 及 南 京 分 析 仪 器 厂 生 产 的 Ｄｆ一 ｛ ９ ０ 型 效率 仪 。 ０３ ２ ２ 酸 露点 仪 的工作 原理 ． ａ 在 露 点 温 度 下 ， 酸 会 凝 结 ， 在 一 ） 硫 并 个 表 面 上 生 成 一 层 薄 膜 。 气 中露 点 的 温 烟 度 实 际 上是 酸 的凝 结 率 等 于 酸 的 蒸 发率 时 的 温 度 。 露 点 温 度 时 ， 的 冷 凝 率 与酸 的 在 酸 蒸发率相等 ， 膜厚度恒定不变 。 酸 ｂ 硫 酸 薄 膜 会导 电 ， 导 电率 与 膜 的厚 ） 其 度成 正 比 ， Ｌ ｌ 露 点 仪传 感 器 的顶 部 ＵＱ — 型 装 有 一 只检 测 元件 ， 该元 件表 面嵌 有 一 只测 量 其 表 面 温 度的 热 电偶 和 两 只铂 电极 （ 中心 电极 和 坏 电 极 ） 中 心 电极 和坏 电极 之 间加 。 有 交 流 电压 。 传 感 器插 入 被 测 烟 气 中 ， 当 调 节 控 制单 元 上的 冷 空 气调 节 阀 、 使元 件表 面 逐 渐冷 却 ， 温度 降到 某 一 点 时 ， 膜 开 始 当 酸 在 检 测元 件 表面 冷 凝 ， 这将 使 中心 电极和 环 电极 之 间的 导 电 率增 加 ， 这时 电流／ Ｖ表 ＲＢ 上 指 示 的 值 将 增 加 ， 续 调 整 冷 空 气 的 流 连 量 ， 电 流 表 上 指 示 的 电 流 值 保 持稳 定（ 使 通 常 在２ ～８ ｕ ０ ０ Ａ之 间） 电流稳 定后 ， 测元 件 ， 检 表 面酸 的 冷凝 率 等 于酸 的蒸 发 率 ， 这时 温 度 表 上 显示 的温 度 即 为 露 点温 度 。 ２ ３测试 步骤 。 ａ 将露 点／ 温 开 关 置于 烟 温 位 置 ； ． 烟 ｂ 将 电 流／ Ｂ ． Ｒ Ｖ开 关置 于 电 流位 置 ， 但 将 电流 高 量 程 置于 ２ ０ ｕ ０ ０ Ａ档 ； ｃ 将 传 感 器 插 人 烟 道 ， 感 器 开 始 升 ． 传 温； ｄ ５ 钟 之 后 ， 开 电 源 开 关 ， 器 通 ．分 打 仪 电； ｅ 此 时 ， 点／ 温 表 面上 显示 得 数 即 ． 露 烟 为烟气温度 ； ｆ 再 将 电流 量 程换 到 ２ ０ Ａ档 ； ． ０ｕ ｇ． 开 冷 空 气调 节 阀 ， 渐 调 整 进 气 打 逐 量 直 到 硫 酸 膜 在 检 测 元 件 表 面 生 成 ， 电 即 流 的读 数 将 增 加 ， 电 流 在２ ～８ ｕ 使 ０ ０ Ａ之 间
§4-5 锅炉受热面
上升管 起沸点A
下集箱
一、水冷壁和水循环
水循环
水冷壁
自然循环原理与基本概念
一 自然循环原理
定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重位 压差，推动工质流动的现象。
自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水
冷壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽 水分离器组成的，如图所示； 重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造 成的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐 射热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj 上升管侧 Yss p2 p1 H hu g pss
水在回路中循环流动时，下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差Yss
H xj g H hu g pxj pss
Syd h xjg h i i g
3.
多次上升 式
三种炉型水冷壁的特点
自然循环锅炉：60mm的管子 控制循环锅炉：51mm 直流锅炉：22mm（为了保证有足够大工 质流速）
过热器和再热器
概述 过热器和再热器的结构型式 过热器与再热器的热偏差
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 湿度过高，因此采用再热器，同时提高循环 效率。
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，工质泄露，停机，是锅炉故 障最多的部件之一。
8第八章 省煤器和空气预热器
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。
锅炉受热面
类似于三分仓受热面转动式空预器： 双流道风罩转动式 一、二次风分开
44
双 流 道 风 罩 转 动 式 空 预 器
45
漏风
是回转式空预器的主要问题 特点：空气侧 烟气侧 原因：
1)受热面元件内残留的空气或烟气 (少)
2)密封漏风：动静部件之间 空气侧正压 烟气侧负压 影响： 送引风机电耗 排烟热损失 送入炉内风量不足
32
3 半辐射式
• 位置： 布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处，既吸收炉 膛高温烟气的辐射热，也吸收烟气的对流换热， 屏式过热器。
• 结构：管屏式
• 类型：分隔屏过热器 后屏过热器 屏式过热器 屏式再热器
33
34
第二节 省煤器与空气预热器
尾部受热面 或 低温受热面
一、省煤器的作用
1、降低烟气温度
2、减少蒸发受热面：
风罩转动式
第一、受热面转动式 ：
二分仓 (烟气区、空气区及密封区) 烟气体积流量大：50%；空气30-40%
三分仓 (烟气区、一次风、二次风及密封区)
可以采用冷一次风机 应用最广
42
三 分 仓 回 转 式 空 预 器
43
第二、风罩转动式 ：
静子(受热面)上下两端装有可转动的上、下风罩
减轻了转子重量
9
只设整体旁路的称为一级旁路系统﹐其优点是系统简单﹑操作方便﹐ 适用于再热器不需保护的机组﹔ 设有高压和中﹑低压旁路的称为两级旁路 系统﹐其优点是调节灵活﹐能有效地保护再热器﹐但系统较复杂﹔ 同时设 有整体旁路﹑高压旁路和中﹑低压旁路的称为三级旁路系统。这种系统最为 复杂﹐但有利于机组适应负荷变化的要求。
2 两级布置（低温布置）
图2－16 1000t/h直流锅炉再热器布置简图
锅炉原理期末复习资料：第七章 省煤器和空气预热器
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。