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1、第5章 省煤器和空气预热器,HIT,HIT,第5章 省煤器和空气预热器,省煤器,1,空气预热器,2,尾部受热面的布置,3,HIT,省煤器：利用锅炉尾部低温烟气的热量来加热锅炉给水的受热面。,5.1 省煤器,HIT,省煤器作用,（1）对低压小型锅炉： 排烟温度，热效率，节约燃料消耗量。 为排烟温度，可用管束，可用省煤器，用省煤器经济有效,有效：可将烟气冷却到较低温度。 经济：降低同样烟温，省煤器受热面仅为蒸发受热面的一半，节省金属材料，且省煤器材料相对便宜。 在烟温相同时，省煤器中工质温度低，传热温差大。 工质强制流动，布置紧凑，传热系数提高。,HIT,省煤器作用,（2）现代大型锅炉： 给水的高
2、度回热，并且采用了空气预热器，因此省煤器的作用主要是为了减少蒸发受热面，以便宜的省煤器受热面来代替价格较贵的蒸发受热面。 （3）进入锅筒水温提高到接近锅筒中工质的饱和温度，降低了锅筒进水温度和锅筒中工质饱和温度间温差，降低了由此温差而引起的锅筒热应力。,HIT,省煤器分类,按受热面形状,铸铁式 钢管式,非沸腾式 沸腾式,光管 鳍片管 膜式,按材料,按水被加热程度,HIT,铸铁省煤器,HIT,铸铁省煤器-铸铁管,HIT,铸铁省煤器-铸铁管,HIT,铸铁省煤器-特点,铸铁性脆，强度低且不能承受水击，2.5MPa压力以下，非沸腾式省煤器。 耐腐蚀，管壁较厚，可用于给水未经除氧的工业锅炉及烟气外部腐蚀
3、严重区域。 体积、重量大，价格贵；连接法兰多，易漏水。 易积灰堵灰。 安全性较差，设旁通烟道和给水旁路。,HIT,铸铁省煤器,1、吹灰器 2、连接弯头 3、省煤器管 4、给水管 5、安全阀 6、温度计 7、压力表,HIT,1 烟气挡板 2 旁通烟道挡板 3 旁通烟道 4 铸铁省煤器管 5 连接弯头 6 烟道挡板 7、10 安全阀 8、14 截止阀 9 往除氧器管道 11 旁通管 12 止回阀 13 疏水管,铸铁省煤器-旁路,HIT,钢管式省煤器-结构,蛇形钢管+集箱,HIT,钢管式省煤器-结构,D=25-42 S1/d=2-3 S2/d=1.5-2,错列,HIT,钢管式省煤器-管组高度,S2/
4、d=1.5-2时，管组高1.5m， S2/d1.5时，管组高1m 管组高度大，分组，组间550-600mm 空预器与省煤器 管组间距800-1000mm。 方便检修,HIT,钢管式省煤器-水速、烟速,水速 非沸腾式及沸腾式的非沸腾部分，0.3m/s, 沸腾式的沸腾部分，1.0 m/s。 一般水速2m/s 水阻力 高压/超高压， 锅筒压力的5% 中压， 锅筒压力8% 烟速：8-10m/s。,HIT,钢管式省煤器-布置,HIT,钢管式省煤器-蛇形管方向,HIT,前墙：蛇形管短，易于支撑，全部管均磨损 前墙：后排几根蛇形管磨损剧烈，支持复杂 煤粉炉： 前墙 油气炉： 前墙、前墙,省煤器蛇形管布置方向
5、选择,水速 磨损,HIT,钢管式省煤器-蛇形管及集箱的连接,a) 集箱一般布置在炉墙外，集箱和管子在墙外焊接。 b) 集箱通过穿墙连接管和蛇形管连接：自集箱引出管子多时，为避免管子穿墙时漏风过多，可自集箱引出少量连接管穿过炉墙，使连接管和蛇形管在烟道中连接。 c) 集箱和管子在烟道中连接：在炉墙气密性要求高的锅炉中，可将集箱布置在烟道中并兼作省煤器支持件。,HIT,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊 ）,支托,1支承梁 2定位管夹 3省煤器蛇形管 4省煤器出口集箱 5托架 6U形螺栓 7钢柱 8炉墙 9省煤器进口集箱 10连接管,HIT,用 角 钢 支 架,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊
6、）,HIT,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊 ）,用冲压制成的支架,HIT,悬吊,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊 ）,HIT,用吊杆,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊 ）,HIT,钢管式省煤器-强化传热,钢管省煤器管子一般为光管，为了在烟气侧强化传热并减小省煤器尺寸，可采用： 鳍片管 管外带环状肋片或螺旋形肋片 膜式,HIT,钢管式省煤器-鳍片管,焊接鳍片管：受热面体积比光管减少(25-30)%，且鳍片管鳍片金属的价格要比管子金属便宜 轧制鳍片异型管：可使省煤器尺寸减少(40-45)%,HIT,钢管式省煤器-螺旋鳍片管,错列布置 顺列布置,HIT,钢管式省煤器-膜式,由光管焊接厚2-3
7、mm的钢板制成。 在吸热量和光管相同时，金属消耗量小 烟气流动阻力减小 省煤器尺寸减小，支持方便且运行可靠,HIT,5.2 空气预热器,空气预热器作用 空气预热器分类 管式空气预热器 回转式空气预热器,HIT,利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧用空气的一种热交换装置。 在近代火力发电站中，由于tgs较高，省煤器无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度，而tlk低，因此可用空预器降低排烟温度。,5.2 空气预热器,HIT,5.2 空气预热器,HIT,空气预热器-作用,排烟温度，锅炉效率； 炉温，改善燃料着火和燃烧， 不完全燃烧损失，锅炉效率；对难着火燃料重要。 炉温，强化辐射换热； 热空气可作为制粉系统的
8、干燥剂。,HIT,空气预热器-热空气温度,热风温度的选取原则 取决于燃料种类和燃烧方式,层燃炉 trk200 液态排渣煤粉炉 trk=380420 固态排渣煤粉炉 对于A trk=250300 对于W、p trk=380400 对于H trk=300400 油、气炉 trk=200300 ,HIT,空气预热器-分类,间壁式,再生式,板式,管式,钢管,玻璃管,铸铁管,受热面 回 转,风罩 回转,立 式,卧 式,垂直轴,水平轴,HIT,管式空气预热器-钢管（立式）,1管子 2上管板 3膨胀节 4空气连通罩 5中间管板 6下管板 7构架 8框架,结构： 支撑： 密封：,管箱,HIT,管式空气预热器-
9、钢管（立式）,膨胀节在上管板处的连接结构 2防止热空气漏入烟气 3防止冷空气漏入烟道,空预器由多个管箱组成，以利运输、安装。管箱间用膨胀节密封,HIT,管式空气预热器-钢管（立式）-结构尺寸,d：40、51mm 壁厚：1.2-1.5mm 相邻管孔间隙：10mm S1/d：1.5-1.9 S2/d：1.0-1.2 管板厚：上: 10-20mm 中：5-10mm 下：20-26mm 管箱高度：d=51mm时，8m d=40mm时， 5m Wy=10-14m/s Wk=(0.450.55)Wy （通道数和进风方式）,HIT,管式空气预热器-钢管（立式）-布置,HIT,管式空气预热器-钢管（立式）-布
10、置,trk270 单级布置（一级钢管空预器） trk270 双级钢管空预器,a单面进风双级布置 b 双面进风双级布置 c一二次空气分别加热的双级布置,HIT,管式空气预热器-钢管（卧式）,结构：烟气-管外，空气-管内 d=38-42mm S同省煤器 速度：Wy =8-12m/s； Wk = 6-10 m/s 优点：tb卧=tb立+(1030) 减轻低温腐蚀， 腐蚀后只更换下几排管 应用：燃用多硫重油 配合钢珠吹灰。,HIT,管式空气预热器-铸铁管,1 铸铁管 2 墙板 3 构架 4 出口风罩,HIT,管式空气预热器-铸铁管,结构：椭圆形截面，内外均有肋片，烟气管外流动，空气管内纵向冲刷，各管之
11、间通过管子端部小孔用螺栓连接。 优点：耐腐蚀和磨损 缺点：笨重，漏风较大 应用：燃用含硫燃料且排烟温度较低时，用作第一级空预器，对付低温腐蚀。,HIT,管式空气预热器-玻璃管,卧式 立式,管箱,清灰设备,HIT,管式空气预热器-玻璃管,结构：同钢管空预器，卧式和立式布置，管子为玻璃管，d=40-51mm，L=2-4。管子与管板通过密封装置连接，管箱中装有一些钢管以增强刚性并支撑管板。卧式布置时管束上部装有2-3排保护钢管以供检修与清灰需要。 应用：燃用高硫燃料，在玻璃管空预器中先将空气加热到80-90 ，再送入钢管空预器，可避免钢管空预器的烟气低温腐蚀。 效果：使燃用高硫重油锅炉的排烟温度降为
12、125-130，可锅炉效率(2.5-3)%。,HIT,空气预热器-分类,间壁式,再生式,板 式,管 式,钢 管,玻璃管,铸铁管,受热面 回 转,风 罩 回 转,立 式,卧 式,垂直轴,水平轴,HIT,回转式空气预热器,应用： 大型锅炉，可解决大型锅炉尾部受热面布置困难问题。 原理： 再生传热。 分类： 布置方式：垂直轴/水平轴， 按部件旋转方式：受热面旋转/风罩旋转。,HIT,回转式空气预热器-受热面旋转、垂直轴,预热器总体结构,受热面板型,受热面组件,空预器.avi,HIT,回转式空气预热器-受热面旋转、垂直轴,组成：由轴、转子、外壳、传动装置和密封装置。 转子：用隔板分成一系列小仓格，仓格
13、中布满用0.5-1.25mm钢板制成的受热面。扇形仓分度有15、30度两种。转子由上、下轴承支持，轴承固定在横梁上。可用下轴承承重，也可由上轴承承重。 外壳：由外壳圆筒、上下端板和上下扇形板组成，上下端板留有烟风通道的开孔以备和烟风道相接，中间是装有上下扇形板的密封区。 在预热器的整个截面上烟气流通截面积占(40-50)%，空气流通截面积占(30-45)%。密封区约为(8-17)%。 传动装置：电动机经减速器带动转子以1.5-4r/min的速度转动。,HIT,回转式空气预热器的传动销链,回转式空气预热器-受热面旋转、垂直轴,HIT,受热面:分高温段和低温段。,高温段:由齿状波形板和波形板组成，
14、相隔排列，前者兼起定位作用以保持板间距，高温段受热面传热性能好，流动阻力适当;,低温段：由平板和齿形波形板组成，通道较大以便减少积灰，为延长因腐蚀而损坏的期限，采用较厚钢板。,回转式空气预热器-受热面旋转、垂直轴,HIT,漏风与密封： 径向密封 环向密封 轴向密封：,回转式空气预热器-受热面旋转、垂直轴,HIT,回转式空气预热器-受热面旋转、水平轴,受热面旋转的垂直轴回转式空气预热器尺寸增大后，装有转子轴承的支承梁负重过重，构架将显著增大。 优点：转子重量可直接由支架传到地基上，构架较小，且烟气道和空气道也便于布置。,双圆盘结构 单圆盘结构 1空气 2烟气,HIT,回转式空气预热器-风罩旋转,
15、HIT,回转式空气预热器-优点,节省钢材，约1/3； 结构紧凑，节省场地，和其他受热面分开布置; 蓄热板处tb高，腐蚀慢，腐蚀不太影响漏风。 漏风量大 结构复杂 需电动机及传动结构，耗电。,优 点,缺 点,可以单独使用，也可和管式空预器联用。 当trk320350时，高温段管式，低温段回转式。,HIT,5.3 尾部受热面的布置,单级和双级布置,双级布置吸热量分配方案,HIT,尾部受热面的布置-单级,省煤器+空预器（管式或回转式） 简单,HIT,尾部受热面的布置-双级,锅炉本体和锅炉房的外形尺寸，特别是高度增加； 对流烟井的结构复杂化； 增大省煤器受热面、连接管道以及风道等； 空预器的运行可靠性降低。,HIT,尾部受热面的布置,trk低时采用单级布置 管 式： trk 260-280 回转式: trk 320-350,单级和双级布置的选择,Trk高时采用双级级布置 管 式： trk 260-280 回转式: trk 320-350,HIT,尾部受热面的布置,为什么双级？ 烟气流量空气流量 烟气的热容量（近似相等）空气热容量,trk较高时，空气出口温压更小，平均温压将较小，受热面面积将很庞大，很不经济。 当trk高到一定程度时，出口温压有可能是零，只用单级空预器不可能把空气预热到更高的温度。,HIT
