省煤器和空气预热器

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1、省 煤器 与空 气 预热 器省煤器和空气预热 器是现代 锅炉不 可缺少的 受热面 ，由于他 们装在 锅炉尾部烟道 内，故称为 尾部受热面 。 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热量加热锅炉给水 。省煤器是现代锅炉 中不可缺 少的受 热面，一 般 布置在烟道内，吸 收烟气的对流 热， 个别锅炉 有水冷壁相间布 置的，以吸收炉 膛的辐射热 。2省煤器对 锅炉的作用1） 节 省燃料。 在 现代锅 炉中燃料燃烧产 生的热量， 被 水冷壁， 过 热器 再热器吸收后 ，烟气温度 还很高， 这 部分烟 气热量如不设法 利用， 将 造成很大 的热损失。 再 锅炉尾 部

2、装省煤器 可降低锅炉排烟 温度，减少排烟 热损失，所以节 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 之间温度差 引起的热应 力，从而改善汽 包的工作条件。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 高温材料， 所以降低锅炉造 价。 二 省煤器的类型及结构特点。1按材料分 类省煤器按 材料分可分为 钢管省煤器 和 铸铁省煤器 。目前大容 量锅炉广泛采用 钢管省煤器， 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

3、蚀 性差，但现代锅 炉给水都经过严 格处理，所以不 是很严重。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 。沸腾式省 煤器是出口水温 达到饱和温度， 并且还有部分水 蒸气汽化的省煤 器。 汽化水量 一般占总水量的 0。 10。 15倍， 一般不 超过 20%， 以免省煤器 中的介 质流动阻力 过大，非沸腾是 省煤器是出口水 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注意： 中 压 锅炉多采用沸腾 式省煤器， 这 是 因为中压锅炉水 的压力低， 汽 化 潜热 大 ，加热水的 热量小，蒸 发所许热 量大 ，故 需要不一部分水 的蒸

4、发放到省煤 器中进行 。 ，以防止炉 膛温度过低引起 燃烧不稳定和炉 膛出口烟温降低 ， 以 造成过 热器表面的 金属消耗量 增大。 高压以上 的锅炉多采用非 沸腾是省煤器， 因 为随 着压力的升高， 水 的汽 化 潜热减小， 加 热水的热量响 应增大， 蒸发 所需热量减少， 故 需把水的加热 转如炉膛 水冷壁中进 行，防止炉膛温 度和炉膛出口烟 温过高。高压以下的锅炉 -沸腾式省煤器用省煤器汽化一部分给水，防止炉膛温度和炉膛出口烟温过低。 汽化潜热低高压以上的锅炉 -非沸腾是省煤器将水的加热转入水冷壁，防止炉膛温 度和出口烟温过高，以致结渣。 汽化潜热高 。3 按结构形 式分省煤器按 结构形

5、式分为 光管式， 鳍片式，膜片管 式和螺旋肋片管 式 四种。光 管 式 省 煤 器 的 结 构 如 图 A所示， 它 由 进出口联箱和许 多并联的管 子组成， 蛇 形管与 集箱的连接 一般采用焊接。 联 箱一般布置 在炉膛烟道外面 ， 此外， 省 煤 器与空气预热器 之间应 该 预 留 0.6m 0.8m 的空间。以便 进行检修。鳍 片 管 是 在 光 管 外 面 焊 接 鳍片， 目的是增 加受热面积和 传热效果。 膜片式的优点是 比光管是传热性能 好，还节 约金属 材料，与 鳍片式 相比容易吹灰。 螺旋肋片式比以上 几种形式 的传热 性能都要 好，缺 点是 应防止积灰且比较难清除积灰 。 4

6、 按管子的 排列方式分省煤器按 管子的排列方式 可分为顺列和错 列两种。 两者比较 ： 错列管子 的传热效果好， 且不易结渣，但 磨损严重。顺列管子 的磨损相对较轻 ，且容易吹灰。三 省煤器的布置形式省煤器在尾部烟道中多为 卧式逆流布置 ，这样既有利于停炉排除积水。减轻挺炉期间的腐 蚀，也有利于改 善传热，节约金 属。其原理是：水在蛇形管内自下想上流动 ，烟气在管外自 上而下冲刷管壁 ，以实现 烟气和水 之间的热量交换 。这种换热 方式，由于水在 蛇形管内自上而 下流动便于排除 空气，从而可避 免引起 局部氧腐 蚀， 而 烟气在管外 自上而下流动， 不 但 有助于吹灰， 还 是烟气 和水呈 逆

7、向流动， 可提高对流传热 量。省煤器在 烟道内不布置方 式分为： 横向布置 和纵向布置 两种。纵向布置 是指蛇行管放置 方向与锅炉的前 后墙垂直。 横向布置 是指蛇形管布置 方向与锅炉后墙 平行。两者的区别 ： 纵 向 布置的特点是， 由 于尾部烟道的 宽度大于深度， 所 以 管子较短 ，支吊 比较 简 单 ， 且 平 行工 作 的 管 子 数 目较 多 ， 因 而 水 的流 速 较 低，流动阻力较小。但这种布置全部蛇形管 都要穿过烟道后 墙，从飞灰 磨损角度来说这种布置是不利的。因为 当烟气从水平烟 道流入尾部烟道时，拐弯将产生离心力，使烟气中 的大灰粒都集中 在靠近后墙一侧，这就造成了全部

8、蛇形管局部磨损 严重，检修时需 要更换所有 磨损管段横向布置的特点是 ： 平 行 工 作 的 管 数 少 。 因 而 水 速 高 ， 流 动 阻 力 大 ，且管 子较 长 ， 支 吊 比 较复 杂 ， 但 因 其 只有 少 数 几 根 管 子靠 近 后 墙，从而是磨损管子仅限于靠近后墙的几段 ，因而防护和检 修都比较容 易。为 了改进这种布 置方式因水速高 而导致的流动阻 力过大的缺点 ，可采用双 管圈或双面进水 。如图 B。总结 ： 因为飞会有个离心力，使大部分的飞灰落在后墙位置， 这就造成了纵向 与横向的区别，纵向一旦磨损需要更换所有的管排，而横向只需要更 换其中几片即可。四 省煤器的支吊

9、形式省煤器的 支吊形式有 支承结构 和 悬吊结构 两种。中小型锅 炉大都采用支承 结构，大型锅炉 采用悬吊结构。 大型 锅 炉 多 用 悬 吊 结 构 ， 其 集 箱 安 装 在 烟 道 中 间 用 于 吊 挂 过 支 吊 省 煤 器 管。一般省煤器的出口 引出管就 是悬吊 管，用省 煤器出 口给水来 冷却， 故工作可 靠。而集 箱放在烟道内的 好处是减少漏风 ；五 省煤器引出管与汽包的连接由于省煤器的出水温度可能低于汽包中 的饱和温度，当 锅炉运行工况变 动时，省煤器的出水温度还可能发生剧烈变动， 如果省煤器与汽 包连接就会在连 接处出现 温差热应力和疲劳应力，导致汽包发生 裂纹。为了防止

10、汽包损伤可在省 煤器引出管与汽包 连接处加装套管 ， 这 样使水冷鼻 与汽包壁之间有 饱和水或饱和蒸 汽相隔 ，从而改善 了汽包的工作条 件。六 省煤器设计时应考虑到的问题七 省煤器的启动和保护省煤器 在 启动 时 常常 间 断 给水 ， 当停 止 给 水时 ， 省煤 器 中 的水 处 于不 流 动 状态，这时由于高温烟气的不断加热，会使部 分水汽化。生成 蒸汽就会附着在 管壁上或集结在省 煤器上段，造成 管壁超温烧坏。 因此省煤器在启 动前应注意保护 。 一般 的保 护 方 法 是 在 省煤 器 进 口 与 汽 包下 部 之 间 装 设 不受 热 的 再 循 环 管，如左图所示。借助再循环管

11、与省煤器中 工质的密度差， 使省煤器中的水 不段循环 流动。 正 常运 行 时应 关 闭 省煤 器 再循 环 门 ，避 免 给水 由 再 循环 管 短路 进 入 汽包。导致省煤器却水而损坏。同时大量给水 冲入汽包，还会 引起水面波动， 使蒸汽品 质恶化。用再循环管保护省煤器所存在的问题是 循环压头低，不 易建立良好的流 动工况，因此， 有 的 锅炉在省煤器出 口与除氧器或疏 水箱之间装有一 根带阀们的再循 环管 ，如图右所示。当汽包不进水时，用阀们 切换，使流经省 煤器的水回到除 氧器或疏 水箱。这样在整个启动过程中可保持省 煤器不断进水， 以达到启动过程 中保护省煤器的目 的。空 气 预 热

12、 器一 空气预热器的作用空预器的 作用是利用尾部 烟气的热量加 热燃料燃烧所 需要的空气，空 气预热器对 锅炉的作用。1进一步降 低排烟温度，提 高锅炉效率。2改善燃料 的燃烧及着火条 件，降低不完全 燃烧热损失。3节省金属 ，节约造价。4改善引风机的工作条件。由于排烟温度 的降低，改善了 引风机的工作条 件，同时也降低 了风机耗能。 二 空气预热 器的种类及结构空气预热 器按传热方式分为 导热式 和 蓄热式 两种。导热式 是烟气通过传热壁面连续将热量传给空气。蓄 热式 是 烟气 和 空 气交 替 流 过受 热 面， 烟 气 流过 时 将 热量 积 蓄起 来 传 给受 热 面 ，空气流过时又将

13、积蓄的热量传给空气。导热式 -管式两种 蓄热式主要为回转式板式目前电厂主要采用的是管式 和回转式 空 气 预 热 器 ；管式空气 预热器按材质又 可分为铸铁管式 ，钢管式和玻璃 管式等；、管式空 气 预热 器 的应 用 很 广， 常 采用 立 式 布置 ， 管内 通 过 烟气 ， 管外 通 过 空气，烟气的 热 量通 过 管壁 连 续 传给 空 气， 其 优 点是 结 构简 单 ， 制造 方 便， 漏 风 量小。其缺点是体积大，耗钢量多，而且在大 容量锅炉中要求 热空气的温度很 高时，难 以满足， 还有管式空气预 热器一般采用错 列布置，提高防 热系数。回转式空气预热器 ： 由于锅炉的容量增

14、大，若用 管式空 气预热器 ，其所占的空间相当庞大，这给尾部受热面的 布置带来了困难 ，因此，我们目 前大型锅炉多采用 结构紧凑，重量 较轻的回转式空 气预热器。 回转式空 气预热器又分为 受 热 面 回转式 （容 克式 ） 和 风罩 回转式 （ 罗特 谬 勒式 ） 。一 受热面回 转式空气预热器受热面回转式空气预热器是由 外壳 ， 转子 ， 受热 元件 ， 密封 装置 ， 传动 装置 ， 上下轴承座 ，即 润滑油系统 等组成。1外壳外壳顶板、底板与转子之间由扇形隔板 间隔，将转子上 下部分为两部分 ，同时外壳顶板与底板上各有两个连接方箱。一 个与烟道连接， 另一个与风道连 接，因而 转子的一

15、侧通过烟气一侧通过空气，上 图为三分仓式空 气预热器，即将 其分为烟气通道，一次风道，二次风道，三部分 。在三分仓式空 气预热器中，烟 气流通截 面一般占 圆心角 165度。 一 次 风占 5060度， 二 次 风占 90100度， 其 余被三 个密封仓所 占，各为 15度。三分仓式 空气预热器适用 于采用冷一次风 机的正压制粉系 统， 它 将高压一 次风和较低压的二次风隔在两个仓室内进 行预热，二次风 可用低压头送风 机，以降 低送风机 电耗。2 转子转子被径 向和切向隔成许 多扇形板。每个 扇形格内装满薄 钢板（蓄热板）。转子是放 置受热元件的，有 12块或 24块径向隔 板与中心筒和转

16、子壳体连接形成 12个或 24个扇形仓 ， 每 个扇形仓由横 向隔板分成多个 梯形小室， 作 为放 置受热元 件的篮子， 冷段和热段中间 层受热元件布置 成抽屉式结构， 以便更换。转子的分 仓角度一般为 15度和 30度两种，转子的结 构有整体式，分 片式， 64型，模块 和半模块式，主 要取决于运输界限 和现场安 装条件。大型锅 炉常采用模块式 。3 受热元件1） 板形和材料常用的元件板型有 DU。 CU。 DF三种。如图所示。每一组都是由定位 板和波型板组成 。对 于 固 体 燃 料 。 热 端 和 热 端 中 间 层 采 用24GA材料和 DU型受热元 件。 冷 端与 冷 端中间层 采 用 18GA材料和 NF型 受 热 元 件 。对于气体 燃料采用 CU受热元件 /2放置方式 受热 元 件 的 布 置 有 横 向 和 纵 向 两 种，横向布置的优点是充满滤高不易发生散落。 缺点是每 块尺寸按等差级 数变化，必 须采