锅炉本体热力计算

第1章 概 述锅炉的作用是将燃料燃烧产生的热量通过受热面传递给工质，将水加热成蒸汽。在锅炉内进行着燃烧、传热、水循环、通风和汽水分离等工作过程。锅炉本体的设计即是指锅炉受热面的设计。锅炉本体通常由炉膛、对流管束、辅助受热面、锅筒及构架和炉墙等组成。对锅炉本体的基本要求为：(1)必须达到所要求的蒸发量和蒸汽参数，工作安全可靠，受热面元件必须具有足够的强度；受热面的布置和结构应使锅炉具有稳定的、良好的水循环；不发生严重的蒸汽带水现象；能适应较频繁的符合变化；受热面不产生严重结垢并具有清垢的可能性；受热面外部不产生严重的积灰、腐蚀和磨损等。(2)提高效率，节省燃料。受热面的布置和结构，尤其是炉膛设计应和燃料及燃烧设备紧密配合，以利着火和燃尽。合理选取排烟温度，降低排烟热损失，提高锅炉效率。(3)节约钢材和非金属材料。应综合考虑受压元件的金属耗量、一般结构件金属耗量、砖工和绝热材料耗量以及锅炉房容积和造价诸因素。(4)提高机械化、自动化程度，改善劳动条件。(5)制造工艺简单，便于整装或组装，便于操作和维修等。锅炉热力计算是锅炉设计最主要的计算，它根据给定的燃料特性、给水温度和其他技术条件与预期达到的额定蒸发量、蒸汽参数和各项技术经济指标，确定锅炉各受热面所必须的结构尺寸，同时为其他各种计算提供原始数据。锅炉热力计算按照已知的条件和计算目的的不同可以分为设计计算和校核计算两大类型。设计计算的已知条件是：锅炉的额定参数，从锅筒中抽取的饱和蒸汽流量，锅炉排污率，燃料特性，燃烧设备的形式，煤粉制备系统的计算数据（制粉系统的漏风系数、一次风量、干燥方式及干燥风量和温度、磨煤机的型式等）以及锅炉安装地区的地质、气象资料等。进行设计计算之前还要预先选定锅炉的整体布置型式、 排烟温度和热空气温度。设计计算的目的是在额定负荷下确定锅炉各受热面的结构特性及传热面积。校核计算则是根据已有的锅炉各受热面结构参数及传热面积和热力系统的型式，在锅炉参数、燃料种类或局部受热面面积发生变化时，通过热力计算确定各个受热面交界处的水温、气温、烟温及空气温度的值，确定锅炉的热效率和燃料消耗量等。进行校核计算可以获得非设计工况下锅炉运行的经济指标以及检验改进锅炉结构参数后的效果。设计计算和校核计算都依据相同的传热原理、公式和资料。在设计计算时，为了计算程序上的方便，对于各个受热面也往往采用校核计算的程序，即预先根据经验布置好受热面的结构尺寸和传热面积，通过校核计算的结果校验受热面的布置是否合理和正确，如果不妥则修正受热面的布置，再进行校核。因此，对于锅炉各个受热面的热力计算在方法上可以看作是校核计算。热力计算是沿烟气的流通方向对各受热面依次进行的。在进行各受热面的热力计算前首先要进行一些辅助计算。下面按照锅炉热力计算的一般程序分别介绍各个步骤地计算特点和要求第2章 确定锅炉基本结构和辅助计算2.1确定锅炉基本结构采用单锅筒型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管，水平烟道布置立式对流过热器，竖井布置两级省煤器和空气预热器。整个炉膛全部布满水冷壁，炉膛出口凝渣管束由炉膛后墙水冷壁延伸而成，在炉膛出口处采用由后墙水冷壁构成的折焰角，以使烟气更好地充满炉膛，采用膜式水冷壁。对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇行管束组成，在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。选用中速磨煤机的负压直吹系统。锅炉本体结构简图见图1。2.2燃料数据的分析和整理由煤的可燃挥发分=26.64%,查文献1表2-2知所用燃料为低挥发性烟煤。查文献2式2-11 =339+1030-109（）-25=22264.33 kJ/kg （2-1）因为=27.96%，根据文献2式2-1122264.33-22260=4.33 1.0时，实际烟气的焓为： (kJ/kg) （2-19）当燃用多灰分煤种时，烟气中飞灰含量较大时（即），烟气的焓应计入飞灰的焓。上述结果为了便于查阅，将各受热面的烟气温度范围内的值列成表格形式，即所谓的烟气温焓表，见表2-3。2.5锅炉热平衡计算 在确定了上述设计参数后可以计算出锅炉的热损失，并确定了锅炉的设计热效率。这个效率并不一定就是实际运行的结果，它与设计者的经验水平有关，即需要接受实践的检验。锅炉的设计效率确定了以后可按下式得到锅炉的燃料消耗量 (kg/h) （2-20）由于存在不完全燃烧热损失，进入炉膛的燃料有一部分未参加燃烧而随灰渣排掉。这部分燃料不但没有放出热量而且也没有产生烟气，不参与锅炉各受热面的热交换。实际放出燃烧热和生成烟气的燃料量称为计算燃料消耗量= （2-21）它才是锅炉热力计算的基础，无论水、蒸汽还是空气的焓值都是相对于1kg计算燃料消耗量而言的。在热平衡计算时还需要确定固体不完全燃烧热损失、气体不完全燃烧热损失以及外部冷却损失,前两者可以通过文献1中表6-51来选取，后者则可以通过文献1中图3-3来选取。锅炉热平衡及燃料消耗量计算见表2-4。10 表2-3 烟气温焓表烟 气 温 度()1.08()=4.731()0.533()+5.98()=1.2=1.215=1.23=1.25=1.28=1.3=1.33()=()()=()()=()()()=()100170183.6130614.915180.5879132789.41107.91131.6200357385.562601229.83041621777.42661590.72206.92238.72286.4300559603.723921854.2463246.82704.740324103307.23355.43403.6400772833.765272492.7626333.73660.25423241.24405.74470.54535.35009941073.56643140.7795423.74637.96844090.35578.75660.5600122513238043802.9969516.55642.48304963.46709.567847001462157994844841149612.46675.49785848.47932.88020.580017051841.410945174.61334711772711296751.49178.69279.890019522108.212425874.71526813.48796.312827666.41033010445100022042380.313926584.21723918.49882.914378593.31160211731110024582654.615447303.1192510261098415959538.112891120027172934.416978026.821321136.41209817531048314194 续表2-3烟 气 温 度()1.08()=4.731()0.533()+5.98()=1.2=1.215=1.23=1.25=1.28=1.3=1.33()=()()=()()=()()()=()130029773215.218538764.723441249.41332919141144615618140032393498.120099502.625591364.11436520761241516848150035033783.221661024527791481.21551022391338918187160037694070.523251099730021600.11667024031437019544170040364358.924841174932291721.11782925671535120899180043054649.426441250634581843.11899927311633122265190045744939.928041326336901966.82017028991733623637200048445231.529651402539262092.62134930661833525016210051165525.331281479941622218.4225423232193272640822005388581932911557044002345.223734340020332278009279.8序号 名称符号单位公 式 及 计 算 结果1燃料拥有热量kJ/kg任务书给定222602排烟温度任务书给定1403排烟焓kJ/kg查表3(=1.33)1593.524冷空气温度任务书给定305冷空气焓kJ/kg查表3312.66气体不完全燃烧损失%查文献1表6-5107固体不完全燃烧损失%查文献1表6-5118排烟热损失%5.79外部冷却损失%查文献1图3-30.7510锅炉效率%100-(+)92.5511过热蒸汽出口焓kJ/kgp=3.9mpa,t=450,查水蒸气表3331.812饱和水焓kJ/kgp=4.3mpa，查水蒸气表1109.513给水焓kJ/kgp=4.9mpa,t=170,查水蒸气表721.6514排污率%任务书给定215锅炉总吸热量kJ/sD(-)+0.22D(-)94532.616燃料消耗量kg/s4.5917计算消耗量kg/sB(1-)4.5418空预器吸热量kJ/kg(-)2973.9619空预器吸热量与燃料热量的百分比 %10013.3620保热系数0.993表2-4 热平衡及燃料消耗量计算第3章 炉膛的热力计算炉膛是蒸汽锅炉最重要的一部分。在炉膛内，燃烧和传热过程同时进行，参与燃烧和传热过程的各因素互相影响，使炉膛内发生的过程十分复杂，其中包括燃料的燃烧、火焰对水冷壁的传热、火焰与烟气的流动以及水冷壁表面的污染等这样一些物理化学过程。炉膛传热计算的任务是确定炉膛辐射受热面的吸热量及炉膛出口烟温。从炉膛的传热过程看来，进入炉子的燃料与空气混合燃烧后生成高温的火焰与烟气，通过辐射传热把热量传给四周水冷壁，到炉膛出口处，烟气温度冷却到某一数值，然后进入对流烟道。炉膛传热过程与许多因素有关，在一定条件下，炉内辐射受热面积越大，则传热量越多，炉膛出口烟温就越低，反之，炉内辐射受热面积越小，则传热量越少，炉膛出口烟温就越高。炉膛设计的任务就是在选定了炉膛出口烟温时，确定需要布置多少受热面积；或者在布置了炉内辐射受热面后，校核炉膛出口烟温是否合理。炉膛设计完成后，进行炉膛的热力计算。炉膛的热力计算是在布置好炉膛的几何形状、受热面的结构和面积后进行，热力计算的目的是校核所设计的炉膛能否将火焰冷却到预期的炉膛出口温度，即炉膛内布置的受热面能否预先分配的辐射吸热量。3.1煤粉燃烧器的型式和布置采用角置直流式煤粉燃烧器，分布于炉膛四角。燃烧器的中心距冷灰斗上沿为1.938m，每组燃烧器有两个一次风口，两个二次风口和两个三次风口。燃烧器特性计算列于表3-1中。表3-1 燃烧器特性计算序 号名 称符号单位公式及计算结 果1一次风份额 %查文献1表6-4302三次风份额 %由制粉系统来的干燥剂25续表3-1序 号名 称符号单位公式及计算结 果3二次风份额% 100- r1- r3454一次风出口速度m/s选 用305二次风出口速度m/s选 用406一次风容积流量m3/sV0Bj19.977二次风容积流量m3/sV0Bj31.948三次风容积流量/sV0Bj9.479每个一次风口面积0.0810每个二次风口面积0.111每个三次风口面积0.163.1.1燃烧室尺寸的确定在设计燃烧室时，首先是设法使燃烧能燃烧得比较完全，同时又必须保证燃烧室能长期可靠地运行，不会因为严重结渣而被迫停炉。3.1.2炉膛的宽度和深度因采用角置直流式燃烧器，炉膛采用正方形截面，按文献1中表6-38取炉膛截面热负荷上限为2.13MW/m2,所以=2.13MW/m20.9=，所以炉膛截面F=53.3（m2）,取炉膛宽=7360，炉膛深度b=7360，布置60的膜管，管节距S=80，侧墙布置92根管子，前后墙布置90根。查文献1中表6-35取炉膛容积热负荷上限为152KW/ m3，=152（1+7%）0.95=154.51，根据文献1中式6-72 ，=，所以炉膛的容积=661.27。3.2燃烧室炉墙面积的确定燃烧室侧墙断面尺寸见图2侧墙面积=F1+F2+F3+F4=(7.36+4.28)2.199+6.6587.36+(4.275+7.36)1.78+4.2754.136=12.8+49.0+10.36+17.68=89.84 前墙面积=(4.136+1.7815+6.658+2.757+4.28)7.36 =128.6后墙面积=（2.833+6.658+2.685+4.28）7.36=105.37出口窗面积=（4.136+0.73）7.36=35.81顶棚面积=4.2757.36=31.46炉膛总面积FL=2Fc+Fq+Fh+Fch+Fd=289.84+128.6+105.37+35.81+31.46=480.92炉膛容积=661.22炉膛容积热负荷=154.32查文献1表6-37知炉膛容积热负荷在推荐范围内。3.3燃烧室水冷壁的布置水冷壁采用60的膜管，管节距S=80，管子悬挂炉墙，管子中心和炉墙距离为e=0。每面墙宽7360，侧墙布置92根管子，前后墙布置90根，后墙的水冷壁管在折角处有叉管，直叉管垂直向上连接联箱，可以承受后墙管子和炉墙的重量，斜叉管组成凝渣管和折焰角，凝渣管有66根管子，折焰角上有20根管，另四根直接向上与联箱相连，侧墙水冷壁向上延伸，在折焰角区域和凝渣管区域形成附加受热面。燃烧室结构特性计算见表3-2。表3-2 燃烧室结构特性计算序号名称符号单位公式及计算结果前.后.侧顶棚出口窗1水冷壁管规格dmm6036036032管节距 s mm 8010703相对值s/d1.3331.7784管中心与炉墙距离emm0305相对值e/d00.56角系数x10.8717炉墙面积 Fl323.831.4635.818水冷壁有效辐射面积H323.827.3735.819灰污系数0.450.450.4510水冷壁受热面平均热有效性系数H/ Fl0.445311炉膛容积Fl661.2212烟气辐射层有效厚度s4.9513燃烧器中心高度hrm1.938+2.1994.13714炉膛出口高度hlm2.199+6.658+1.782+4.13612.7115燃烧器相对高度0.32616火焰中心相对高度 +x0.326炉膛传热须先假定炉膛出口温度，然后与计算出的炉膛出口温度相比较。如果，则表明所布置的炉膛受热面的传热能力比假定炉膛出口温度条件下的小，这时若计算出的炉膛出口烟温超过了炉膛安全运行的要求，则应重新布置辐射受热面，增加水冷壁的有效辐射面积 ,然后再根据重新假定的炉膛出口烟温，确定和值，考核再次计算出的炉膛出口烟温是否满足锅炉安全运行的要求。如果满足要求并且与重新假定的炉膛出口烟温相差小于100 ，则认为炉膛受热面的布置达到了预期的传热要求，炉膛的热力计算可告结束，以传热计算的结果作为炉膛的实际出口烟温值。炉膛热力计算是一逐步逼近的计算过程。之所以规定计算的炉膛出口烟温与假定值相差在100范围内就可以终止计算，是由于的温差变化对和的影响很小，相差100的两个和值反映在炉膛出口烟温的计算结果上只有10以下的变化。更为重要的是炉膛热力计算公式本身统计的局限和试验的误差，其精度平均水平约为10%左右。因此，即使假定值与计算结果完全相等，并不能肯定计算出的炉膛出口烟温就等于实际的测量结果。对于手工计算，如果规定两者的允许误差范围越小，计算工作量就越大，这是不必要的。需要说明的是在计算过程中两次假定的炉膛出口烟温可以是同一个值，也可以是不同的值。燃烧室的传热计算见表3-3。表3-3 燃烧室的传热计算序号名 称符号单位公式及计算结 果1炉膛出口过量空气系数见表11.22炉膛漏风系数膜式水冷壁0.053煤粉系统漏入风系数中速磨，负压运行0.044热空气温度任务书给定3705冷空气温度任务书给定306热空气焓kJ/kg查表32991.847冷空气焓kJ/kg查表3312.68空气预热器来热空气份额-1.119空气进入炉膛的热量kJ/kg+(+)3349.1续表3-3序号名 称符号单位公式及计算结 果10燃料有效放热量kJ/kg2538711理论燃烧温度查表3(=1.2)2026.612炉膛出口温度假 定110013炉膛出口烟焓kJ/kg查表3(=1.2)12891.314烟气平均热容量kJ/(kg )13.515容积份额 水蒸气/三原子气体r/ r查表2(=1.2)0.073/0.21616烟气密度ykg/ Nm31.33717飞灰浓度kg/kg查表2(=1.2)0.023118飞灰颗粒平均直径m用中速磨，选取1619三原子气体辐射减弱系数r1/(mmpa)10.20.8220灰粒辐射减弱系数1/(mmpa)438501.6921焦炭辐射减弱系数1/(mmpa)1.0222火焰辐射减弱系数k1/(mmpa)r+ +3.5323火焰辐射吸收率(r+ +)1.712424火焰黑度h0.819625炉膛黑度l0.9107续表3-3序号名 称符号单位公式及计算结 果27炉膛出口烟温115828炉膛出口烟焓kJ/kg查表3（=1.2）13646.9829炉内辐射传热量 kJ/kg11657.3430辐射受热面热负荷kw/m2136.763.4燃烧室辐射吸热量的分配燃烧室辐射吸热量中有部分由凝渣管及高温过热器吸收。3.4.1凝渣管直接吸收燃烧室的辐射热量辐射受热面是燃烧室的出口窗.凝渣管吸收的热量与凝渣管束的角系数有关。根据凝渣管的横向相对节距S1/d=4.27，从文献1图7-10中查得单排管的角系数X=0.32,现有三排，总的角系数=1-(1-)3=0.686 （3-1）凝渣管辐射受热面面积为：=0.68635.81=24.57m2 （3-2）由于出口窗位于燃烧室上部，热负荷比较小，需要计算沿高度的热负荷不均匀系数，从冷灰斗中心到炉顶的总高度为,根据0.86 （3-3） 和燃烧器中心相对高度=0.326,查文献1图11-20得到=0.70。凝渣管吸收的辐射热量=0.7136.7624.57 （3-4）3.4.2高温过热器直接吸收燃烧室的辐射热量=1076.39 （3-5）3.4.3水冷壁的平均辐射受热面热负荷= （3-6） 56第4章 对流受热面的设计锅炉的对流受热面一般由凝渣管束、过热器、再热器、省煤器及空气预热器组成。在设计这些对流受热面时的共同要求是：加强传热、减少热偏差、减少磨损、防止腐蚀及振动等。不过不同的对流受热面也有其本身的特殊要求。4.1凝渣管束的设计与热力计算凝渣管束是布置在炉膛出口的对流管束，这个管束在结构上横向和纵向管距都设计得很大，因此它本身不容易结渣，即使锅炉燃烧的不正常在凝渣管束上结了一些渣，也不会把烟气的烟道堵塞，同时烟气在通过这个管束时，它的温度会降低几十度，烟气中携带的飞灰也会因此而凝固，不致再结在受热面上。凝渣管束一般是由后墙水冷壁管拉大节距后构成，烟气成横向或纵向冲刷方式，它的热力计算采用对流传热计算的原理。设计时也是先布置好受热面的结构，假定其出口烟气的温度和焓，按校核计算的方法校核假设的温度是否合适。工质侧由于是汽水混合物，工质对管内壁的放热为沸腾放热，工质的温度不变，因此工质的吸热量等于烟气的对流放热量和炉膛辐射热量之和。所布置的受热面的传热能力Qd能满足假定的烟气焓降Qy,两者的相对误差 （4-1）则热力计算即可结束，烟气的焓降就是工质的对流吸热量。如果凝渣管束的管子排数等于或多于5排时，凝渣管束的角系数=1,可以认为由炉膛辐射给管束的热量kJ/kg （4-2）全部被管束吸收，管束的排数小于5排时，就会有一部分热量透过管束而传给后面的受热面，这时凝渣管束吸收炉膛的辐射热量为： kJ/kg （4-3） 式中 凝渣管束的角系数 凝渣管束的辐射受热面积，即炉膛烟窗的面积 炉膛中在凝渣管区域的平均面积热负荷凝渣管束是错列布置，由后墙水冷壁延伸而成，每四根相邻的管子组成第一、二、三排和折焰角，所以其横向节距为480。凝渣管束的结构简图见图3。凝渣管结构特性计算见表4-1。凝渣管的传热计算见表4-2。表4-1 凝渣管结构特性计算序号名称符号单位公式及计算结果1管子规格dmm6032横向管子节距 纵向管子节距S1S2mmmm320 2503横向相对节距 纵向相对节距12S1/dS2/d5.334.174管子数目:第一排 第二排 第三排n1n2n32122 235每根管计算长:第一排 第二排 第三排123mmm4.87 4.83 4.796凝渣管受热面面积m260.057侧墙水冷壁在本区的附加受热面面积m2108计算受热面面积m2+70.059烟气辐射层有效厚度m0.91.4710烟气流通截面m228.41表4-2 凝渣管的传热计算序号名称 符号 单位公式及计算结果1入口烟温见表711582入口烟焓见表7136473出口烟温先假定，后校核1081.5续表4-2 序号名称 符号单位公式及计算结果4出口烟焓查表3（）12652.75烟气热平衡放热值987.36平均烟温1119.87烟气容积 查表2 （）7.5598容积份额 水蒸气/三原子气体/ r 查表2 （）0.073/0.2169烟气重度1.4110飞灰浓度kg/kg 查表2 （）0.021911飞灰颗粒平均直径选用1612烟气流速m/s6.1613烟气对流放热系数W/(m2)42.4914三原子气体辐射减弱系数r 1/(mMpa)10.2r1.80315飞灰辐射减弱系数1/(mMpa)438501.7116烟气辐射吸收力(r+) 0.5217烟气黑度0.40418管内工质温度t饱和温度（P=3.92MPa）25519管壁灰污层温度335续表4-2 序号名称符号单位公式及计算结果20烟气辐射放热系数W/(m2)79.8721烟气总放热系数W/(m2)122.3622热有效性系数选用0.6523传热系数kW/(m2)79.524平均温压864.825传热量kJ/kg1061.226误差%0.5（合格）4.2过热器的设计与热力计算过热器的工作任务是把锅炉生产的饱和蒸汽加热到一定温度；同时在锅炉允许的负荷变动（一般是60-70%负荷到100%负荷）范围内以及工况变化（如燃料水分变化、过量空气量变化）时保持过热蒸汽温度正常，其波动范围保持在一般规定的10以内（指电站锅炉的要求），要求是比较严格的。现代大型锅炉的过热器包含有多种传热方式，并且分成若干级。过热器的热力计算是沿着烟气行程分级进行的。虽然过热蒸汽的进出口温度和总吸热量可以根据给定的锅炉参数确定，但是工质的流程往往和烟气的流程不一致，因此对于某一级过热器工质和烟气的进出口参数的确定却有待于整个过热器热力计算的完成。过热器的热力计算方法视其传热方式而异。对流式过热器的热力计算： 根据分配给该级对流过热器的吸热量和进口烟气的温度和焓，可以计算出出口烟气的温度和焓，一般也是先初步布置过热器的结构和传热面积，通过热力计算校核该布置条件下烟气的对流传热量是否等于工质的吸热量，如果两者的相对误差不超过2%，则认为过热器受热面布置合适，热力计算可告结束。否则，需要修改受热面的结构参数和面积，直到满足上述要求为止。如果不改变受热面的结构参数，而是调整该级过热器的出口烟气温度，该烟温与原计算的烟温相差不超过50时，不必重新计算传热系数，只计算传热稳压值。过热器系统有减温器时，减温器的吸热量按下述方法计算：如果减温器安装在饱和蒸汽侧，减温器的吸热量用每千克蒸汽放给冷却水的热量 应从过热器进口工质焓中减去 = - (kJ/kg) （4-4） 或 = -r(1-x) (kJ/kg) （4-5）式中 锅筒压力下的饱和蒸汽焓 (kJ/kg) 锅筒压力下的汽化潜热 (kJ/kg) 进入过热器的蒸汽干度如果过热器的级间布置面式减温器，进入下一级的过热蒸汽的焓应减去面式减温器的吸热量。如果过热器级间布置喷水减温器，则减温器前各级的过热蒸汽流量应减去喷水量=-= (kg/s) （4-6）式中 该级过热器的蒸汽流量 kg/s 减温器前一级过热蒸汽的流量 kg/s 减温器的喷水焓 (kJ/kg) (kJ/kg)前一级过热器出口蒸汽焓 (kJ/kg)该级过热器进口蒸汽焓 (kJ/kg)通过减温器过热器的焓降值在设计计算时一般是预先给定的。对流式过热器是否吸收炉膛的辐射热取决于对流过热器和炉膛间的受热面的型式，如果对流式过热器与炉膛间为凝渣管，则对流过热器的辐射吸热量为 = (kJ/kg) （4-7）式中 凝渣管的角系数 凝渣管的辐射受热面积，炉膛传热计算时假定凝渣管的角系数为1，所以凝渣管束的辐射受热面积即为炉膛的烟窗面积，m2。 凝渣管束位置的炉膛平均面积热负荷，(kw/ m2) 从锅筒出来的饱和蒸汽先到凝渣管上方的蒸汽联箱.经过顶棚管到第一级对流过热器的入口联箱，蒸汽通过悬挂的蛇形管逆流至出口联箱，最后一圈是顺流布置，这样可以避免出口管束和顶棚管的交叉，从第一级过热器出口联箱出来的蒸汽进入喷水减温器，该喷水由锅筒引出饱和蒸汽冷凝而得，冷却水采用进入省煤器前的给水，蒸汽经减温后进入第二级过热器的出口联箱，蒸汽在第二级对流过热器中先逆流后顺流，此处第一圈管束是逆流，其余均为顺流，这样可以使过热器出口的高温蒸汽处在较低温度的烟气流中。第二级过热器的第一、二排管组成四排错列管，使管节距增大，防止堵灰，其余均是顺列布置，由于一组受热面内有错列、顺列布置，而计算时的平均温压是按整组受热面计算的，因此传热系数也要用整组受热面的平均值，此时采用加权平均法来计算一下参数：横向节距S1、纵向节距S2、烟气流通截面、对流放热系数、灰污系数，最后算出传热系数K，加权平均是错列和顺列的受热面加权的。第一、二级过热器的结构简图见图3。第二级过热器的结构特性计算见4-3。第二级过热器的传热计算见表4-4。第一级过热器的结构特性计算见表4-5。第一级过热器的传热计算见表4-6。计算中的减温水量是假定的，取=1 kg/s ，可使减温幅度=22.6。相应减温幅度=54.8 kJ/kg。如增加减温水量，可以增加减温幅度，但同时要增加第一级过热器的受热面。表4-3 第二级过热器的结构特性序号名称符号单位公式及计算 结果1管子规格 d2错 列 管 束横向节距s1