锅炉原理-第七章-过热器和再热器

1、1 第七章过热器和再热器第七章过热器和再热器 2 第一节过热器和再热器的作用及其特点第一节过热器和再热器的作用及其特点 一、过热器和再热器的作用一、过热器和再热器的作用 过热器作用：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，并保过热器作用：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，并保 证在一定负荷变化范围内维持气温的稳定。过热汽证在一定负荷变化范围内维持气温的稳定。过热汽 温度为温度为540540555555间。间。 再热器作用：将气轮机高压缸排汽加热到与过热汽温度相仿的温再热器作用：将气轮机高压缸排汽加热到与过热汽温度相仿的温 度，然后送回中低压缸继续做功，以提高汽机尾部度，然后送回中低压缸继

2、续做功，以提高汽机尾部 蒸汽干度。蒸汽干度。 二、过热器和再热器蒸汽参数的选择二、过热器和再热器蒸汽参数的选择 蒸汽参数的选择主要取决于经济性和安全性两方面的限制。蒸汽参数的选择主要取决于经济性和安全性两方面的限制。 亚临界压力以下：亚临界压力以下： 12Cr2MoWVB 1Cr18Ni9Ti 540-550 12Cr2MoWVB 1Cr18Ni9Ti 540-550 0 0C C Cr25Ni12MnSi2 560-660 Cr25Ni12MnSi2 560-660 0 0C C 运行中汽温波动要求运行中汽温波动要求 不超过不超过 +5 +5 -10 -10 过热器过热器 再热器再热器 温度

3、温度 3 三、过热器和再三、过热器和再 热器的布置热器的布置 低压低压 中压中压 高压高压 4 第二节过、再热器结构及其汽温特点第二节过、再热器结构及其汽温特点 一、结构型式一、结构型式 按传热方式分为：对流、辐射和半辐射式三种按传热方式分为：对流、辐射和半辐射式三种 1、对流式过（再）热器、对流式过（再）热器 在对流烟道内吸收对流热。在对流烟道内吸收对流热。 顺流：温压最小、耗材多，安全（高汽温对低烟温）顺流：温压最小、耗材多，安全（高汽温对低烟温） 逆流：温压最大、耗材少，安全性差逆流：温压最大、耗材少，安全性差 混流：介于两者之间混流：介于两者之间 优缺点优缺点 根据烟气、蒸汽相对流向分

4、为逆流、顺流、混合流三种。根据烟气、蒸汽相对流向分为逆流、顺流、混合流三种。 根据结构型式分为立式和卧式根据结构型式分为立式和卧式 立式：疏水困难、支吊容易立式：疏水困难、支吊容易 卧式：疏水容易、支吊困难卧式：疏水容易、支吊困难 根据管圈数分为单管圈、双管圈、多管圈根据管圈数分为单管圈、双管圈、多管圈 根据管子布置结构分为顺列和错列根据管子布置结构分为顺列和错列 s c ，但顺列吹灰容易，错列吹灰困难。但顺列吹灰容易，错列吹灰困难。 总原则：高温水平烟道立式顺列；低温竖直烟道卧式错列。总原则：高温水平烟道立式顺列；低温竖直烟道卧式错列。 5 对流式过（再）热器质量流速问题：对流式过（再）热器

5、质量流速问题： 为保护金属管道，工质应有一定的质量流速。质量流速增大，对金属为保护金属管道，工质应有一定的质量流速。质量流速增大，对金属 的冷却能力增强，但同时也增大了流动阻力。的冷却能力增强，但同时也增大了流动阻力。 一般，过热器内允许压降一般，过热器内允许压降10%Pgr,再热器内压降再热器内压降0.20.3MPa。 因此，过热器内工质质量流速因此，过热器内工质质量流速w8001100kg/(m2.s) 再热器内工质质量流速再热器内工质质量流速w250400kg/(m2.s) 烟气速度问题：烟气速度问题： 烟速烟速 高传热加强，不易积灰，但磨损加剧。高传热加强，不易积灰，但磨损加剧。 低传

6、热减弱，磨损减轻，但积灰加强。低传热减弱，磨损减轻，但积灰加强。 因此，烟速上限受磨损限制，与煤中因此，烟速上限受磨损限制，与煤中Ay，灰分特性，及烟温有关。，灰分特性，及烟温有关。 炉膛出口之后水平烟道中，烟温较高，灰软，磨损较轻，烟速可在炉膛出口之后水平烟道中，烟温较高，灰软，磨损较轻，烟速可在10 12m/s，而在烟温较低时，一般情况下烟速小于，而在烟温较低时，一般情况下烟速小于9m/s。 6 2、辐射式和半辐射式过热器、辐射式和半辐射式过热器 在炉膛内吸收辐射热。在炉膛内吸收辐射热。 注意的问题：工作条件恶劣。（可采用的措施：布置在炉膛上部、作低温受热面、注意的问题：工作条件恶劣。（可

7、采用的措施：布置在炉膛上部、作低温受热面、 高质量流速）高质量流速） 半辐射式也叫屏式过热器。特点是热负荷高、热偏差大。半辐射式也叫屏式过热器。特点是热负荷高、热偏差大。 二、过、再热器系统二、过、再热器系统 基本要求：满足蒸汽参数要求基本要求：满足蒸汽参数要求 有灵活的调温手段有灵活的调温手段 保证管壁不超温保证管壁不超温 经济性高经济性高 1、分级分段问题、分级分段问题 如过热器内焓增较大（超过如过热器内焓增较大（超过420KJ/kg），就需分级布置，以减小热偏差。），就需分级布置，以减小热偏差。 分级分段的要求：分级分段的要求： a、单级焓增小于、单级焓增小于60100KCal/kg。

8、b、各级中气温选择应与采用的钢材许用温度吻合（气温超过、各级中气温选择应与采用的钢材许用温度吻合（气温超过 400需采用需采用 合金钢，否则可采用合金钢，否则可采用20碳钢）。碳钢）。 c、考虑气温调节的反应速度。、考虑气温调节的反应速度。 7 2、减温器布置问题、减温器布置问题 减温器的作用：在一定负荷变动范围内，保证气温稳定。减温器的作用：在一定负荷变动范围内，保证气温稳定。 原理：采用热量交换降低蒸汽焓值。原理：采用热量交换降低蒸汽焓值。 布置方式：地点的选择。末级过热器焓增一般小于布置方式：地点的选择。末级过热器焓增一般小于30 70KCal/kg。 三、过、再热器的汽温特性三、过、再

9、热器的汽温特性 汽温特性汽温与锅炉负荷的关系汽温特性汽温与锅炉负荷的关系 负荷负荷增大 增大 燃料量燃料量增大 增大 炉内烟温炉内烟温变化不大 变化不大 辐射放热辐射放热变化不大 变化不大辐射吸热量 辐射吸热量降低 降低 炉膛出口烟温炉膛出口烟温升高 升高 烟气量烟气量增大 增大 过热器总体上属于对流特性过热器总体上属于对流特性 对流吸热量对流吸热量增大 增大 辐射式汽温特性辐射式汽温特性 对流式汽温特性对流式汽温特性 8 一、热偏差一、热偏差 指各受热管中吸热温升的不均匀程度，用热偏差指各受热管中吸热温升的不均匀程度，用热偏差 系数系数表示。表示。 =qH / / G=i=ip p/i/i0

10、 0 q吸热不均系数吸热不均系数 q=q=qp p/q/q0 0 H 结构不均系数结构不均系数 H=H=Hp p/H/H0 0 G流量不均系数流量不均系数 G=G=Gp p/G/G0 0 i ip p偏差管焓增偏差管焓增 ii0 0整个管组平均焓增值整个管组平均焓增值 第三节热偏差及汽温的稳定第三节热偏差及汽温的稳定 9 1、吸热不均、吸热不均 受热面污染受热面污染 炉内温度场炉内温度场 烟道内热负荷分布烟道内热负荷分布 2、流量不均、流量不均 管子连接方式：管子连接方式：Z型、型、U型、多管型型、多管型 3、结构不均、结构不均 管材厚度、长度、弯头数量等管材厚度、长度、弯头数量等 10 二、运行中影响汽温的因素二、运行中影响汽温的因素 1、锅炉负荷（对流特性，、锅炉负荷（对流特性，D增大，汽温升高）增大，汽温升高） 2、过量空气系数（、过量空气系数（增大，增大，w增大，汽温升高）增大，汽温升高） 3、给水温度（、给水温度（tgs升高，升高，B下降）下降） 4、污染情况（炉内污染，汽温升高；过热器污染，汽温降低）、污染情况（炉内污染，汽温升高；过热器污染，汽温降低） 5、饱和蒸汽用量、饱和蒸汽用量 6、燃烧器运行方式、燃烧器运行方式 7、燃料种