电厂锅炉原理ppt第8章省煤器和空气预热器

1、1第八章省煤器和空气预热器21. 作用第一节尾部受热面的作用和工作特点省煤器降低排烟温度提高锅炉效率节约燃料用廉价的省煤器加热给水代替较贵的水冷壁加热给水进入汽包的给水温度增加减小汽包的热应力给水温度低于饱和温度传热温压大强制流动传热系数大所需省煤器面积少31. 作用第一节尾部受热面的作用和工作特点空气预热器吸收烟气热量降低排烟温度提高锅炉效率加热空气强化燃料着火和燃烧降低q3和q442. 工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点l金属壁温低l三大问题l传热系数大（逆流给水和空气由下向上，烟气由上向下）承压受热面中省煤器壁温最低锅炉机组受热面中空气预热器壁温最低磨损（烟温低）积灰（烟速低）低温

2、腐蚀（壁温低）防止汽泡的停滞和阻塞l传热温压大52. 工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点水的比容大于烟气比容水的加热速率小于烟气冷却速率烟气水温度入口温差小烟气空气温度出口温差小6出口温差小2. 工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点水的比容大于烟气比容水的加热速率小于烟气冷却速率烟气水温度入口温差小72. 工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点空气预热器出口温差小尾部受热面采用双级布置空气预热器出口热空气温度受到限制（对于难燃燃料，热空气温度大于300）小于3040空气预热器受热面积82. 工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点l尾部受热面采用双级布置高温级空气预热器布置在烟气温

3、度更高的区域省煤器与空气预热器交错布置低温级空气预热器布置出口端有足够的温差91. 分类第二节省煤器l按照工质出口状态沸腾式非沸腾式水被加热到温饱和温度并产生部分蒸汽用于中压锅炉出口水温低于饱和温度用于高压以上锅炉将部分蒸发热转移至省煤器蒸发热较大防止炉膛温度降低将部分加热转移至水冷壁加热热较大防止炉膛温度过高101. 分类第二节省煤器l按照材料铸铁式钢管式耐腐蚀承受冲击（强度高）承受冲击差（脆，不用作沸腾式省煤器）耐磨损（硬度大）价格低廉体积小，重量轻耐腐蚀差传热性能好111. 分类第二节省煤器l按照结构光管式鳍片管：光管直管段外表面上下各焊扁钢膜片管：两个光管直管段之间焊连续的扁钢螺旋肋片

4、管：光管外表面焊横向肋片122. 结构尺寸第二节省煤器外径：2542mm壁厚：35mm横向相对节距：1=s1/d=23纵向相对节距：2=s2/d=1.52 （弯头） 蛇形管133. 管子排列方式第二节省煤器顺列错列不易积灰传热效果好结构紧凑磨损严重吹灰困难14垂直于前后墙4. 布置方式第二节省煤器逆流（传热温压大）l介质流向烟气从上而下（便于吹灰）水从下而上（便于排出气体）l布置形式平行于前后墙流动阻力小漏风严重整体磨损严重（后墙附近所有管子）集箱布置在烟道内流动阻力大双管圈或双面进水支吊方便（管子较短）局部磨损（后墙附近少数管子）154. 布置方式第二节省煤器垂直于前后墙平行于前后墙16l支

5、吊方式支撑支撑梁的冷却悬吊l管组高度单级或一组高度不大于11.5m（便于检修）管组之间高度不小于600800mm （便于清灰）与空气预热器距离不小于8001000mm （便于清灰）4. 布置方式第二节省煤器17l工质侧5. 流动参数选择氧腐蚀水速第二节省煤器w810m/s磨损流动阻力水速管内空气阻塞汽水分层超温疲劳破坏高压锅炉：不大于5汽包压力中压锅炉：不大于8汽包压力非沸腾式不小于0.3m/s沸腾式不小于1m/sl烟气侧逆流l介质流向烟气从上而下水从下而上181. 分类第三节空气预热器传热式蓄热式管式板式钢管式铸铁管水平管式立式垂直轴水平轴受热面旋转风罩旋转19l结构钢管管板 管箱 烟气管内

6、纵向冲刷 空气管外横向冲刷 2. 管式空气预热器第三节空气预热器20l尺寸第三节空气预热器外径：2551mm壁厚：1.21.5mm横向相对节距：1=s1/d=1.51.75纵向相对节距：2=s2/d=12管箱高度58m（与所需受热面积、刚性、清理难度有关）管板厚度上管板1020mm下管板2030mm中管板515mm21l参数wy=1014m/s（纵向流动）wk=0.40.55wy第三节空气预热器l排列：错列（提高空气侧传热系数）空气侧传热系数大空气横向冲刷空气流速可以较小烟气侧和空气侧传热系数接近，经济利用受热面22通道数单通道多通道交叉流逆流传热温压进风方式单面双面多面热空气温度单级小于25

7、0大于300双级第三节空气预热器l布置方式通道数目通道高度减小空气速度增加进风面流通面积增加空气速度减小23第三节空气预热器l布置方式单道单面进风多道单面进风多道多面进风多道双面进风24第三节空气预热器l特点结构简单 便于制造 漏风量小 体积较大 低温腐蚀 25第三节空气预热器3. 回转式空气预热器转子旋转24rpml受热面旋转（容克式） 烟气区被加热空气区被冷却转子重量大二分仓26第三节空气预热器3. 回转式空气预热器风罩旋转12rpm（转动一周，两次吸热和放热）l风罩旋转（罗特米勒式） 下风罩：冷空气上风罩：热空气风罩外：烟气二分仓27第三节空气预热器3. 回转式空气预热器l受热面回转三分

8、仓 一次风流通区二次风流通区烟气流通区28结构紧凑允许磨损程度高腐蚀的危险性小（壁温较高）漏风严重（=0.080.1，管式=0.030.05 ）第三节空气预热器3. 回转式空气预热器l特点 受热面布置简化结构复杂291. 磨损l机理第四节尾部受热面运行中的问题灰粒的动能摩擦磨损切向分力产生撞击法向分力撞击磨损l危害：管壁变薄，强度降低l地点纵向冲刷：进口处100150mm横向冲刷：迎风面两侧3050l表征：飞灰磨损速率因飞灰引起的单位时间金属厚度最大磨损速率30第四节尾部受热面运行中的问题切向和法向双重作用最大进口效应l地点31烟气流速灰含量：撞击次数磨损量正比于速度3.3次方燃烧后灰的性质：

9、几何形状、几何尺寸、成分组成管子排列方式（横向冲刷）l影响因素第四节尾部受热面运行中的问题错列第二排（第一排烟气流速较低，第二排以后动能衰减）顺列第五排以后（受前面管子的屏蔽）动能正比于速度平方撞击次数正比于速度原煤中灰的组成：石英、黄铁矿石英玻璃化黄铁矿氧化32烟气流速适当过热器省煤器Aar，redw(m/s)w(m/s)514136712109101193087避免局部飞灰浓度过高加装防磨装置l防止措施第四节尾部受热面运行中的问题采用膜式或肋片式省煤器塔形布置节流装置均匀挡板横向冲刷：角钢、圆钢、防磨瓦纵向冲刷：内衬管、短管33l防止措施第四节尾部受热面运行中的问题防磨板护瓦护瓦防磨条34

10、第四节尾部受热面运行中的问题2. 积灰准松散积灰或黏结性积灰（酸蒸汽和水蒸汽在壁面凝结）l定义：烟气中的飞灰沉积在管束外表面的现象l分类松散积灰：多数为小于30微米灰粒l危害：影响传热和烟气流通l地点顺列：迎风面和背风面（第一排例外）错列：背风面（较轻）管式空气预热器：回流区（进口附近）回转空气预热器：波纹板间隙35第四节尾部受热面运行中的问题l影响因素灰粒尺寸：细颗粒易积灰管束排列：顺列易积灰烟气流速：流速低易积灰额定负荷不低于6m/s及时吹灰定期清洗选择合理烟速合理设计受热面（排列、节距、管径）l防止措施金属壁温：壁温低易积灰363. 低温腐蚀第四节尾部受热面运行中的问题l水露点l酸露点烟

11、气中水蒸汽开始凝结的温度烟气中水蒸汽分压力水露点4550分压力0.010.015MPa烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度烟气中硫酸蒸汽含量酸露点140150l烟气露点烟气露点水蒸汽露点硫酸蒸汽露点H2O+ H2SO4系统共凝温度腐蚀范围越广折算硫分烟气露点折算灰分烟气露点（灰中含有碱性物质）37l低温腐蚀第四节尾部受热面运行中的问题含义：烟气中硫酸蒸汽在壁温低于酸露点的受热面凝结危害空气预热器穿孔空气漏到烟气送风不足蓄热元件腐蚀影响传热效果蓄热元件腐蚀加重堵灰影响传热排烟温度升高烟气阻力增加引风机过载38l低温腐蚀第四节尾部受热面运行中的问题表征：腐蚀速度硫酸浓度硫酸浓度56表征：腐蚀速度壁温烟气露点以下水蒸汽露点以下39安全区中间区第四节