省煤器和空气预热器课件

1、省煤器和空气预热器Economizer& air heater省煤器和空气预热器Economizer& air heate省煤器 利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，提高进入汽包的给水温度，减少蒸发受热面 降低排烟温度，提高锅炉效率 改善汽包工作条件。提高进入汽包的给水温度，减小汽包壁的热应力降低锅炉成本。省煤器管比水冷壁管价格低得多。省煤器 利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，提高进入汽包的给水温省煤器的结构和分类按材料分类钢管省煤器：强度高，工作可靠传热性能好，重量轻价格低廉但耐腐蚀性差铸铁省煤器：给水品质要求不高耐磨，耐腐蚀等强度不高、压力低于4MPa不能用作沸腾式省煤器体积、重量大，价格贵容易

2、漏水，较易堵灰。省煤器的结构和分类按材料分类钢管省煤器：强度高，工作可靠省煤器的结构和分类按出口参数分类沸腾式省煤器：用于中压锅炉，汽化水量小于20%，工质侧的阻力较大非沸腾式省煤器：用于高压以上的锅炉，出口水温低于饱和温度2025。省煤器的结构和分类按出口参数分类沸腾式省煤器：用于中压锅省煤器的结构和分类按结构型式分类:光管、鳍片、膜片管、螺旋肋片管省煤器的结构和分类按结构型式分类:光管、鳍片、膜片管、螺旋肋省煤器的结构和分类按结构型式分类:光管省煤器的结构和分类按结构型式分类:光管省煤器的结构和分类按结构型式分类:鳍片省煤器的结构和分类按结构型式分类:鳍片省煤器的结构和分类按结构型式分类:

3、膜片省煤器的结构和分类按结构型式分类:膜片省煤器的结构和分类按结构型式分类:螺旋肋片管省煤器的结构和分类按结构型式分类:螺旋肋片管省煤器的结构和分类按管子排列方式分类错列：结构紧凑不易积灰吹灰困难磨损严重顺列：易吹灰磨损轻积灰严重省煤器的结构和分类按管子排列方式分类错列：结构紧凑不易省煤器的布置方式管圈水平放置：利于排水水自下向上流动：排除空气，避免氧腐蚀烟气自上向下流动：有助于吹灰，保持烟气和水的逆向流动，增大传热温差安装在烟气下行的对流井中。省煤器的布置方式管圈水平放置：利于排水水自下向上流动：排除省煤器的布置方式省煤器的布置方向1）蛇型管垂直于前墙布置：支吊简单；水速最低，但每根管均会受

4、到磨损。2）蛇型管平行于前墙布置：水速最高，仅磨损几根管子，支吊不方便3）蛇型管平行于前墙，双侧进水布置，水速适中，支吊方便。省煤器的布置方式省煤器的布置方向1）蛇型管垂直于前墙布置：省煤器的支吊省煤器的支吊方式1）支承结构：适用于中小型锅炉支持梁固定管夹省煤器蛇形管省煤器的支吊省煤器的支吊方式支持梁固定管夹省煤器蛇形管省煤器的支吊2）悬吊结构：适用于大型锅炉为了减少穿墙管处漏风，省煤器进出口联箱放在烟道内管夹悬吊管出口联箱省煤器的支吊2）悬吊结构：适用于大型锅炉为了减少穿墙管处漏省煤器引出管与汽包的连接汽包进口水温一般低于饱和温度30以上，随着负荷与压力的变化有较大的波动。汽包内存储大量的汽

5、水混合物，温度变化缓慢。为避免在汽包壁上因温差热应力或金属热疲劳使汽包产生裂纹，在省煤器引出管与汽包连接处加套管，防止汽包壁的损伤。省煤器引出管与汽包的连接汽包进口水温一般低于饱和温度30以省煤器引出管与汽包的连接内套管外套管省煤器引出管与汽包的连接内套管外套管省煤器设计中应考虑的问题省煤器的质量流速和水流速（横向节距、管径、管头数） 传热 流动阻力 管内壁金属腐蚀省煤器管外烟速（横向节距、管径） 烟速高，换热好，省受热面；磨损严重 烟速低，磨损较轻，但是积灰严重 一般，在713m/s的范围内选取省煤器设计中应考虑的问题省煤器的质量流速和水流速（横向节距省煤器设计中应考虑的问题积灰指数：酸碱比

6、省煤器设计中应考虑的问题积灰指数：酸碱比省煤器设计中应考虑的问题当积灰指数较小时，省煤器的横向节距、纵向节距可以适当减小；但是，管子的纵向节距主要与管子的弯管半径有关。管子规格弯管半径(武锅)直段长度32x44510042x3.585 100 140 195 250 280 30510044.5x6(6.5)100 1308051x5160 30014055x516016060 x5200 300100省煤器设计中应考虑的问题当积灰指数较小时，省煤器的横向节距、省煤器设计中应考虑的问题烟气流速计算错列两排总管数 n（奇数）第一排：第二排：烟道深度：烟道的宽：a管子距烟道长度两侧各5060mm烟

7、气的流通面积：烟气的流速：省煤器设计中应考虑的问题烟气流速计算错列两排总管数 n（奇省煤器的启动保护锅炉启动时间断给水，省煤器常处于水不流动状态。为了避免省煤器管壁超温，启动时需要保护。省煤器再循环(循环压头低)正常运行，再循环阀关闭省煤器的启动保护锅炉启动时间断给水，省煤器常处于水不流动状态省煤器的启动保护省煤器除氧器再循环（流量大）正常运行：8打开、7关闭省煤器的启动保护省煤器除氧器再循环（流量大）正常运行：8省煤器实例省煤器布置在锅炉尾部烟道内，采用螺旋鳍片管结构，由两个水平管组组成，管子规格为42mm，材质为20G光管，双圈绕顺列布置。135MW省煤器实例省煤器布置在锅炉尾部烟道内，采

8、用螺旋鳍片管结构，由330MW CFB 锅炉光管省煤器48X6149排，横向节距120mm4管头，纵向78排纵向节距97mm330MW CFB 锅炉光管省煤器48X6149排，300MW CFB 锅炉（FW）3管头，纵向28排300MW CFB 锅炉（FW）3管头，纵向28排600MW 超临界煤粉炉上下两组，逆流布置蛇形管：50.87.1（SA-210C），4管圈绕横向节距114.3mm，192排省煤器进口集箱： 50888，SA-106C；省煤器出口集箱：50888，SA-106C。600MW 超临界煤粉炉上下两组，逆流布置空预器空气预热器的作用 进一步降低排烟温度，提高锅炉效率 磨制、烘干

9、煤粉 改善燃料的着火与燃烧、降低不完全燃烧热损失 节省金属，降低造价(管壁在3mm以下) 改善引风机的工作条件空预器空气预热器的作用 进一步降低排烟温度，提高锅炉空预器空预器种类及结构管式空气预热器空预器空预器种类及结构管式空气预热器空预器管式空预器管式二次风一次风单通道、多行程管式空预器200MW CFB 锅炉二次风一次风单通道、多行程管式空预器双通道、多行程管式空预器单管长度不能太长300MW CFB 锅炉二次风一次风双通道、多行程管式空预器单管长度不能太长二次风一次风 240A-A1600 x4+720 x4+240 x4+800 x2=11840b1 a2 b2b3a3上二次风中二次风

10、下二次风下一次风中一次风 240240800a1上一次风800177x85=1504582.5AA7400 240a4b4底一次风底二次风2699200MW CFB 锅炉空预器设计与运行a1=20 x80=1600 b1=9x80=720a2=20 x80=1600 b2=9x80=720a3=20 x80=1600 b3=9x80=720a4=20 x80=1600 b4=9x80=720 240A-A1600 x4+720 x4+240 x4+800 x空预器尺寸（国产200MW CFB锅炉）序号符号名称单位结果1.一次风尺寸计算1dx管子尺寸mm60 x2.752s1横向节距mm853s

11、2纵向节距mm8041横向相对节距-1.4152纵向相对节距-1.332.二次风尺寸计算1dx管子尺寸mm60 x2.752S1横向节距mm853S2纵向节距mm8041横向相对节距-1.4152纵向相对节距-1.33空预器尺寸（国产200MW CFB锅炉）序号符号名称单位结果项目密相区屏过I屏过II转向室高过低再省煤器空预器过量空气系数1.21.21.21.21.21.21.21.2出口烟温900900900839735555296130工质进口温度348.8388.7440.8348.8480.5312.124920工质出口温度348.8440.8502.7360.3540452330.7

12、240烟气平均速度5.3-11.1/8.248.978.439.1110.6工质平均速度-15.120.1-14.2310.6318.9传热面积37.1309337.4391168438741472728224传热量176.339.1535.4219.63151.778.346面积2760 618 675 391 1684 3874 14727 28224 吸热量176 39 35 20 31 52 78 46 温差541 475 418 510 277 263 136 83 换热系数118 133 125 98 67 51 39 20 项目密相区屏过I屏过II转向室高过低再省煤器空预器过量空

13、气系200MW锅炉考核200MW200MW锅炉考核200MW空预器回转式回转式空预器：大型电站锅炉均采用 烟气和空气交替地流过旋转受热面结构 受热面旋转式优点： 尺寸小，重量轻，布置方便，检修方便。缺点： 结构复杂，制造水平要求高； 存在漏风； 耗电大空预器回转式回转式空预器：大型电站锅炉均采用 烟气受热面旋转受热面旋转受热面旋转逆流：烟气由上向下流动；空气由下向上流动波纹金属蓄热元件放置在转子扇形隔仓格左右两半部份分别为烟气和空气通道受热面旋转逆流：烟气由上向下流动；空气由下向上流动空气侧又分为一次风通道及二次风通道烟气流经转子，烟气放热降温，蓄热元件吸热升温蓄热元件旋转到空气侧，将热量释放

14、给空气空气侧又分为一次风通道及二次风通道省煤器和空气预热器课件漏风率定义： 漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气质量之比GB 10184-88 电站锅炉性能试验规程空预器漏风的测定漏风率的测定：测定空预器进出口的烟气含氧量O2，计算进出口空气过剩系数， 根据GB 10184-88 （附录K、式47）计算漏风率定义： 漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气空预器漏风的测定空预器漏风的测定空预器漏风的测定锅炉回转式空预器漏风率实测值14.5%漏风率保证值7.5未达到性能保证值a”=1.38a=1.18空预器漏风的测定锅炉回转式空预器75t/h、130t/h、220t/h、410t/h

15、锅炉不带再热 烟道由上到下布置：过热器、省煤器、空预器440t/h、670t/h、1025t/h锅炉带再热器 双烟道：一侧上部布置再热器、另一侧上部布置过热器 下部布置省煤器和空预器 单烟道（CFB锅炉）：高过、低再、省煤器、空预器1950t/h超临界锅炉 双烟道、一侧再热器、另一侧省煤器和低过尾部受热面的布置75t/h、130t/h、220t/h、410t/h锅炉不带410t/h CFB 不带再热器炉膛空预器省煤器低温过热器高温过热器5片中过4片蒸发屏410t/h CFB 炉膛空预器省煤器低温过热器高温过热器5670 t/h CFB 带再热器炉膛空预器省煤器低过高温过热器6片中过6片蒸发屏低

16、再高再670 t/h CFB 炉膛空预器省煤器低过高温过热器6片1025 t/h CFB 带再热器炉膛空预器省煤器低过高过9片中过11片蒸发屏低再高再1025 t/h CFB 炉膛空预器省煤器低过高过9片中过1025 t/h CFB 带再热器空预器9片中过11片蒸发屏1025 t/h CFB 带再热器空预器9片中过11片蒸炉膛空预器省煤器低过高过低再4高再屏低过6中过屏1蒸发屏440 t/h CFB 带再热器炉膛空预器省煤器低过高过低再4高再屏低过6中过屏1蒸发屏44炉膛空预器高温省煤器高过8低过屏440 t/h CFB 带再热器8中过屏4蒸发屏低温省煤器再热器炉膛空预器高温省煤器高过8低过屏

17、440 t/h CFB 带1025 t/h CFB （ALSTOM）低过、中过冷、热段（外置床内）高温再热器（外置床内）1025 t/h CFB （ALSTOM）低过、中过冷、热省煤器和空气预热器课件空预器高过省煤器低温再热器空预器高过省煤器低温再热器低过高再中过低过高再中过低过高再中过低过高再中过600MW超临界PC锅炉600MW超临界PC锅炉携带固态灰粒的烟气，以一定流速流过受热面时，灰粒对受热面的撞击会削去微小的金属屑，这种现象称为飞灰磨损。烟温越低的位置，磨损越严重，温度越低，灰的硬度越大。1000MW锅炉，尾部通过的灰近150t/h尾部受热面的磨损携带固态灰粒的烟气，以一定流速流过受

18、热面时，灰粒对受热面的撞尾部受热面磨损的危害：省煤器磨损使受热面管壁渐变薄，最终导致泄漏和爆破事故，直接威胁锅炉安全运行；同时停炉更换磨损部件还要耗费大量的工时和钢材，这将造成经济损失；空预器磨损空预器漏风，导致锅炉供风量不足，锅炉出力降低；鼓风机和引风机的耗电量增加，增加厂用电率；锅炉的维护费用同样增加尾部受热面磨损的危害：省煤器磨损使受热面管壁渐变薄，最终导尾部受热面磨损机理尾部受热面磨损机理影响受热面磨损的因素飞灰速度：省煤器的烟速一般不得超过9m/s。飞灰浓度：飞灰浓度大，磨损加剧。灰粒特性：灰粒越粗，越硬，磨损越严重。管束的结构特性：烟气纵向冲刷比横向轻。影响受热面磨损的因素飞灰速度

19、：省煤器的烟速一般不得超过9m/减轻受热面磨损的措施 控制烟气流速 降低烟气流速能减轻磨损，但烟气流速降低增加积灰和堵灰，所以烟气流速应控制适当。省煤器中烟速最大不宜超过9m/s。 加装防磨装 由于结构特点或流动不均，磨损是不均匀的。常在管子易磨损部位加装防磨装置。检修时只需更换这些部件即可。减轻受热面磨损的措施 控制烟气流速 降低烟气流速能减防磨装置防磨装置尾部受热面的低温腐蚀低温腐蚀的定义：烟气中的硫酸蒸汽在低温受热面上凝结，对金属产生的强烈腐蚀称为低温腐蚀。低温腐蚀的部位它一般出现在烟温较低的低温级空气预热器的低温区域，甚至扩展到烟道、除尘器和引风机。尾部受热面的低温腐蚀低温腐蚀的定义：

20、烟气中的硫酸蒸汽在低温尾部受热面的低温腐蚀尾部受热面的低温腐蚀尾部受热面低温腐蚀的危害导致受热面破坏泄漏，使大量空气漏入烟气中既影响锅炉燃烧，又使引风机负荷增大，电耗增加;与腐蚀同时，还会出现低温结积灰，积灰使排烟温度升高，引阻力增加，锅炉出力降低，甚至强迫停炉清灰； 腐蚀严重，还将导致大量受热面更换，造成经济上的巨大损失。低温腐蚀将严重危及锅炉安全、经济运行。尾部受热面低温腐蚀的危害导致受热面破坏泄漏，使大量空气漏入烟尾部受热面低温腐蚀的机理由于锅炉燃用的燃料中都含有一定的硫分，燃烧时生成二氧化硫，其中一部分会进一步氧化生成三氧化硫。三氧化硫与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽。烟气中的硫酸蒸汽

21、开始凝结的温度，简称酸露点。通常将酸露点称为烟气露点。当受热面的壁温低于硫酸蒸汽露点时，硫酸蒸汽就会凝结成为酸液而腐蚀受热面。烟气温度愈低发生腐蚀的可能性愈大，腐蚀的范围愈广。尾部受热面低温腐蚀的机理由于锅炉燃用的燃料中都含有一定的硫分尾部受热面低温腐蚀的机理烟气中三氧化硫的形成主要有两种方式：一是燃烧反应中火焰里的部分氧分子会离解成原子状态，它能与二氧化硫反应生成三氧化硫，燃料含硫量愈大，炉膛温度愈高，过量空气量愈多，生成的三氧化硫愈多；二是烟气中二氧化硫流经对流受热面遇到氧化铁或氧化钒等催化剂时，会与烟气中的过剩氧反应生成三氧化硫。烟气中的三氧化硫量是很少的，但极少量的三氧化硫也会使酸露点

22、提高到很高的程度。如烟气中硫酸蒸汽的含量为0.005时，露点可达130150。 尾部受热面低温腐蚀的机理烟气中三氧化硫的形成主要有两种方式：尾部受热面低温腐蚀的机理烟气露点与燃料中的硫分和灰分有关。燃料中的折算硫分越高，燃烧生成的S 就越多，导致 SO3也增多，致使烟气露点升高；此外，烟气中的灰粒子可以部分地吸收烟气中的硫酸蒸汽，从而降低它在烟气中的浓度。由于硫酸蒸汽分压力减小，烟气露点也就降低。考虑上述各影响因素，烟气露点可用下面的经验公式进行计算：尾部受热面低温腐蚀的机理烟气露点与燃料中的硫分和灰分有关。燃水蒸气露点温度水蒸气露点温度水蒸气露点温度浙江长广集团牛头山六矿Szs=1.98g/

23、MJ, Azs=18.4g/MJ, tsl=41.9经验公式计算tl=52 煤样名称CarHarOarNarSt,arAarMtQnet,ar浙江长广集团牛头山六矿47.1 3.4 3.5 0.9 3.8 35.7 5.6 19.8 水蒸气露点温度浙江长广集团牛头山六矿煤样名称Ca水蒸气露点温度浙江长广集团牛头山六矿2.3.2 A.G. Okkes Method （156）根据SO2浓度和O2浓度计算SO3浓度pSO3 = 0.17 * PSO2VW / 100 * (PO2VW / 100) 0.5pSO2 = PSO2VW / 100pH2O = PH2OVW / 100根据H2O、SO2、SO3的分压计算酸露点SADbyOkkes = 203.25 + 27.6 * Log10(pH2O) + 10.83 * Log10(pSO3) + 1.06 * (Log10(pSO3) + 8) 2.19水蒸气露点温度浙江长广集团牛头山六矿2.3.2 A.G. O低温腐蚀速度达到酸露点时，酸浓度极高，凝结酸量不多，腐蚀速度不太高；温度再降低，腐蚀速度达到最高点；温度继续降低，由于金属温度下降，腐蚀