过热器培训教材

过热器培训教材一、概述过热器是把饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面部件。按传热方式，过热器可分为对流、半辐射和辐射三种型式。按结构，过热器可分为蛇形管式、屏式、壁式和包墙管式四种。随着蒸汽参数的提高，过热蒸汽及再热蒸汽的吸热量占工质总吸热量的比例越来越高，亚临界机组已达50％以上（如表2-5-1）。表2-5-1工质吸热分配份额过热蒸汽压力（MPa）给水温度（℃）过热蒸汽温度（℃）再热蒸汽温度（℃）工质吸热分配份额加热份额蒸发份额过热份额再热份额3．831504500．1630．6400．1979．822155400．1930．5360．27213．742405555500．2130．3140．2990．17416．692605555550．2290．2640．3490．158因此，过热器受热面在锅炉总受热面中占很大比例。为此过热器布置区域不仅从水平烟道前伸到炉膛内，并还向后延至锅炉尾部烟道。二、过热器工作特点1）由于过热器的出口处工质已达到较高温度（本锅炉571℃），所以过热器的许多部分，特别是它们的末端部分需要采用价格较高的合金钢。通常为降低锅炉造价，尽量避免采用更高级的合金钢，设计时，几乎使各级过热器金属管子的工作温度都接近极限温度。为使过热器安全运行，必须注意保持汽温稳定，波动不应超过±5℃。2）整个过热器的阻力，即工质压降不能太大。因大部分过热器都布置在较高烟温区域，为了使管子得到较好的冷却，就得使管内工质有较高的流速。工质流速越高，阻力越大，工质的压降就会越大。对于过热器，工质压降越大，要求给水压力越高，除给水泵功率消耗增大外，省煤器、水冷壁等承压部件壁厚就需要增大，它们的材料和制造成本就会提高。因此，一般要求整个过热器内工质的压降不超过其工作压力的10％。本锅炉过热器在BMCR工况下压降为1.41MPa。3）过热器出口蒸汽温度随负荷的改变而变化。这是由于过热器是组合式的，既有对流传热又有辐射传热，但总体上是以对流传热为主，当负荷变化时，受热面管外烟气流速和管内工质流速都将发生变化，管内外的对流放热系数随着改变，导致管内蒸汽吸热量改变。4）在锅炉启动点火或汽轮机甩负荷时，过热器中没有或只有少量蒸汽通过，管壁会由于得不到冷却而产生爆管或烧损。为此，必须采取控制烟气温度等有效措施，用来保障在启动或汽轮机甩负荷时过热器的安全。三、过热汽温的调节直流锅炉中，过热汽温的调节主要是通过给水量与燃料量的调整来实现的。在实际运行中锅炉负荷的变化，给水温度、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等因素的变化，对过热汽温变化均有影响。对燃煤锅炉而言，控制燃料量是较为粗糙的，这就迫使除了采用煤水比（B/G）作为粗调的调节手段外，还必须采用蒸汽管道上设置喷水减温器作为细调的调节手段。在直流锅炉运行中，为了维持锅炉过热蒸汽温度的稳定，通常在过热区段中取一温度测点，将它固定在相应的数值上，这就是通常所谓的中间点温度。实际上把中间点至过热器出口之间的过热区段固定，相当于汽包炉固定过热器区段情况相似。在过热汽温调节中，中间点温度实际是与锅炉负荷有关，中间点温度与锅炉负荷存在一定的函数关系，那么锅炉的燃水比（B/G）按中间点温度来调整，中间点至过热器出口区段的过热汽温变化主要靠喷水来调节。四、过热器系统后烟井顶棚及后墙包墙管屏式过热器末级过热器顶棚过热器后烟井前墙包墙管后烟井中隔墙侧包墙过热器本锅炉过热器后烟井顶棚及后墙包墙管屏式过热器末级过热器顶棚过热器后烟井前墙包墙管后烟井中隔墙侧包墙过热器一级喷水减温器二级喷水减温器一级过热器一级喷水减温器二级喷水减温器一级过热器图2-5-1过热器流程图1）顶棚过热器顶棚过热器布置在炉膛、水平烟道顶部，由外径为φ219mm的顶棚入口集箱引出192根φ63.5mm、材料为SA－213T12、节距为115mm的管子组成，管子之间焊接6mm厚的扁钢，另一端接至外径为φ219mm顶棚出口集箱。2）包墙过热器顶棚出口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，后烟道顶棚转弯下降形成后烟道后墙，后烟道前、后墙与后烟道下部环形集箱相接，并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱的24根φ168mm引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接，隔墙向下引至隔墙出口集箱，隔墙出口集箱与一级过热器相连。除烟道隔墙的管径为φ57mm外，烟道包墙的其余管子外径均为φ44.5mm。3）一级过热器一级过热器（如图2-6-1）布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由3段水平管组和1段立式管组组成，第1、2段水平过热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm，每片管组由4根φ57×8mm、材料为SA－213T12的管子绕成。至第3段水平过热器，管组变为95片，横向节距为230mm，每片管组由8根φ51×6.6mm、材料为SA－213T12的管子绕成，立式一级过热器采用相同的管子和节距，并引至出口集箱。4）屏式过热器屏式过热器（如图2-6-2）布置在上炉膛，沿炉宽方向共有30片管屏，管屏间距为690mm。每片管屏由28根并联管弯制而成，管子的直径为φ38mm，根据管子的壁温不同，入口段材质为SA－213T91，外圈管及出口段采用SA－213TP347H。5）末级过热器末级过热器（如图2-6-3）位于折焰角上方，沿炉宽方向排列共30片管屏，管屏间距为690mm。每片管组由20根管子绕制而成，管子的直径为φ44.5mm，材质为SA－213T91。蒸汽在末级过热器中加热到额定参数后，经出口集箱和主蒸汽导管进入汽轮机。6）减温器一级喷水减温器装在一级过热器和屏式过热器之间的管道上，外径为φ508mm，壁厚为84mm，材料为SA－335P12。二级喷水减温器装在屏式过热器和末级过热器之间的管道上，外径为φ508mm，壁厚为68mm，材料为SA－335P91。五、过热器结构特点为消除蒸汽侧和烟气侧产生的热力偏差，过热器各段进出口集箱采用多根小口径连接管连接，并进行左右交叉，保证蒸汽的充分混合。过热器采用二级喷水减温装置，且左右能分别调节。可保证过热器两侧汽温差小于5℃。过热器管排根据所在位置的烟温留有适当的净空间距，用以防止受热面积灰搭桥或形成烟气走廊，加剧局部磨损。处于吹灰器有效范围内的过热器的管束设有耐高温的防磨护板，以防吹损管子。在屏式过热器底端的管子之间安装膜式鳍片（如图2-6-4）来防止单管的错位、出列，保证管排平整，有效抑制了管屏结焦和挂渣，同时方便吹灰器清渣。屏式过热器和末级过热器在入口和出口段的不同高度上，由若干根管弯成环绕管（如图2-6-4）。环绕管贴紧管屏表