锅炉省煤器讲解

锅炉省煤器讲解一、省煤器的作用和类型省煤器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热给水的一种热交换装置，在现代电站锅炉中，随着蒸汽参数和容量的提高，为了有效地利用锅炉尾部低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉的效率，只依靠增加蒸发受热面的方法，不但不经济，而且受到很大限制。因为蒸发受热面中工质温度等于工质在工作压力下的饱和温度，烟气向蒸发受热面中的工质传热，就必须保持一定的温差，故烟温必须高于工质温度。可见，蒸发受热面绝不能将烟气冷却到低于或达到工质饱和温度。省煤器中的工质是给水，给水的温度比饱和温度低得多。故而传热温差很大。其次，水在省煤器中为强制流动，工质流速高，因此与蒸发受热面相比，在同样的烟气温度条件下，其传热效果好得多，也就是说，在吸收同样热量的情况下，可以节省金属材料。为此，电厂中用管径较小，管壁较薄，传热温差较大，价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。另外，采用省煤器可使进入汽包的给水温度得到提高，减小汽包壁温与给水温度之差，从而减小汽包所产生的热应力。因此，省煤器的作用不仅在于省煤，实际上已经成为现代锅炉中不可缺少的一个组成部件。接照省煤器出口工质的状态可将其分为沸腾式和非沸腾式两种。如出口水温低于饱和温度，叫非沸腾式省煤器。如果水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。对于中压锅炉，由于水的汽化潜热大，因而蒸发吸热量大，为不使炉膛出口烟温过低，有时就采用沸腾式省煤器，以减少炉膛内蒸发吸热量。沸腾式省煤器中生成的蒸汽量一般不应超过20％，以免省煤器中流动阻力过大和产生汽水分层。随着工作压力的提高，水的汽化潜热减小，预热热增大，省煤器内工质几乎总是处于非沸腾状态。我厂采用的是非沸腾式，禁止省煤器在运行中产生蒸汽。省煤器按其所用材料不同可分为铸铁式和钢管式两种．铸铁式耐磨损和腐蚀，但不能承受高压，目前只用在中压以下的小型锅护上。钢管式省煤器可用于任何压力，容量及任何形状的烟道中，与铸铁式相比，具有体积小，重量轻，价格低的优点，因而大型锅炉均采用钢管式省煤器。二、本炉省煤器的结构和布置本炉的单级省煤器采用了易于清灰的顺列布置方式。省煤器蛇行管水平放置，以便于停炉时能放尽存水，减少停炉期间的腐蚀，水流沿蛇形管由下向上流动．以便排出空气，避免造成局部氧气腐蚀。省煤器中水速应保持在一定范围内。水速高则造成省煤器的水阻力过大。水速过低，容易引起管内空气的阻塞及管子的局部腐蚀。为避免金属的局部氧腐蚀，对于非沸腾式省煤器，水平管子中的流速应大于0.5m／s。蛇行管在烟道中的布置方向对蛇形管中水速有很大影响，蛇形管在烟道中的布置可垂直于锅炉前墙，也可以同前墙平行。通常锅炉尾部的烟道是宽度大而深度小，当管子节距一定时，蛇形管平面垂直于前墙的布置系统中，因平行工作的蛇行管数较多，因而水速较小。在蛇形管平行于前墙布置并采用单面进水的系统中，则平行的蛇行管数最少，因而水速最高。省煤器蛇形管垂直于锅炉前墙布置，由于烟道深度较小，管子支吊较为简单。省煤器管束由省煤器出口联箱通过悬吊管悬吊。省煤器6个入口联箱沿烟道宽度方向布置在烟道内，省煤器采用6个入口联箱，主要是考虑到省煤器进水温度较低时，热冷水不混合而产生上下壁温差进而引起联箱的弯曲变形。采用较多的联箱，使变形减至允许程度，联箱由省煤器吊杆悬吊。三、省煤器管的磨损及防磨措施1、影响磨损的因素携带有灰粒和来完全燃烧颗粒的高速烟气通过受热面时，灰粒的每次冲击都会从管壁上削去极其微小的一粒金属屑，从而逐渐使受热面管壁变薄，这就是飞灰对受热面的磨损过程。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低很容易导致管子损坏，而引起受热面管子泄漏，影响锅炉的安全运行，而且检修时还要花费大量时间和钢材来修复或更换被磨损的部件。烟气流速对管子磨损影响最大。受热面金属表面的磨损正比于飞灰的动能和撞击次数，飞灰的动能同烟气流速的平方成正比。撞击的次数在含尘浓度一定时同烟气速度的—次方成正比，因而管壁的磨损量就同烟气流速的三次方成正比。所以控制烟气流速可以有效地减轻磨损。但是烟气流速降低，会使对流放热系数降低，以致增加了受热面。同时，烟气流速降低，还会增加积灰与堵灰，省煤器推荐烟气速度为7-10m／s。管束排列方式不同，磨损情况也不一样，顺列管束要比错列管束磨损轻些。这是因为顺列布置时，第一排之后的管子受到前面管子屏蔽而处于“死角”中。灰粒特性对磨损也有很大影响。灰粒越粗、越硬，磨损越严重。灰粒的硬度除与灰的成分有关之外，还与温度有关，温度越低，灰粒越硬。由于省煤器区烟温较低，因而磨损较低温过热区严重。磨损量还与总灰量有关，而总灰量决定于燃料灰分和发热量，总灰量愈多灰粒对受热面撞击的次数就愈多，磨损就越严重。因而燃用高灰分，低发热量的劣质煤的锅炉，其省煤器会发生严重磨损，实际上，在一组受热面中磨损是不均匀的，凡是烟速较大或飞灰浓度较大的部位，受热面的磨损就较为强烈，省煤器中的某些部位，如靠近墙壁的管子弯头部分，由于流通截面较大，烟气阻力小，烟速较高，造成管子的局部严重磨损，当烟气经水平对流烟道转入下行尾部烟道时，由于气流转弯，在离心力的作用下，飞灰(尤其是大颗粒飞灰)被抛向后墙附近，使这里的飞灰浓度增高，因而靠近后墙的管子就会受到更大的磨损。2．避免受热面严重磨损的措施。本炉省煤器蛇形管采用垂直于前墙的布置方式，全部蛇形管都要穿过尾部烟道后墙的高飞灰浓度区，如不采取措施，所有蛇形管都会遭到严重的飞灰磨损。另外，考虑到锅炉所燃用的燃料的发热量较高，灰分较低。省煤器中的烟气流速采用了较大的数值，以增强传热效果。在锅炉最大连续出力时，省煤器中的烟气速度为11.20m／s，为尽量减小飞灰磨损，保证省煤器的设计使用寿命，省煤器采取了如下防磨措施：(1)、在省煤器蛇形管弯头和箱体之间加装折流扳，均匀各处的烟气流速，防止出