锅炉省煤器系统及运行分析（锅炉设备运行）

锅炉省煤器及过热器再热器系统运行分析任务8.2省煤器的运行和布置省煤器的磨损01省煤器的起动保护及操作02省煤器的布置03省煤器的磨损省煤器的磨损1.磨损的定义：携带固态灰粒的烟气，以一定流速流过受热面时，灰粒对受热面的每次撞击都会削去微小的金属屑，这种现象称为飞灰磨损。2.磨损的危害：磨损会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。省煤器的磨损3.磨损的机理气流对管子表面的冲击有两种。冲击角为90°时称为垂直冲击，小于时称为斜向冲击，如图所示。垂直冲击引起的磨损叫冲击磨损。斜向冲击受热面的冲击力可分解为法线方向和切线方向的分力。法向分力引起冲击磨损，切向分力引起磨擦磨损。图1灰粒对管子表面的冲击（a）垂直冲击；（b）斜向冲击省煤器的磨损图2受热面管子的飞灰磨损1—空气预热器管子；2—上管板（b）烟气在管内纵向冲刷30度-50度受热面的磨损是不均匀的，不仅是烟道截面不同部位受热面的磨损不均匀，而且沿管子周界的磨损也是不均匀的。（a）烟气在管外横向冲刷150-200mm省煤器的磨损4.影响磨损的因素1飞灰速度2飞灰浓度3飞灰撞击率4灰粒特性5管束的结构特性烟速不得超过9m/s。飞灰浓度大，磨损加剧。撞击率与多种因素（有关。灰粒越粗越硬，磨损越严重。纵向冲刷比横向轻。横向冲刷时，错列比顺列严重。省煤器的磨损5.减轻磨损的措施2加装防磨装置1控制烟气流速磨损是不均匀的，常在管子易磨损部位加装防磨装置。降低烟气流速能减轻磨损，烟气流速降低增加积灰和堵灰，烟气流速应控制适当，不宜超过9m/s。省煤器的磨损图3省煤器的防磨装置1—护瓦；2—护帘；3—钢条（a）弯头处的护瓦和护帘；（b）穿过烟气走廊区的护瓦；（c）弯头护瓦；（d）防磨钢条省煤器的磨损图4管式空气预热器的防磨装置1—内套管；2—耐火混凝土；3—管板；4—焊接短管（a）（b）内部套管；（c）外部焊接短管省煤器的起动保护及操作省煤器的起动保护及操作原因：省煤器起动时，常是间断给水，省煤器中的水处于停滞状态。易造成管壁超温烧坏。一般保护方法是在省煤器进口与汽包下部之间装有不受热的再循环管。或是在省煤器出口与除氧器之间装有一根带阀门的再循环管。图5省煤器的再循环管1—自动调节阀；2—逆止阀；3—进口阀；4—再循环门；5—再循环管省煤器的起动保护及操作图6省煤器与除氧器之间的再循环管1—自动调节阀；2—逆止阀；3—进口阀；4—省煤器；5—除氧器；6—再循环管；7—再循环门；8—出口阀省煤器的结构及布置省煤器的结构及布置（一）钢管式省煤器的结构及工作原理1—进口联箱；2—出口联箱；3—蛇形管；S1—横向节距；S2—纵向节距平行排列的蛇形管组成。常采用42～51mm的管子以提高运行的安全性，管子壁厚3～6mm，通常为错列布置，结构紧凑按高度可分成几段，每段高度为1∼1.5m，段间空间为0.6∼0.8m与其相邻的空气预热器间留0.8∼1m高的空间12省煤器一般多卧式布置在尾部烟道中，其工作原理就是利用水在蛇形管内自下而上流动，烟气在管外自上而下横向冲刷管壁，以实现烟气与给水之间的热量交换。工作原理：优点省煤器大多采用光管受热面，省煤器的膜式受热面是很有前途的，优点是强化传热，节约材料，减少磨损。省煤器的结构及布置（二）省煤器的布置201202按蛇形管的排列方式可分为顺列布置和错列布置两种。错列布置传热效果好，结构紧凑并能减少积灰，得到广泛采用。按蛇形管在烟道中的放置方式有纵向布置和横向布置两种。纵向布置定义横向布置定义省煤器的结构及布置图3省煤器蛇形管在烟道中的布置方式(a)蛇形管垂直于炉膛后墙布置(b)、(c)蛇形管平行于炉膛后布置省煤器的结构及布置纵横向布置的特点：VS纵向布置的特点：横向布置的特点：管子较短，支吊比较简单：平行工作的管子数目较多，因而水的流速较低。但全部蛇形管严重局部磨损，检修工作量大。多用于大容量的锅炉。蛇形管排数少，管内水速较高；管子较长，支吊比较复杂，但能减轻飞灰磨损，防护维修较简便。多用于中小容量锅炉。省煤器的结构及布置（三）省煤器的支吊方式方式支承结构与悬吊结构两种。省煤器用悬吊结构时，一般省煤器出口联箱引出管就是悬吊管，用省煤器出口给水来进行冷却，工作可靠。省煤器的结构及布置图4省煤器的支承结构简图1—省煤器蛇形管；2—支杆；3—支持梁；4—省煤器出口联箱；5—托架；6—U形螺栓；7—立柱；8—尾部烟道侧墙；9—省煤器进口联箱；10—与第一级省煤器的连接管省煤器的结构及布置图5国产230t/h锅炉省煤器的悬吊结构简图1—出口联箱；2—引出管；3—上级省煤器；5—防磨罩；6—下级省煤器；7—吊架省煤器的结构及布置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。（四）省煤器引出管与汽包的连接省煤器的结构及布置图6省煤器引出管与汽包壁之间的连接套管（a）给水引入汽包水空间时的内部套管（b）给水引入汽包汽空间时的外部套管1—给水；2—汽包壁省煤器的结构及布置（五）省煤器设计中应考虑的问题问题省煤器蛇形管中的水流速度影响传热和管内壁金属的腐蚀。一般沸腾式省煤器蛇形管进口水速不应低于1.0m/s省煤器管外烟速应考虑传热、磨损和积灰三方面的影响。一般，在7∼13m/s的范围内选取NO.1蛇形管水流速度影响NO.2管外烟速的影响

省煤器的结构及布置省煤器的布置省煤器的布置尾部受热面：在现代锅炉中，省煤器和空气预热器装在锅炉烟道的最后，进入这些受热面的烟温不高，故把它们统称为尾部受热面。尾部受热面在尾部烟道中的布置方式有：单级布置双级布置省煤器和空气预热器的布置图7尾部受热面双击布置的烟气和工质的温度分布图2.双级布置省煤器与空气预热器成交错布置1.单级布置由一级省煤器和一级空气预热器组成（a）单级布置（b）双级布置锅炉省煤器及过热器再热器系统运行分析任务8.1省煤器的作用结构及布置作用及种类01省煤器的结构及布置02作用及种类作