过热器与再热器-热偏差（锅炉原理）

锅炉省煤器及过热器再热器系统运行分析任务8.6热偏差基本概念01热偏差产生原因02减少热偏差的措施03基本概念基本概念0102并列工作的管子中个别管内工质的焓增偏离管组平均工质焓增的现象，称为热偏差。大小可用热偏差系数来表示。受热面并联管中个别管子工质焓增与并联管子的平均焓增的比值称为热偏差系数： （一）基本概念

基本概念

由于

基本概念引入热负荷不均系数结构不均系数流量不均系数

则

基本概念热偏差系数与热负荷不均系数、结构不均系数成正比与流量不均系数成反比并联管中热负荷不均系数和结构不均系数大，而流量不均系数小的个别管子热偏差大，壁温度高可见：

通常把管壁金属温度到达金属材料的最高许用值时的热偏差称为允许热偏差：热偏差产生原因热偏差产生原因1.热负荷不均系数由于结构和运行上的各种原因，各平行管存在不同程度的热负荷不均的现象，偏差管子的热负荷不均系数可能大于1，也可能小于1。 炉膛中靠近炉壁的烟气温度比炉膛中部的低。炉膛中部烟气流速快，故在炉膛出口处的对流过热器中部的热负荷不均系数一般在1.2~1.3。烟气走道概念：烟气走道中的受热面热负荷不均系数较大热偏差产生原因屏式过热器同屏各排管子的热负荷有很大的差别，面对炉膛的第一排管子角系数最大，热负荷最高。图8-17屏管沿着管排深度角系数的变化热偏差产生原因2.流量不均系数工质在管内流动的压力平衡公式表示为：（1）并联管流量不匀的影响因素

热偏差产生原因

（）

R=

n—沿程摩擦阻力系数式中—管子局部阻力系数总和上式表明管圈进出口压降、工质密度、阻力特性是影响管内工质流量的四个因素，是造成流量不均的基本原因热偏差产生原因（2）水平放置的联箱中的静压变化过热器并联管进出口联箱一般都水平放置进口联箱又称分配联箱出口联箱又称汇集联箱蒸汽从联箱端部引入，沿联箱长度不断分配给各并联管子联箱中的蒸汽流量

，流速

按能量守恒原理，动能

压力能故联箱中的静压p

同时，蒸汽在联箱中的流动阻力，使静压力沿着流动方向有所下降（图中阴影部分即是流动阻力）图8-18分配联箱中的附加静压热偏差产生原因图8-19汇集联箱的附加静压汇集联箱的附加静压变化如图所示。它与分配联箱的区别主要是蒸汽在联箱中的流动阻力使附加静压增大。热偏差产生原因（b）Π形连接（a）Z形连接（3）联箱典型连接联箱典型连接的方法有Π形和Z形两种图8-20Z形与U形连接及联箱静压分布Z形连接方式各并列管圈的蒸汽流量偏差最大。图b所示的Π形连接，各并列管圈的流量分配均匀热偏差产生原因（4）阻力特性和密度的影响阻力特性系数与管子的结构特性、粗糙度等有关。屏式过热器的最外圈管最长，阻力最大，因而流量最小，但它却是受热最强的管。导致外圈管的热偏差最大。当并列管热负荷不均受热强的管吸热量多、工质温度高，使密度减小；因而蒸汽流量减小。受热不均流量不均，使热偏差增大。并联管中偏差管阻力常数Rp越大的管子，其流量不均系数越小，也即偏差管的流量Gp越小偏差管受热越强，其蒸汽密度

p越小，相应流量Gp也小热偏差产生原因过热器与再热器产生热偏差的原因010203并列管受热不均蒸汽流量不均管圈的阻力特性的影响工质密度的大小04减少热偏差的措施过热器与再热器减少热偏差的措施（1）受热面分段串联大型锅炉的过热器与再热器都设计成分段串联的方式，控制每段受热面的焓增不大于250∼420kJ/kg，通常对高温段取较小的焓增。一般，过热器分成四、五段或更多段，再热器分成两、三段。过热器与再热器减少热偏差的措施010203单管连接联箱端头连接并左右交错多管连接左右交错图8-21过热器与再热器的段间连接（a）单管连接（b）联箱端头连接左右交错（c）多管连接左右交错（2）段间连接过热器与再热器减少热偏差的措施（3）受热面结构图8-22管束中辐射层厚度偏差（a）多管圈的内圈管子；（b）管束前烟气空间过热器与再热器减少热偏差的措施010203受热面结构减少管束前烟气空间的深度04管束的横向节距与纵向节距在各排管子中都要均匀屏式过热器外圈管子受热较强，受热面积较多，流动阻力较大，一般采用以下几种方法减小其热偏差（见下图）