锅炉原理--第8章--省煤器和空气预热器

1、热能与动力工程,1,第八章省煤器和空气预热器,热能与动力工程,2,一、分类与结构 省煤器：加热锅炉的给水，水平管圈,第一节省煤器,热能与动力工程,3,省煤器动画,热能与动力工程,4,二、布置方式（尾部烟气流通截面为矩形） 综合考虑蛇型管圈中的水速及管外侧的磨损程度分为： 1）蛇型管垂直于前墙布置：水速最低，但每根管均会受到磨损。 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。,热能与动力工程,5,三、支吊方式 1支承只用于小型锅炉； 2悬吊集箱在烟道中，减少穿墙管的数目，以出水引出管为悬吊管，有利于热膨胀，大型电站锅炉普

2、遍采用。,热能与动力工程,6,空气预热器的作用 1、进一步降低烟气温度 大容量锅炉，给水温度250-290 120 2、制粉系统干燥 3、强化着火,第二节空预器,热能与动力工程,7,一、气体间的换热方式 1）间壁式换热通过壁面的导热，冷热流体不接触 2）再生式换热冷热流体轮流接触受热面的蓄热元件，也称为蓄热式 3）直接混合式冷热流体直接混合交换热量。,热能与动力工程,8,二、 电站用空气预热器的分类,热能与动力工程,9,三、管式空气预热器 一）结构 直径为4051mm、壁厚为1.251.5mm的普通薄壁钢管密集排列、错列布置，组成立方体型的管箱，数个管箱排列在尾部烟道中。 二）主要特点 体积大

3、，数倍于回转式空气预热器，金属耗量大，易受腐蚀，损坏，不易更换，清灰困难，管板易发生变形，漏风较小，运行方便，应用较少。,热能与动力工程,10,三）布置方式 1垂直布置 烟气管内纵向冲刷，空气管外横向冲刷，须满足烟气及空气流速的不同要求。 2水平布置 烟气在管外，空气在管内，可以提高壁温、减轻金属腐蚀；采用较少。 锅炉容量增大，管式空气预热器体积增加，锅炉尾部布置困难。,热能与动力工程,11,四、回转式空气预热器 大型电站锅炉均采用回转式空气预热器 工作原理：再生式，烟气和空气交替地流过受热面（蓄热元件）放热和吸热。 两种结构：受热面旋转式（用的较多），风罩旋转式。 结构特点： 波形板受热面装

4、于圆形筒体内 圆形筒体被钢板分隔成若干个扇形仓格 每个扇形仓格内装满由金属薄板制成的波形板组件蓄热板,热能与动力工程,12,热能与动力工程,13,空气预热器动画,热能与动力工程,14,热能与动力工程,15,热能与动力工程,16,空气预热 器分解图,热能与动力工程,17,热能与动力工程,18,五漏风,热能与动力工程,19,热能与动力工程,20,热能与动力工程,21,热能与动力工程,22,一、腐蚀的原因 SO3在200C以下与烟气中的水蒸汽结合形成H2SO4蒸汽， 硫酸蒸汽在受热面上凝结，造成腐蚀， 硫酸蒸汽凝结取决于烟气露点温度及烟气中硫酸蒸汽得以凝结的受热面温度。,第三节锅炉尾部受热面烟气侧的

5、腐蚀,热能与动力工程,23,二、烟气露点 烟气中存在两个露点温度： 硫酸蒸汽对应于酸露点温度； 水蒸汽对应于水露点温度。,热能与动力工程,24,1酸露点温度 比水露点温度高得多，取决于SO3和水蒸汽的含量，一般可达120140， 极少量的硫酸蒸汽就会对酸露点影响很大； 酸露点估计依靠经验关联式确定 可以由仪器直接测定。,热能与动力工程,25,2水露点温度 取决于水蒸汽在烟气中的分压力，烟气中水蒸汽分压力很低，水露点温度一般为4555， 空气中的水蒸汽分压力更低，水露点温度一般为1020， 一般不会出现由于水蒸汽凝结造成锅炉腐蚀,热能与动力工程,26,三、受热面发生腐蚀的条件 能否发生腐蚀决定于

6、腐蚀介质，介质的量（浓度），得以凝结的受热面温度。 四、SO3的形成 可燃硫分燃烧生成SO2，进一步转化成SO3的很少，烟气中SO3含量仅为SO2的3%5%，烟气中SO3只占到几十万分之几。,热能与动力工程,27,五、腐蚀过程 1烟气中SO3与烟气中水蒸气结合成硫酸蒸汽， 2烟气中硫酸蒸汽在“冷”受热面上凝结发生在沿烟气流程一段范围，凝结的硫酸浓度逐渐降低 3开始烟气中硫酸浓度大，可在较高温度的壁面上凝结下来，随着浓度降低，露点下降，可以在较低温度的壁面上凝结； 4凝结的硫酸浓度对受热面腐蚀的速度影响很大，浓硫酸几乎不腐蚀，稀硫酸腐蚀（40%50%）很强。,热能与动力工程,28,六、防腐措施

7、1提高金属管壁温 a、提高空气预热器入口空气温度（暖风器，热风再循环等） b、预热器水平布置， c、新型换热器等采用等； 2采用防腐材料；,热能与动力工程,29,一、燃煤锅炉受热面灰垢及其影响 1积灰的几种形态： 1）熔渣结渣 原因：飞灰呈熔融状的黏性颗粒黏附在管壁上； 位置：炉膛受热面及高温对流受热面的入口处。 2）高温黏结灰 原因：钠、钾、钙、硅等氧化金属在高温环境中发生氧化物的升华，氧化金属呈分子状态冷凝在受热面上，与烟气中SO3形成硫酸盐，有黏性，大量捕捉飞灰，位置：炉膛受热面及高温对流受热面。,第四节锅炉尾部受热面烟气侧的积灰和磨损,热能与动力工程,30,3）低温黏结灰 原因：飞灰与冷凝在受热面上的硫酸溶液形成水泥状物质，呈硬结状，堵死，并加重低温腐蚀。 位置：空气预热器受热面 4）松散积灰 原因：飞灰中1020微米颗粒，冲刷管束时，背风区产生旋涡，进入旋涡区的灰颗粒分子吸附力大于其质量，在静电力、表面粗糙度作用下，积灰最后达到平衡状态。易清除，与烟气流速有关。 位置：省煤器受热面,热能与动力工程,31,2灰垢对锅炉传热设计的影响 锅炉的设计中，往往出现对灰垢热阻估计不准确造成设计与运行的差距，受热面过多或不足， 锅炉运行中，燃烧煤种发生较大的变化 造成锅炉出力不足或超温， 目前主要依