電廠鍋爐原理ppt第8章省煤器和空氣預(yù)熱器

1、1 第八章省煤器和空氣預(yù)熱器 2 1. 作用 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 省煤器 降低排煙溫度提高鍋爐效率節(jié)約燃料 用廉價的省煤器加熱給水代替較貴的水冷壁 加熱給水進入汽包的給水溫度增加減小汽包的熱應(yīng)力 給水溫度低于飽和溫度傳熱溫壓大 強制流動傳熱系數(shù)大 所需省煤器面積少 3 1. 作用 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 空氣預(yù)熱器 吸收煙氣熱量降低排煙溫度提高鍋爐效率 加熱空氣強化燃料著火和燃燒降低q3和q4 4 2. 工作特點 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 l金屬壁溫低 l三大問題 l傳熱系數(shù)大（逆流給水和空氣由下向上，煙氣由上向下） 承壓受熱面中省煤器壁溫最低 鍋爐機組受熱面中

2、空氣預(yù)熱器壁溫最低 磨損（煙溫低） 積灰（煙速低） 低溫腐蝕（壁溫低） 防止汽泡的停滯和阻塞 l傳熱溫壓大 5 2. 工作特點 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 水的比容大于煙氣比容 水的加熱速率小于煙氣冷卻速率 煙氣 水 溫度 入口溫差小 煙氣 空氣 溫度 出口溫差小 6 出口溫差小 2. 工作特點 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 水的比容大于煙氣比容 水的加熱速率小于煙氣冷卻速率 煙氣 水 溫度 入口溫差小 7 2. 工作特點 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 空氣預(yù)熱器出口溫差小 尾部受熱面采用雙級布置 空氣預(yù)熱器出口熱空氣溫度受到限制 （對于難燃燃料，熱空氣溫度大于300） 小于30

3、40 空氣預(yù)熱器受熱面積 8 2. 工作特點 第一節(jié)尾部受熱面的作用和工作特點 l尾部受熱面采用雙級布置 高溫級空氣預(yù)熱器布置 在煙氣溫度更高的區(qū)域 省煤器與空氣預(yù)熱器交錯布置 低溫級空氣預(yù)熱器布置 出口端有足夠的溫差 9 1. 分類 第二節(jié)省煤器 l按照工質(zhì)出口狀態(tài) 沸騰式 非沸騰式 水被加熱到溫飽和溫度并產(chǎn)生部分蒸汽 用于中壓鍋爐 出口水溫低于飽和溫度 用于高壓以上鍋爐 將部分蒸發(fā)熱轉(zhuǎn)移至省煤器 蒸發(fā)熱較大 防止?fàn)t膛溫度降低 將部分加熱轉(zhuǎn)移至水冷壁 加熱熱較大 防止?fàn)t膛溫度過高 10 1. 分類 第二節(jié)省煤器 l按照材料 鑄鐵式 鋼管式 耐腐蝕 承受沖擊（強度高） 承受沖擊差（脆，不用作沸

4、騰式省煤器） 耐磨損（硬度大） 價格低廉 體積小，重量輕 耐腐蝕差 傳熱性能好 11 1. 分類 第二節(jié)省煤器 l按照結(jié)構(gòu) 光管式 鰭片管：光管直管段外表面上下各焊扁鋼 膜片管：兩個光管直管段之間焊連續(xù)的扁鋼 螺旋肋片管：光管外表面焊橫向肋片 12 2. 結(jié)構(gòu)尺寸 第二節(jié)省煤器 外徑：2542mm 壁厚：35mm 橫向相對節(jié)距：1=s1/d=23 縱向相對節(jié)距：2=s2/d=1.52 （彎頭） 蛇形管 13 3. 管子排列方式 第二節(jié)省煤器 順列 錯列 不易積灰 傳熱效果好 結(jié)構(gòu)緊湊 磨損嚴重 吹灰困難 14 垂直于前后墻 4. 布置方式 第二節(jié)省煤器 逆流（傳熱溫壓大） l介質(zhì)流向 煙氣從上

5、而下（便于吹灰） 水從下而上（便于排出氣體） l布置形式 平行于前后墻 流動阻力小 漏風(fēng)嚴重 整體磨損嚴重（后墻附近所有管子） 集箱布置在煙道內(nèi) 流動阻力大 雙管圈或雙面進水 支吊方便（管子較短） 局部磨損（后墻附近少數(shù)管子） 15 4. 布置方式 第二節(jié)省煤器 垂直于前后墻 平行于前后墻 16 l支吊方式 支撐支撐梁的冷卻 懸吊 l管組高度 單級或一組高度不大于11.5m（便于檢修） 管組之間高度不小于600800mm （便于清灰） 與空氣預(yù)熱器距離不小于8001000mm （便于清灰） 4. 布置方式 第二節(jié)省煤器 17 l工質(zhì)側(cè) 5. 流動參數(shù)選擇 氧腐蝕 水速 第二節(jié)省煤器 w810m

6、/s磨損 流動阻力 水速 管內(nèi)空氣阻塞 汽水分層 超溫 疲勞破壞 高壓鍋爐：不大于5汽包壓力 中壓鍋爐：不大于8汽包壓力 非沸騰式 不小于0.3m/s 沸騰式 不小于1m/s l煙氣側(cè) 逆流 l介質(zhì)流向 煙氣從上而下 水從下而上 18 1. 分類 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 傳熱式 蓄熱式 管式 板式 鋼管式 鑄鐵管 水平管式 立式 垂直軸 水平軸 受熱面旋轉(zhuǎn) 風(fēng)罩旋轉(zhuǎn) 19 l結(jié)構(gòu) 鋼管管板 管箱 煙氣管內(nèi)縱向沖刷 空氣管外橫向沖刷 2. 管式空氣預(yù)熱器 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 20 l尺寸 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 外徑：2551mm 壁厚：1.21.5mm 橫向相對節(jié)距：1=s1/d=1.51.75 縱向相對節(jié)

7、距：2=s2/d=12 管箱高度58m（與所需受熱面積、剛性、清理難度有關(guān)） 管板厚度 上管板1020mm 下管板2030mm 中管板515mm 21 l參數(shù) wy=1014m/s（縱向流動） wk=0.40.55wy 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 l排列：錯列（提高空氣側(cè)傳熱系數(shù)） 空氣側(cè)傳熱系數(shù)大 空氣橫向沖刷 空氣流速可以較小 煙氣側(cè)和空氣側(cè)傳熱系數(shù)接近，經(jīng)濟利用受熱面 22 通道數(shù) 單通道 多通道 交叉流 逆流傳熱溫壓 進風(fēng)方式 單面 雙面 多面 熱空氣溫度 單級 小于250 大于300雙級 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 l布置方式 通道數(shù)目通道高度減小空氣速度增加 進風(fēng)面流通面積增加空氣速度減小 23 第三

8、節(jié)空氣預(yù)熱器 l布置方式 單道單面進風(fēng) 多道單面進風(fēng) 多道多面進風(fēng) 多道雙面進風(fēng) 24 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 l特點 結(jié)構(gòu)簡單 便于制造 漏風(fēng)量小 體積較大 低溫腐蝕 25 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 3. 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)24rpm l受熱面旋轉(zhuǎn) （容克式） 煙氣區(qū)被加熱 空氣區(qū)被冷卻 轉(zhuǎn)子重量大 二分倉 26 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 3. 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)12rpm （轉(zhuǎn)動一周，兩次吸熱和放熱） l風(fēng)罩旋轉(zhuǎn) （羅特米勒式） 下風(fēng)罩：冷空氣 上風(fēng)罩：熱空氣 風(fēng)罩外：煙氣 二分倉 27 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 3. 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 l受熱面回轉(zhuǎn)三分倉 一次風(fēng)流通區(qū) 二次風(fēng)流通區(qū) 煙氣流通區(qū) 28

9、結(jié)構(gòu)緊湊 允許磨損程度高 腐蝕的危險性小（壁溫較高） 漏風(fēng)嚴重（=0.080.1，管式=0.030.05 ） 第三節(jié)空氣預(yù)熱器 3. 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 l特點 受熱面布置簡化 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 29 1. 磨損 l機理 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 灰粒的動能 摩擦磨損切向分力 產(chǎn)生撞擊 法向分力撞擊磨損 l危害：管壁變薄，強度降低 l地點 縱向沖刷：進口處100150mm 橫向沖刷：迎風(fēng)面兩側(cè)3050 l表征：飛灰磨損速率 因飛灰引起的單位時間 金屬厚度最大磨損速率 30 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 切向和法向雙重作用最大 進口效應(yīng)l地點 31 煙氣流速 灰含量：撞擊次數(shù) 磨損量正比于速度3.3次

10、方 燃燒后灰的性質(zhì)：幾何形狀、幾何尺寸、成分組成 管子排列方式（橫向沖刷） l影響因素 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 錯列第二排（第一排煙氣流速較低，第二排以后動能衰減） 順列第五排以后（受前面管子的屏蔽） 動能正比于速度平方 撞擊次數(shù)正比于速度 原煤中灰的組成：石英、黃鐵礦 石英玻璃化 黃鐵礦氧化 32 煙氣流速適當(dāng) 過熱器省煤器 Aar，redw(m/s)w(m/s) 51413 671210 910119 3087 避免局部飛灰濃度過高 加裝防磨裝置 l防止措施 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 采用膜式或肋片式省煤器 塔形布置 節(jié)流裝置 均勻擋板 橫向沖刷：角鋼、圓鋼、防磨瓦 縱向沖刷：內(nèi)

11、襯管、短管 33 l防止措施 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 防磨板 護瓦 護瓦 防磨條 34 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 2. 積灰 準松散積灰或黏結(jié)性積灰（酸蒸汽和水蒸汽在壁面凝結(jié)） l定義：煙氣中的飛灰沉積在管束外表面的現(xiàn)象 l分類 松散積灰：多數(shù)為小于30微米灰粒 l危害：影響傳熱和煙氣流通 l地點 順列：迎風(fēng)面和背風(fēng)面（第一排例外） 錯列：背風(fēng)面（較輕） 管式空氣預(yù)熱器：回流區(qū)（進口附近） 回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器：波紋板間隙 35 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 l影響因素 灰粒尺寸：細顆粒易積灰 管束排列：順列易積灰 煙氣流速：流速低易積灰 額定負荷不低于6m/s 及時吹灰 定期清洗 選擇合

12、理煙速 合理設(shè)計受熱面（排列、節(jié)距、管徑） l防止措施 金屬壁溫：壁溫低易積灰 36 3. 低溫腐蝕 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 l水露點 l酸露點 煙氣中水蒸汽開始凝結(jié)的溫度 煙氣中水蒸汽分壓力水露點4550 分壓力0.010.015MPa 煙氣中硫酸蒸汽開始凝結(jié)的溫度 煙氣中硫酸蒸汽含量酸露點140150 l煙氣露點 煙氣露點 水蒸汽露點硫酸蒸汽露點H2O+ H2SO4系統(tǒng)共凝溫度 腐蝕范圍越廣 折算硫分 煙氣露點 折算灰分煙氣露點（灰中含有堿性物質(zhì)） 37 l低溫腐蝕 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 含義：煙氣中硫酸蒸汽在壁溫低于酸露點的受熱面凝結(jié) 危害 空氣預(yù)熱器穿孔空氣漏到煙氣送風(fēng)不足 蓄熱元件腐蝕影響傳熱效果 蓄熱元件腐蝕加重堵灰 影響傳熱排煙溫度升高 煙氣阻力增加引風(fēng)機過載 38 l低溫腐蝕 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 表征：腐蝕速度 硫酸濃度 硫酸濃度56 表征：腐蝕速度 壁溫 煙氣露點以下 水蒸汽露點以下 39 安全區(qū) 中間區(qū) 第四節(jié)尾部受熱面運行中的問題 l低溫腐蝕特征 酸露點以下