第八章地于是量們的檔東木雖工我是一個(gè)賓漲

1、25-1 第七章第七章 過熱器與再熱器過熱器與再熱器u 本章重點(diǎn)：u一、過熱器與再熱器的型式和結(jié)構(gòu)；一、過熱器與再熱器的型式和結(jié)構(gòu)；u二、熱偏差；二、熱偏差；u三、過熱器與再熱器的汽溫調(diào)節(jié)；三、過熱器與再熱器的汽溫調(diào)節(jié)；u四、過熱器與再熱器的煙氣側(cè)工作過程四、過熱器與再熱器的煙氣側(cè)工作過程。25-2u 過熱器、再熱器設(shè)計(jì)與運(yùn)行的主要原過熱器、再熱器設(shè)計(jì)與運(yùn)行的主要原則有下列三個(gè)：則有下列三個(gè)：u （1）防止受熱面金屬溫度超過材料的許）防止受熱面金屬溫度超過材料的許用用溫度；溫度；（2 2）過熱器與再熱器溫度特性好，在較）過熱器與再熱器溫度特性好，在較大的負(fù)荷范圍內(nèi)能通過調(diào)節(jié)維持額定汽溫；大的負(fù)

2、荷范圍內(nèi)能通過調(diào)節(jié)維持額定汽溫； （3 3）防止受熱面管束積灰、磨損和腐蝕。）防止受熱面管束積灰、磨損和腐蝕。25-3第一節(jié)第一節(jié) 過熱器與再熱器的工作特點(diǎn)過熱器與再熱器的工作特點(diǎn) 一、過熱器與再熱器的作用一、過熱器與再熱器的作用u過熱器與再熱器在系統(tǒng)中的位置如圖過熱器與再熱器在系統(tǒng)中的位置如圖71所示。所示。u幾個(gè)名詞：幾個(gè)名詞： 主蒸汽（一次汽）主蒸汽（一次汽）過熱器出口的過過熱器出口的過熱蒸汽又稱為主蒸汽或一次汽；熱蒸汽又稱為主蒸汽或一次汽； 再熱蒸汽（二次汽）再熱蒸汽（二次汽）再熱器出口的再熱器出口的再熱蒸汽又稱為再熱蒸汽或二次汽；再熱蒸汽又稱為再熱蒸汽或二次汽； 蒸汽再熱有一次再熱和

3、二次再熱之分，蒸汽再熱有一次再熱和二次再熱之分，后者就是蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功過程中經(jīng)過后者就是蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功過程中經(jīng)過兩次蒸汽再熱。兩次蒸汽再熱。25-4 過熱器和再熱器在熱力系統(tǒng)過熱器和再熱器在熱力系統(tǒng) 中的位置中的位置25-5 u 過熱器、再熱器的制造過熱器、再熱器的制造 過熱器和再熱器是由一定直徑、管壁厚度的無過熱器和再熱器是由一定直徑、管壁厚度的無縫鋼管彎曲成一定的形狀（蛇形或屏形），以利縫鋼管彎曲成一定的形狀（蛇形或屏形），以利于布置在鍋爐煙道有限空間的一種氣于布置在鍋爐煙道有限空間的一種氣汽式熱交汽式熱交換器。換器。u 過熱器、再熱器的工作條件過熱器、再熱器的工作條件 管內(nèi)：飽和

4、蒸汽進(jìn)入過熱器后溫度逐漸升高，管內(nèi)：飽和蒸汽進(jìn)入過熱器后溫度逐漸升高，在其出口達(dá)到額定的過熱汽溫（通常在在其出口達(dá)到額定的過熱汽溫（通常在540600）；）； 管外：高溫?zé)煔猓ㄍǔＴ诠芡猓焊邷責(zé)煔猓ㄍǔＴ?100 600）攜帶）攜帶飛灰以一定的速度流過，容易在管外壁產(chǎn)生磨損飛灰以一定的速度流過，容易在管外壁產(chǎn)生磨損和腐蝕。和腐蝕。25-6 二、蒸汽溫度的選擇二、蒸汽溫度的選擇 蒸汽溫度的選擇要考慮三個(gè)因素：循環(huán)蒸汽溫度的選擇要考慮三個(gè)因素：循環(huán)熱效率，汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度，高溫?zé)嵝?，汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度，高溫鋼材的許用溫度。鋼材的許用溫度。 通常蒸汽溫度在通常蒸汽溫度在540620。

5、 選用的過熱器與再熱器受熱面鋼材，其選用的過熱器與再熱器受熱面鋼材，其工作溫度幾乎都接近許用溫度值工作溫度幾乎都接近許用溫度值。如果鋼材。如果鋼材的工作溫度超過了其許用溫度，將引起鋼材的工作溫度超過了其許用溫度，將引起鋼材的熱強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性下降，材質(zhì)惡化，導(dǎo)致的熱強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性下降，材質(zhì)惡化，導(dǎo)致受熱面損壞。因此，鍋爐運(yùn)行中必須十分注受熱面損壞。因此，鍋爐運(yùn)行中必須十分注意防止過熱器、再熱器等受熱面的超溫現(xiàn)象。意防止過熱器、再熱器等受熱面的超溫現(xiàn)象。25-725-8 三、過熱器和再熱器受熱面的布置三、過熱器和再熱器受熱面的布置 水加熱成過熱蒸汽需經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)水加熱成過熱蒸汽需經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)和

6、過熱三個(gè)階段。不同壓力的鍋爐，過熱和過熱三個(gè)階段。不同壓力的鍋爐，過熱器吸熱量占工質(zhì)總吸熱量的比例是不同的。器吸熱量占工質(zhì)總吸熱量的比例是不同的。 中壓煤粉爐，過熱器布置在爐膛出口少量中壓煤粉爐，過熱器布置在爐膛出口少量凝渣管束之后的煙道內(nèi)，其吸收的熱量能凝渣管束之后的煙道內(nèi)，其吸收的熱量能適應(yīng)蒸汽過熱熱的需要。適應(yīng)蒸汽過熱熱的需要。 對(duì)于高壓煤粉爐，就必須把部分過熱對(duì)于高壓煤粉爐，就必須把部分過熱器布置在爐膛內(nèi)。超高壓、亞臨界壓力和器布置在爐膛內(nèi)。超高壓、亞臨界壓力和超臨界壓力的鍋爐，上述布置特征就更明超臨界壓力的鍋爐，上述布置特征就更明顯了。并且還把部分再熱器布置在爐膛內(nèi)。顯了。并且還把部

7、分再熱器布置在爐膛內(nèi)。25-9第二節(jié)第二節(jié) 過熱器與再熱器的型式和結(jié)構(gòu)過熱器與再熱器的型式和結(jié)構(gòu) 按傳熱方式分類，過熱器可分為對(duì)流型、按傳熱方式分類，過熱器可分為對(duì)流型、輻射型及半輻射型三種型式。輻射型及半輻射型三種型式。 高壓以上的大型鍋爐大多采用輻射、半輻高壓以上的大型鍋爐大多采用輻射、半輻射與對(duì)流型多級(jí)布置的射與對(duì)流型多級(jí)布置的聯(lián)合型過熱器聯(lián)合型過熱器。過熱器。過熱器的蒸汽高溫段采用對(duì)流型、低溫段采用輻射或的蒸汽高溫段采用對(duì)流型、低溫段采用輻射或半輻射型，以降低受熱面管壁鋼材溫度。半輻射型，以降低受熱面管壁鋼材溫度。 屏式半輻射型過熱器通常布置在鍋爐爐膛屏式半輻射型過熱器通常布置在鍋爐爐

8、膛的上部空間；輻射型過熱器通常布置在爐頂、的上部空間；輻射型過熱器通常布置在爐頂、爐膛的上部和轉(zhuǎn)向室等貼墻處；對(duì)流型過熱器爐膛的上部和轉(zhuǎn)向室等貼墻處；對(duì)流型過熱器布置在水平和垂直煙道中。布置在水平和垂直煙道中。25-10 再熱器實(shí)際上相當(dāng)于中壓蒸汽的過熱再熱器實(shí)際上相當(dāng)于中壓蒸汽的過熱器，但再熱蒸汽溫度比中壓蒸汽溫度高很器，但再熱蒸汽溫度比中壓蒸汽溫度高很多。多。 再熱器以對(duì)流型為主，并位于高溫對(duì)再熱器以對(duì)流型為主，并位于高溫對(duì)流型過熱器之后煙氣溫度較低處，因?yàn)樵倭餍瓦^熱器之后煙氣溫度較低處，因?yàn)樵贌嵴羝麎毫^低、蒸汽密度較小、熱蒸汽壓力較低、蒸汽密度較小、放熱系放熱系數(shù)較低蒸汽比熱也較小，其

9、受熱面管壁金數(shù)較低蒸汽比熱也較小，其受熱面管壁金屬溫度比過熱器更高屬溫度比過熱器更高。 但是有些鍋爐的部分低溫蒸汽段再熱但是有些鍋爐的部分低溫蒸汽段再熱器采用輻射型，布置在爐膛上部吸收爐膛器采用輻射型，布置在爐膛上部吸收爐膛的輻射傳熱。的輻射傳熱。25-1125-12 一、對(duì)流型過熱器一、對(duì)流型過熱器 布置在鍋爐煙道內(nèi)，煙氣與蒸汽布置在鍋爐煙道內(nèi)，煙氣與蒸汽間主要進(jìn)行對(duì)流換熱的過熱器稱為對(duì)間主要進(jìn)行對(duì)流換熱的過熱器稱為對(duì)流型過熱器。流型過熱器。 它主要由蛇形管并聯(lián)組成，其進(jìn)它主要由蛇形管并聯(lián)組成，其進(jìn)出口分別由聯(lián)箱連接。出口分別由聯(lián)箱連接。 根據(jù)煙氣與管內(nèi)蒸汽的相對(duì)流動(dòng)根據(jù)煙氣與管內(nèi)蒸汽的相對(duì)

10、流動(dòng)方向，可分為逆流、順流和混合流三方向，可分為逆流、順流和混合流三種種流動(dòng)方式流動(dòng)方式。根據(jù)對(duì)流受熱面的。根據(jù)對(duì)流受熱面的放置放置方式方式又可分為立式和臥式兩種。又可分為立式和臥式兩種。25-1325-14 （一）流動(dòng)方式（一）流動(dòng)方式 逆流布置逆流布置具有最大的傳熱溫差，可以具有最大的傳熱溫差，可以節(jié)省金屬消耗。但蒸汽的高溫段和煙氣的節(jié)省金屬消耗。但蒸汽的高溫段和煙氣的高溫段區(qū)域重疊在一起，金屬壁溫很高，高溫段區(qū)域重疊在一起，金屬壁溫很高，工作條件最差。工作條件最差。順流布置順流布置則相反，蒸汽出則相反，蒸汽出口處煙溫最低，因而壁溫較低，工作安全?？谔師煖刈畹停蚨跍剌^低，工作安全。但其

11、傳熱溫差最小，耗用的金屬最多，但其傳熱溫差最小，耗用的金屬最多，混混合流布置合流布置則綜合了逆流和順流的優(yōu)點(diǎn)，蒸則綜合了逆流和順流的優(yōu)點(diǎn)，蒸汽的低溫段采用逆流布置，蒸汽的高溫段汽的低溫段采用逆流布置，蒸汽的高溫段采用順流布置。既保證了管壁的安全，又采用順流布置。既保證了管壁的安全，又可獲得較大的傳熱溫差，所以得到廣泛的可獲得較大的傳熱溫差，所以得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用。25-15 （二）放置方式（二）放置方式 蛇形管垂直放置時(shí)稱為蛇形管垂直放置時(shí)稱為立式放置立式放置。立。立式放置對(duì)流過熱器都布置在水平煙道內(nèi)。式放置對(duì)流過熱器都布置在水平煙道內(nèi)。蛇形管水平放置時(shí)稱為蛇形管水平放置時(shí)稱為臥式放置臥式放

12、置方式，臥方式，臥式對(duì)流過熱器都布置在垂直煙道內(nèi)。式對(duì)流過熱器都布置在垂直煙道內(nèi)。 立式過熱器的優(yōu)點(diǎn)是支吊比較方便立式過熱器的優(yōu)點(diǎn)是支吊比較方便（見圖（見圖7-4 ），它的缺點(diǎn)是停爐時(shí)管內(nèi)積水），它的缺點(diǎn)是停爐時(shí)管內(nèi)積水不易排出，鍋爐點(diǎn)火時(shí)由于通汽不暢易使不易排出，鍋爐點(diǎn)火時(shí)由于通汽不暢易使管子過熱。管子過熱。 臥式過熱器雖然疏水、排汽比較方便，臥式過熱器雖然疏水、排汽比較方便，但支吊結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但支吊結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 常以有工質(zhì)冷卻的常以有工質(zhì)冷卻的受熱面管子作為懸吊管。受熱面管子作為懸吊管。25-1625-1725-18 （三）蛇形管束結(jié)構(gòu)（三）蛇形管束結(jié)構(gòu) 對(duì)流過熱器與再熱器受熱面由很多

13、并對(duì)流過熱器與再熱器受熱面由很多并聯(lián)蛇形管組成，蛇形管由無縫鋼管制成，聯(lián)蛇形管組成，蛇形管由無縫鋼管制成，其外徑一般為其外徑一般為3242mm,壁厚為壁厚為37mm。 蛇形管的管徑與并聯(lián)管數(shù)應(yīng)適合蒸汽蛇形管的管徑與并聯(lián)管數(shù)應(yīng)適合蒸汽質(zhì)量流速的要求質(zhì)量流速的要求。由于鍋爐寬度的增加滯。由于鍋爐寬度的增加滯后于鍋爐容量的增加，大容量鍋爐為了使后于鍋爐容量的增加，大容量鍋爐為了使對(duì)流過熱器與再熱器有合適的蒸汽流速，對(duì)流過熱器與再熱器有合適的蒸汽流速，常做成雙管圈、三管圈或更多的管圈，以常做成雙管圈、三管圈或更多的管圈，以增加并聯(lián)管數(shù)，見圖增加并聯(lián)管數(shù)，見圖7-5。25-1925-20 選取過熱器的蒸

14、汽質(zhì)量流速要考慮蒸汽選取過熱器的蒸汽質(zhì)量流速要考慮蒸汽對(duì)管壁的冷卻能力和蒸汽在管內(nèi)流動(dòng)引起的對(duì)管壁的冷卻能力和蒸汽在管內(nèi)流動(dòng)引起的壓力降損失兩個(gè)因素。壓力降損失兩個(gè)因素。 為了保證過熱器管子金屬的可靠冷卻，為了保證過熱器管子金屬的可靠冷卻，蒸汽應(yīng)有一定的質(zhì)量流速，它與受熱面的熱蒸汽應(yīng)有一定的質(zhì)量流速，它與受熱面的熱負(fù)荷有關(guān)。處于高溫?zé)煔鈪^(qū)的受熱面的熱負(fù)負(fù)荷有關(guān)。處于高溫?zé)煔鈪^(qū)的受熱面的熱負(fù)荷大，蒸汽質(zhì)量流速應(yīng)該較高。荷大，蒸汽質(zhì)量流速應(yīng)該較高。25-21u蒸汽質(zhì)量流速越高，流動(dòng)壓力降也越大。蒸汽質(zhì)量流速越高，流動(dòng)壓力降也越大。為了保證機(jī)組的熱效率，整個(gè)過熱器系為了保證機(jī)組的熱效率，整個(gè)過熱器系

15、統(tǒng)的壓力降應(yīng)不超過其工作壓力的統(tǒng)的壓力降應(yīng)不超過其工作壓力的10。u一般對(duì)流過熱器低溫段：一般對(duì)流過熱器低溫段：ww=400=400 800kg/(m800kg/(m2 2 s)s)，u高溫段：高溫段：ww=800 =800 1100kg/(m 1100kg/(m2 2 s)s)。25-22 蛇形管的排列方式有蛇形管的排列方式有順列和錯(cuò)列順列和錯(cuò)列兩種，兩種，（見圖（見圖7-67-6）。管束的排列特性用）。管束的排列特性用橫向相對(duì)橫向相對(duì)節(jié)距節(jié)距s s1 1/d/d與與縱向相對(duì)節(jié)距縱向相對(duì)節(jié)距s s2 2/d/d表示。垂直于表示。垂直于煙氣流動(dòng)的方向稱煙氣流動(dòng)的方向稱橫向橫向，平行于煙氣流動(dòng)，

16、平行于煙氣流動(dòng)的方向稱的方向稱縱向縱向。 在管束排列特性、煙氣流速和煙氣沖在管束排列特性、煙氣流速和煙氣沖刷受熱面等條件相同時(shí)，錯(cuò)列管束的吹灰刷受熱面等條件相同時(shí)，錯(cuò)列管束的吹灰通道較小，吹灰器不易把管束表面積灰吹通道較小，吹灰器不易把管束表面積灰吹掃清除；或者增大橫向節(jié)距以增大吹灰掃清除；或者增大橫向節(jié)距以增大吹灰通通道，可是煙道空間的種用率降低了。順列道，可是煙道空間的種用率降低了。順列管束的積灰很容易被吹清。管束的積灰很容易被吹清。25-23 25-24 我國(guó)大多數(shù)鍋爐的過熱器在高溫水平我國(guó)大多數(shù)鍋爐的過熱器在高溫水平煙道中采用立式順列布置，煙道中采用立式順列布置，s2/d=23.5，s2/d=2.5 4，后者取決于管子的彎曲半徑。后者取決于管子的彎曲半徑。 25-25 對(duì)流過熱器的煙氣流速由防止受熱面對(duì)流過熱器的煙氣流速由防止受熱面的積灰和磨損、傳熱效果和煙氣流動(dòng)壓力的積灰和磨損、傳熱效果和煙氣流動(dòng)壓力降等諸因素決定。降等諸因素決定。 為防止管束積灰，額定負(fù)荷時(shí)對(duì)流受為防止管束積灰，額