熱能轉換裝置-第5章+省煤器和空氣預熱器

第5章省煤器和空氣預熱器

230t/h高壓鍋爐①省煤器①去高壓缸去中壓缸來自高加來自高壓缸⑦⑤④⑨⑧⑥③②爐膛③低過④屏過⑤末過⑥低再⑦高再⑧分離器⑨貯水罐過熱器一級減溫再熱器事故減溫過熱器二級減溫②

600MW超臨界鍋爐HIT第5章省煤器和空氣預熱器省煤器1空氣預熱器2尾部受熱面的布置3HIT

省煤器：利用鍋爐尾部低溫煙氣的熱量來加熱鍋爐給水的受熱面。5.1省煤器HIT省煤器作用（1）對低壓小型鍋爐：↓排煙溫度，↑熱效率，節(jié)約燃料消耗量。為↓排煙溫度，可用管束，可用省煤器，用省煤器經濟有效P0.41.01.251.62.5tbh151.1183.2194.1203.4225tgs202020，6020，6060，105有效：可將煙氣冷卻到較低溫度。經濟：降低同樣煙溫，省煤器受熱面僅為蒸發(fā)受熱面的一半，節(jié)省金屬材料，且省煤器材料相對便宜。在煙溫相同時，省煤器中工質溫度低，傳熱溫差大。工質強制流動，布置緊湊，傳熱系數(shù)提高。

HIT省煤器作用

（2）現(xiàn)代大型鍋爐：

給水的高度回熱，并且采用了空氣預熱器，因此省煤器的作用主要是為了減少蒸發(fā)受熱面，以便宜的省煤器受熱面來代替價格較貴的蒸發(fā)受熱面。（3）進入鍋筒水溫提高到接近鍋筒中工質的飽和溫度，降低了鍋筒進水溫度和鍋筒中工質飽和溫度間溫差，降低了由此溫差而引起的鍋筒熱應力。HIT省煤器分類按受熱面形狀鑄鐵式鋼管式非沸騰式沸騰式光管鰭片管膜式按材料按水被加熱程度HIT鑄鐵省煤器HIT鑄鐵省煤器-鑄鐵管HIT鑄鐵省煤器-鑄鐵管HIT鑄鐵省煤器-特點鑄鐵性脆，強度低且不能承受水擊，2.5MPa壓力以下，非沸騰式省煤器。耐腐蝕，管壁較厚，可用于給水未經除氧的工業(yè)鍋爐及煙氣外部腐蝕嚴重區(qū)域。體積、重量大，價格貴；連接法蘭多，易漏水。易積灰堵灰。安全性較差，設旁通煙道和給水旁路。HIT鑄鐵省煤器1、吹灰器2、連接彎頭3、省煤器管4、給水管5、安全閥6、溫度計7、壓力表HIT1煙氣擋板2旁通煙道擋板3旁通煙道4鑄鐵省煤器管5連接彎頭6煙道擋板7、10安全閥8、14截止閥9往除氧器管道11旁通管12止回閥13疏水管鑄鐵省煤器-旁路HIT鋼管式省煤器-結構蛇形鋼管+集箱HIT鋼管式省煤器-結構D=25-42S1/d=2-3S2/d=1.5-2錯列HIT鋼管式省煤器-管組高度S2/d=1.5-2時，管組高≯1.5m，S2/d＜1.5時，管組高≯1m管組高度大，分組，組間550-600mm空預器與省煤器管組間距≮800-1000mm。

方便檢修HIT鋼管式省煤器-水速、煙速水速非沸騰式及沸騰式的非沸騰部分，≮0.3m/s,沸騰式的沸騰部分，≮1.0m/s。一般水速≯2m/s水阻力高壓/超高壓，≯鍋筒壓力的5%中壓，≯鍋筒壓力8%煙速：8-10m/s。HIT鋼管式省煤器-布置HIT鋼管式省煤器-蛇形管方向HIT⊥前墻：蛇形管短，易于支撐，全部管均磨損∥前墻：后排幾根蛇形管磨損劇烈，支持復雜煤粉爐：∥前墻油氣爐：

∥前墻、⊥前墻省煤器蛇形管布置方向選擇水速磨損HIT鋼管式省煤器-蛇形管及集箱的連接a)

集箱一般布置在爐墻外，集箱和管子在墻外焊接。b)

集箱通過穿墻連接管和蛇形管連接：自集箱引出管子多時，為避免管子穿墻時漏風過多，可自集箱引出少量連接管穿過爐墻，使連接管和蛇形管在煙道中連接。c)

集箱和管子在煙道中連接：在爐墻氣密性要求高的鍋爐中，可將集箱布置在煙道中并兼作省煤器支持件。HIT鋼管式省煤器-支持結構（支托或懸吊）支托1支承梁2定位管夾3省煤器蛇形管4省煤器出口集箱5托架6U形螺栓7鋼柱8爐墻9省煤器進口集箱10連接管HIT用

角

鋼

支

架鋼管式省煤器-支持結構（支托或懸吊）HIT鋼管式省煤器-支持結構（支托或懸吊）用沖壓制成的支架HIT懸吊

鋼管式省煤器-支持結構（支托或懸吊）HIT用吊桿鋼管式省煤器-支持結構（支托或懸吊）HIT鋼管式省煤器-強化傳熱

鋼管省煤器管子一般為光管，為了在煙氣側強化傳熱并減小省煤器尺寸，可采用：鰭片管管外帶環(huán)狀肋片或螺旋形肋片膜式HIT鋼管式省煤器-鰭片管焊接鰭片管：受熱面體積比光管減少(25-30)%，且鰭片管鰭片金屬的價格要比管子金屬便宜軋制鰭片異型管：可使省煤器尺寸減少(40-45)%HIT鋼管式省煤器-螺旋鰭片管錯列布置

順列布置

HIT鋼管式省煤器-膜式由光管焊接厚2-3mm的鋼板制成。在吸熱量和光管相同時，金屬消耗量小煙氣流動阻力減小省煤器尺寸減小，支持方便且運行可靠HIT5.2空氣預熱器空氣預熱器作用空氣預熱器分類管式空氣預熱器回轉式空氣預熱器HIT利用鍋爐尾部煙氣熱量來加熱燃燒用空氣的一種熱交換裝置。在近代火力發(fā)電站中，由于tgs較高，省煤器無法將煙氣冷卻到合乎經濟要求的溫度，而tlk低，因此可用空預器降低排煙溫度。5.2空氣預熱器HITP中壓高壓超高壓亞臨界超臨界tgs1501702152402605.2空氣預熱器HIT空氣預熱器-作用↓排煙溫度，↑鍋爐效率；↑爐溫，改善燃料著火和燃燒，↓不完全燃燒損失，↑鍋爐效率；對難著火燃料重要。↑爐溫，強化輻射換熱；熱空氣可作為制粉系統(tǒng)的干燥劑。HIT空氣預熱器-熱空氣溫度熱風溫度的選取原則取決于燃料種類和燃燒方式層燃爐trk<200℃

液態(tài)排渣煤粉爐trk=380~420℃

固態(tài)排渣煤粉爐對于Atrk=250~300℃

對于W、ptrk=380~400℃

對于Htrk=300~400℃

油、氣爐trk=200~300℃HIT空氣預熱器-分類間壁式再生式板式管式鋼管玻璃管鑄鐵管受熱面回轉風罩回轉立式臥式垂直軸水平軸HIT管式空氣預熱器-鋼管（立式）1管子2上管板3膨脹節(jié)4空氣連通罩5中間管板6下管板7構架8框架結構：支撐：密封：管箱

HIT管式空氣預熱器-鋼管（立式）膨脹節(jié)在上管板處的連接結構2防止熱空氣漏入煙氣3防止冷空氣漏入煙道空預器由多個管箱組成，以利運輸、安裝。管箱間用膨脹節(jié)密封HIT管式空氣預熱器-鋼管（立式）-結構尺寸d：40、51mm

壁厚：1.2-1.5mm相鄰管孔間隙：≥10mmS1/d：1.5-1.9

S2/d：1.0-1.2管板厚：上:10-20mm

中：5-10mm

下：20-26mm管箱高度：d=51mm時，≤8md=40mm時，≤

5m

Wy=10-14m/s

Wk=(0.45～0.55)Wy

（通道數(shù)和進風方式）HIT管式空氣預熱器-鋼管（立式）-布置HIT管式空氣預熱器-鋼管（立式）-布置trk＜270℃單級布置（一級鋼管空預器）trk＞270℃雙級鋼管空預器

a單面進風雙級布置b雙面進風雙級布置c一二次空氣分別加熱的雙級布置HIT管式空氣預熱器-鋼管（臥式）結構：煙氣-管外，空氣-管內

d=38-42mmS同省煤器速度：Wy=8-12m/s；

Wk=6-10m/s優(yōu)點：tb臥=tb立+(10～30)℃

減輕低溫腐蝕，腐蝕后只更換下幾排管應用：燃用多硫重油配合鋼珠吹灰。HIT管式空氣預熱器-鑄鐵管1鑄鐵管2墻板3構架4出口風罩HIT管式空氣預熱器-鑄鐵管結構：橢圓形截面，內外均有肋片，煙氣管外流動，空氣管內縱向沖刷，各管之間通過管子端部小孔用螺栓連接。優(yōu)點：耐腐蝕和磨損缺點：笨重，漏風較大應用：燃用含硫燃料且排煙溫度較低時，用作第一級空預器，對付低溫腐蝕。HIT管式空氣預熱器-玻璃管臥式立式管箱清灰設備HIT管式空氣預熱器-玻璃管結構：同鋼管空預器，臥式和立式布置，管子為玻璃管，d=40-51mm，L=2-4。管子與管板通過密封裝置連接，管箱中裝有一些鋼管以增強剛性并支撐管板。臥式布置時管束上部裝有2-3排保護鋼管以供檢修與清灰需要。應用：燃用高硫燃料，在玻璃管空預器中先將空氣加熱到80-90℃，再送入鋼管空預器，可避免鋼管空預器的煙氣低溫腐蝕。效果：使燃用高硫重油鍋爐的排煙溫度降為125-130℃，可↑鍋爐效率(2.5-3)%。HIT空氣預熱器-分類間壁式再生式板式管式鋼管玻璃管鑄鐵管受熱面回轉風罩回轉立式臥式垂直軸水平軸√√√√√√√HIT回轉式空氣預熱器應用：大型鍋爐，可解決大型鍋爐尾部受熱面布置困難問題。原理：再生傳熱。分類：布置方式：垂直軸/水平軸，按部件旋轉方式：受熱面旋轉/風罩旋轉。HIT回轉式空氣預熱器-受熱面旋轉、垂直軸

預熱器總體結構受熱面板型受熱面組件空預器.aviHIT回轉式空氣預熱器-受熱面旋轉、垂直軸

組成：由軸、轉子、外殼、傳動裝置和密封裝置。

轉子：用隔板分成一系列小倉格，倉格中布滿用0.5-1.25mm鋼板制成的受熱面。扇形倉分度有15、30度兩種。轉子由上、下軸承支持，軸承固定在橫梁上?？捎孟螺S承承重，也可由上軸承承重。

外殼：由外殼圓筒、上下端板和上下扇形板組成，上下端板留有煙風通道的開孔以備和煙風道相接，中間是裝有上下扇形板的密封區(qū)。在預熱器的整個截面上煙氣流通截面積占(40-50)%，空氣流通截面積占(30-45)%。密封區(qū)約為(8-17)%。

傳動裝置：電動機經減速器帶動轉子以1.5-4r/min的速度轉動。HIT回轉式空氣預熱器的傳動銷鏈回轉式空氣預熱器-受熱面旋轉、垂直軸

HIT受熱面:分高溫段和低溫段。高溫段:由齒狀波形板和波形板組成，相隔排列，前者兼起定位作用以保持板間距，高溫段受熱面?zhèn)鳠嵝阅芎茫鲃幼枇m當;低溫段：由平板和齒形波形板組成，通道較大以便減少積灰，為延長因腐蝕而損壞的期限，采用較厚鋼板?；剞D式空氣預熱器-受熱面旋轉、垂直軸HIT漏風與密封：徑向密封環(huán)向密封軸向密封：回轉式空氣預熱器-受熱面旋轉、垂直軸HIT回轉式空氣預熱器-受熱面旋轉、水平軸

受熱面旋轉的垂直軸回轉式空氣預熱器尺寸增大后，裝有轉子軸承的支承梁負重過重，構架將顯著增大。優(yōu)點：轉子重量可直接由支架傳到地基上，構架較小，且煙氣道和空氣道也便于布置。雙圓盤結構單圓盤結構1空氣2煙氣HIT回轉式空氣預熱器-風罩旋轉HIT回轉式空氣預熱器-優(yōu)點節(jié)省鋼材，約1/3；結構緊湊，節(jié)省場地，和其他受熱面分開布置;蓄熱板處tb高，腐蝕慢，腐蝕不太影響漏風。漏風量大結構復雜需電動機及傳動結構，耗電。優(yōu)點缺點可以單獨使用，也可和管式空預器聯(lián)用。當trk＞320～350℃時，高溫段管式，低溫段回轉式。HIT5.3尾部受熱面的布置

單級和雙級布置雙級布置吸熱量分配方案HIT尾部受熱面的布置-單級省煤器+空預器（管式或回轉式）簡單

HIT尾部受熱面的布置-雙級鍋爐本體和鍋爐房的外形尺寸，特別是高度增加；對流煙井的結構復雜化；增大省煤器受熱面、連接管道以及風道等；空預器的運行可靠性降低。HIT尾部受熱面的布置trk低時采用單級布置管式：trk≤260-280℃

回轉式:trk≤320-350℃單級和雙級布置的選擇Trk高時采用雙級級布置管式：trk>260-280℃

回轉式:trk>320-350℃HIT尾部受熱面的布置為什么雙級？煙氣流量＞空氣流量煙氣的熱容量＞（近似相等）空氣熱容量trk較高時，空氣出口溫壓更小，平均溫壓將較小，受熱面面積將很龐大，很不經濟。當trk高到一定程度時，出口溫壓有可能是零，只用單級空預器不可能把空氣預熱到更高的溫度。HIT尾部受熱面的布置在燃用干燃料時在燃用水分較大的燃料時，對于對于最小單級空氣預熱器的最高預熱空氣溫度HIT對于干燃料

=110、120,130℃時，=280、330、380℃在燃用水分較大的燃料時，℃,℃尾部受熱面的布置-單級單級空氣預熱器的最高預熱空氣溫度

HIT尾部受熱面的布置-熱量分配雙級配合時，如何分配各級空預器和省煤器吸熱量？

HITsmIIkyIIsmIkyItlktrktgs尾部受熱面的布置-熱量分配HIT總熱量的分配尾部受熱面煙氣側總有效利用熱：兩級空氣預熱器總吸收熱：則兩級省煤器總吸收熱：

smIIkyIIsmIkyItlktrktgs尾部受熱面的布置-熱量分配HITsmIIkyIIsmIkyIt