空氣預(yù)熱器,省煤器

第十一章省煤器與空氣預(yù)熱器第一節(jié)省煤器第二節(jié)空氣預(yù)熱器第三節(jié)尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕§1省煤器一、省煤器的作用和分類

㈠省煤器的作用㈡省煤器的分類二、鋼管式省煤器

㈠鋼管式省煤器的結(jié)構(gòu)及工作原理㈡省煤器的布置㈢省煤器的支吊方式鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)圖§1省煤器一、省煤器的作用和分類

㈠省煤器的作用省煤器是利用鍋爐尾部煙道中煙氣的熱量來(lái)加熱給水的一種熱交換器。其在鍋爐中的主要作用是：⑴節(jié)省燃料。在鍋爐尾部煙道中裝設(shè)省煤器，降低排煙溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐效率；⑵降低了鍋爐造價(jià)。給水在進(jìn)入蒸發(fā)受熱面之前，先在省煤器內(nèi)加熱，這樣就減少了水在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的吸熱量。因此采用價(jià)格較低的省煤器來(lái)代替部分造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面，從而降低了鍋爐造價(jià)。⑶改善了汽包的工作條件。采用省煤器，提高了進(jìn)入汽包的給水溫度，減少了給水與汽包壁的溫度差，也降低了因溫度差而引起的熱應(yīng)力，因此改善了汽包的工作條件，處長(zhǎng)了使用壽命?！?省煤器一、省煤器的作用和分類㈡省煤器的分類⒈按出口工質(zhì)狀態(tài)的不同分為：沸騰式（中、小型鍋爐）非沸騰式（大型鍋爐）⒉按所用材料的不同分為：

鋼管式（體積小、重量輕、布置自由、價(jià)格低廉，易受氧腐蝕，給水必須除氧，用于任何壓力、容量的鍋爐）鑄鐵式（耐磨損、耐腐蝕，但不能承受高壓和沖擊，故只用于低壓小容量鍋爐）二、鋼管式省煤器㈠鋼管式省煤器的結(jié)構(gòu)及工作原理

大容量、高參數(shù)鍋爐均采用鋼管式省煤器，煙氣與水逆向流動(dòng)，增加傳熱溫差，提高傳熱效果。鋼管式省煤器的結(jié)構(gòu)如圖11-1所示。

§1省煤器鋼管式省煤器的結(jié)構(gòu)及布置

鋼管式省煤器的管子結(jié)構(gòu)鋼管式省煤器通常采用光管，也有采用鰭片管式、膜片管式和肋片管式等幾種?！?省煤器二、鋼管式省煤器㈡省煤器的布置省煤器按蛇形管在煙道中的布置方式有縱向布置和橫向布置兩種。當(dāng)蛇形管的布置方向垂直于爐膛前墻時(shí)稱為縱向布置，如圖11-3（a）所示；當(dāng)蛇形管的布置方向平行于爐膛前墻時(shí)稱為橫向布置，如圖11-3（b）、（c）所示。省煤器縱向布置支吊簡(jiǎn)單，并列管子數(shù)目多，水的流速低，流動(dòng)阻力小。但這種布置方式的蛇形管都要穿過(guò)后墻，煙氣進(jìn)入尾部煙道時(shí)灰粒多集中在后墻側(cè)，會(huì)造成全部蛇形管嚴(yán)重的局部磨損，檢修時(shí)需更換全部磨損管段。省煤器橫向布置管子較長(zhǎng)，支吊復(fù)雜，并列管子數(shù)目少，水的流速高，流動(dòng)阻力大；磨損較輕，因?yàn)槟p的只是靠近后墻的少數(shù)幾根蛇形管。§1省煤器二、鋼管式省煤器㈡省煤器的布置省煤器按蛇形管在煙道中的布置方式有縱向布置和橫向布置兩種。當(dāng)蛇形管的布置方向垂直于爐膛前墻時(shí)稱為縱向布置，如圖11-3（a）所示；當(dāng)蛇形管的布置方向平行于爐膛前墻時(shí)稱為橫向布置，如圖11-3（b）、（c）所示。省煤器縱向布置支吊簡(jiǎn)單，并列管子數(shù)目多，水的流速低，流動(dòng)阻力小。但這種布置方式的蛇形管都要穿過(guò)后墻，煙氣進(jìn)入尾部煙道時(shí)灰粒多集中在后墻側(cè)，會(huì)造成全部蛇形管嚴(yán)重的局部磨損，檢修時(shí)需更換全部磨損管段。省煤器橫向布置管子較長(zhǎng)，支吊復(fù)雜，并列管子數(shù)目少，水的流速高，流動(dòng)阻力大；磨損較輕，因?yàn)槟p的只是靠近后墻的少數(shù)幾根蛇形管。§1省煤器二、鋼管式省煤器㈡省煤器的布置省煤器可以采用水流方向與鍋爐前墻垂直（縱向布置）或平行（橫向布置）兩種布置方式；且可以采用錯(cuò)列布置和順列布置?？v向布置：管子短而多，水流速小，便于懸吊，轉(zhuǎn)向室后墻位置所有的管子都磨損嚴(yán)重；檢修時(shí)需更換全部磨損管段。橫向布置：管子少，流速高，流動(dòng)阻力大；只有幾根管子受到磨損；管子較長(zhǎng)，支吊復(fù)雜。錯(cuò)列布置：磨損大，換熱系數(shù)大；順列布置：磨損輕，換熱差。

省煤器的布置省煤器的支吊方式——省煤器的支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖省煤器的支吊方式有：支撐結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)：省煤器蛇形管通過(guò)固定支架（又稱支桿）支撐在支撐梁上，支撐梁再支撐在鍋爐鋼架上。為了防止布置在煙道內(nèi)的支撐梁變形和燒壞，支撐梁的空心內(nèi)部通冷空氣冷卻，外部用絕熱保溫材料包裹。省煤器的支吊方式——省煤器的懸吊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖省煤器的支吊方式有：支撐結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代大型電廠鍋爐省煤器的支吊方式通常采用懸吊結(jié)構(gòu)，如圖11-5所示。一般以置于煙道內(nèi)的省煤器出口聯(lián)箱的引出管做懸吊管，同時(shí)也是垂直煙道中再熱器和低溫對(duì)流過(guò)熱器的懸吊管。省煤器聯(lián)箱置于煙道內(nèi)的最大優(yōu)點(diǎn)是大大減少了因蛇形管穿墻造成的漏風(fēng)，但檢修不便。㈣省煤器引出管與汽包的連接省煤器引出管與汽包的連接處加裝了保護(hù)套管（如圖11-6所示），目的是防止其連接處產(chǎn)生溫差熱應(yīng)力或金屬疲勞，長(zhǎng)時(shí)間將導(dǎo)致汽包壁產(chǎn)生裂紋，危及汽包安全?！?省煤器三、省煤器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問(wèn)題㈠省煤器中水的流速?gòu)陌踩?jīng)濟(jì)考慮，省煤器中水的流速應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)。若水速過(guò)高，使流動(dòng)阻力過(guò)大，造成省煤器的壓降過(guò)大，給水泵的電耗增大，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。一般規(guī)定中壓鍋爐的壓降不超過(guò)汽包壓力的8%，高壓鍋爐的壓降不超過(guò)汽包壓力的5%。根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐，沸騰式省煤器中水流速度應(yīng)大于1m/s，非沸騰式省煤器中水流速度應(yīng)大于0.5m/s。§1省煤器三、省煤器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問(wèn)題㈡省煤器管外煙氣流速高的煙速可增強(qiáng)傳熱，節(jié)省受熱面。但管子的磨損也較嚴(yán)重，同時(shí)還增加了風(fēng)機(jī)耗電量；反之，過(guò)低的煙速，不僅傳熱性能較差，還會(huì)導(dǎo)致管子嚴(yán)重積灰。因此，煙氣流速一般在7～13m/s的范圍內(nèi)選取。§1省煤器四、省煤器的啟動(dòng)保護(hù)如圖11-7所示為省煤器的再循環(huán)管示意圖。當(dāng)鍋爐點(diǎn)火、停爐和其他原因間斷給水或停止給水時(shí)，省煤器內(nèi)的水不流動(dòng)，省煤器就得不到冷卻，會(huì)使管壁超溫而損壞，因此，省煤器在鍋爐啟動(dòng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行保護(hù)。其方法是在省煤器進(jìn)口與汽包下部或下降管之間裝設(shè)不受熱的再循環(huán)管，管道上裝有再循環(huán)門(mén)，如圖11-7所示。當(dāng)給水中斷時(shí)，開(kāi)啟省煤器再循環(huán)門(mén)，就在汽包→再循環(huán)管→省煤器→汽包之間形成循環(huán)回路，使省煤器管壁得到不斷的冷卻。

鍋爐給水示意圖MMMM汽包省煤器汽機(jī)給水泵來(lái)鍋爐給水首先被引至尾部煙道省煤器進(jìn)口集箱兩側(cè)，逆流向上經(jīng)過(guò)水平布置的螺旋鰭片管式省煤器管組進(jìn)入省煤器出口集箱，通過(guò)省煤器引出管從汽包A側(cè)封頭進(jìn)入汽包。

給水系統(tǒng)----省煤器再循環(huán)汽包省煤器省煤器再循環(huán)門(mén)給水省煤器再循環(huán)示意圖省煤器入口和汽包之間安裝省煤器再循環(huán)門(mén)的目的是為了保護(hù)省煤器的安全。因?yàn)楫?dāng)鍋爐點(diǎn)火、停爐和其他原因停止給水時(shí)，省煤器內(nèi)的水不流動(dòng)，省煤器就得不到冷卻，會(huì)使管壁超溫而損壞，當(dāng)給水中斷時(shí)，開(kāi)啟省煤器再循環(huán)門(mén)，就在汽包→再循環(huán)管→省煤器→汽包之間形成循環(huán)回路，使省煤器管壁得到不斷的冷卻。省煤器再循環(huán)在鍋爐低負(fù)荷階段為了防止省煤器干燒，汽水系統(tǒng)設(shè)置了兩根省煤器再循環(huán)管道。再循環(huán)管從＃1和＃11下降管引出，進(jìn)入省煤器進(jìn)口聯(lián)箱。鍋爐點(diǎn)火時(shí)，使省煤器管內(nèi)保持一定的流通，防止省煤器內(nèi)的水因流量小而汽化，以保護(hù)省煤器，防止其過(guò)熱。鍋爐開(kāi)始上水前，(尤其是在機(jī)組進(jìn)行溫態(tài)、熱態(tài)及及熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)），為防止低溫的補(bǔ)水直接進(jìn)入下聯(lián)箱，使水冷壁和下聯(lián)箱承受較大的熱應(yīng)力，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉省煤器再循環(huán)閥。當(dāng)汽包的壓力達(dá)到8.23MPa時(shí)，應(yīng)關(guān)閉省煤器再循環(huán)閥。當(dāng)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，如果開(kāi)啟省煤器再循環(huán)閥會(huì)對(duì)鍋爐的水循環(huán)造成破壞，因此，平時(shí)運(yùn)行時(shí)禁止開(kāi)啟該閥。㈠空氣預(yù)熱器的作用⑴降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率，節(jié)省燃料。⑵改善燃料的著火條件，降低不完全燃燒熱損失q3和q4。⑶節(jié)約金屬，降低造價(jià)。⑷改善引風(fēng)機(jī)的工作條件，也降低了引風(fēng)機(jī)的電耗。㈡空氣預(yù)熱器的分類傳熱式：管式空氣預(yù)熱器蓄熱式：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器

受熱面轉(zhuǎn)動(dòng)式（如容克回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器）

風(fēng)罩轉(zhuǎn)動(dòng)式（如羅特繆勒式空氣預(yù)熱器）§2空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是利用鍋爐尾部煙氣的余熱來(lái)加熱燃料燃燒所需空氣的一種熱交換器?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器有水平軸和垂直軸兩種，多用垂直軸?！?空氣預(yù)熱器二、管式空氣預(yù)熱器㈠管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程管式空氣預(yù)熱器按管子放置方面的不同有立管式（燃煤鍋爐用）和橫管式（燃油鍋爐用）兩種。

管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)，如圖11-8所示。

管式空氣預(yù)熱器是由許多互相平行的簿壁鋼管、管板、空氣連通罩、導(dǎo)流板、墻板等部件組成。在管式空氣預(yù)熱器中，由于煙氣是在管內(nèi)縱向沖刷管壁，故傳熱較差。為了加強(qiáng)傳熱和防止堵灰，采用適當(dāng)高的煙氣流速（一般為10～14m/s）。而空氣是在管外作橫向沖刷錯(cuò)列管束，傳熱效果較好，但流動(dòng)阻力大。為了減小阻力，一般取空氣流速為煙氣流速的45%～55%。管式空氣預(yù)熱器一般都做成若干個(gè)管箱，然后組裝成空氣預(yù)熱器整體。為使結(jié)構(gòu)緊湊和增強(qiáng)傳熱，采用小管經(jīng)、小節(jié)距、管子錯(cuò)列排列，煙氣由上向下從管內(nèi)縱向流過(guò)，空氣在管外橫向沖刷，煙氣的熱量通過(guò)管壁連續(xù)地傳給空氣。為了能使空氣多次交叉流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)逆流傳熱，在管箱內(nèi)可加裝中間管板（厚度在10mm以下），中間管板用夾環(huán)固定在個(gè)別管子上?？諝忸A(yù)熱器的重量通過(guò)下管板支撐在框架上，框架再支撐在鍋爐鋼架上。在鍋爐運(yùn)行時(shí)，空氣預(yù)熱器的管箱、外殼及鍋爐鋼架由于溫度和材料等不同，膨脹量也不同（管箱最大，外殼次之，鍋爐鋼架最?。Ｒ虼?，在上管板和外殼之間，外殼和鍋爐鋼架之間裝有簿鋼板制成的波形膨脹補(bǔ)償器（如圖11-9所示）用以補(bǔ)償各部分的相對(duì)膨脹量，保證各部分的相對(duì)位移和防止連接處的漏風(fēng)。管式空氣預(yù)熱器的布置按進(jìn)風(fēng)方式分為單面進(jìn)風(fēng)和雙面進(jìn)風(fēng)；按空氣流程分為單通道和多通道。通道越多，越能得到良好的傳熱效果（因?yàn)樵浇咏媪鱾鳠幔?，但?huì)造成流動(dòng)阻力增大。圖11-10所示為幾種典型的布置方式。為了防止空氣預(yù)熱器的低溫段受熱面腐蝕，有的部分采用玻璃管，其中一般有10%的鋼管作為支撐。玻璃管空氣預(yù)熱器的主要特點(diǎn)是耐腐蝕，積灰輕，但強(qiáng)度差，熱阻大。⑴傳熱面密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同體積內(nèi)，回轉(zhuǎn)式可布置的受熱面面積是管式預(yù)熱器的6～8倍。；⑵總重量輕；⑶布置靈活方便；⑷受熱面金屬溫度高，低溫腐蝕輕；⑸漏風(fēng)量較大，對(duì)密封結(jié)構(gòu)要求較高，8%～10%；⑹結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝高，運(yùn)行維護(hù)檢修復(fù)雜，工作量大?！?空氣預(yù)熱器特點(diǎn)：三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器⑴傳熱面密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同體積內(nèi)，回轉(zhuǎn)式可布置的受熱面面積是管式預(yù)熱器的6～8倍。；⑵總重量輕；⑶布置靈活方便；⑷受熱面金屬溫度高，低溫腐蝕輕；⑸漏風(fēng)量較大，對(duì)密封結(jié)構(gòu)要求較高，8%～10%；⑹結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝高，運(yùn)行維護(hù)檢修復(fù)雜，工作量大?！?空氣預(yù)熱器特點(diǎn)：三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器有水平軸和垂直軸兩種，多用垂直軸；回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部件不同分為受熱面旋轉(zhuǎn)和風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)兩種?！?空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒型轉(zhuǎn)子、固定外殼、傳動(dòng)裝置和密封裝置等組成。轉(zhuǎn)子（即受熱面）被分為許多倉(cāng)格，里面裝有蓄熱板，扇形頂和底板將轉(zhuǎn)子分為煙氣通道和空氣通道。當(dāng)受熱處于煙氣側(cè)時(shí)，蓄熱板吸收煙氣熱量，并將熱量積蓄起來(lái)，等到轉(zhuǎn)至空氣側(cè)時(shí)，蓄熱板再把儲(chǔ)存的熱量放給空氣，自身溫度降低。受熱面不斷旋轉(zhuǎn)，熱量便不斷從煙氣傳給空氣，空氣得到加溫，煙氣得到冷卻，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，完成一次熱交換過(guò)程。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器§2空氣預(yù)熱器受熱面波形板裝于圓形筒體內(nèi)，圓形筒體被鋼板分隔成若干個(gè)扇形倉(cāng)格，每個(gè)扇形倉(cāng)格內(nèi)裝滿由金屬薄板制成的波形板組件，波形板組件稱為預(yù)熱器蓄熱板。蓄熱板一般由厚度0.5～1.25mm薄鋼板軋制成波形板和定位板，并要求板上斜波紋與氣流方向成30°夾角，以使增強(qiáng)氣流擾動(dòng)而改善傳熱效果?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中煙氣通道一般占總受熱面積的50%，空氣通道占總面積的30%～40%，其余部分為密封區(qū)，用以防止漏風(fēng)。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器國(guó)內(nèi)電站鍋爐多數(shù)采用受熱面旋轉(zhuǎn)式的空氣預(yù)熱器，正常運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)速一般為1.17r/min，轉(zhuǎn)速變化范圍為0.25-1.23r/min?！?空氣預(yù)熱器三分倉(cāng)式受熱面轉(zhuǎn)動(dòng)空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)由三對(duì)扇形板形成的密封區(qū)將受熱面分為一次風(fēng)通道、二次風(fēng)通道和煙氣通道。每個(gè)密封區(qū)所占角度為15°，一次風(fēng)通道所占角度35°，二次風(fēng)通道為115°，煙氣通道為165°。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器原理⑴外殼由筒體（一般為八邊形筒體）、上下端板和上下扇形板等組成?？諝忸A(yù)熱器的重量通過(guò)立柱傳給鍋爐鋼架?？諝忸A(yù)熱器采用三分倉(cāng)結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子橫截面被扇形板分隔成煙氣、一次風(fēng)和二次風(fēng)三個(gè)流通區(qū)，如圖11-14所示。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器⑵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子（即受熱面）是裝載傳熱元件并能旋轉(zhuǎn)的圓柱形部件，主要包括中心筒、端軸、外圓筒、隔板和傳熱元件等。中心筒的上下端分別與導(dǎo)向端軸和支撐端軸連接，各端軸處設(shè)置有軸承結(jié)構(gòu)。傳熱元件由厚度為0.51.25mm的薄鋼板軋制成的波形板和定位板。如圖11-16所示，分成高溫段和低溫段兩種。波紋板的斜紋應(yīng)與氣流方向成30°角，且兩板的波紋順向相同。

三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器傳熱元件盒空預(yù)器支撐軸承空氣預(yù)熱器原理⑶密封裝置主要有徑向密封、軸向密封和旁路密封等組成。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器徑向密封漏風(fēng)量最大，占總量的2/3。徑向密封片如圖11-17所示。徑向密封的作用是防止和減少空氣沿轉(zhuǎn)子的上、下端面通過(guò)徑向間隙漏到煙氣區(qū)，同時(shí)還可減少一次風(fēng)沿轉(zhuǎn)子的上下端面通過(guò)徑向間隙漏到二次風(fēng)區(qū)?？諝忸A(yù)熱器原理⑶密封裝置軸向密封如圖11-18所示。軸向密封的作用是防止空氣從密封區(qū)（過(guò)渡區(qū)）轉(zhuǎn)子外側(cè)漏入煙氣區(qū)。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器軸向密封漏風(fēng)量最小。環(huán)向密封漏風(fēng)量居中。環(huán)向密封分為外環(huán)向密封和內(nèi)環(huán)向密封。外環(huán)向密封（即旁路密封）的作用是防止空氣通過(guò)轉(zhuǎn)子外圓筒子的上、下端面漏入外圓筒與外殼之間的間隙后再漏入煙氣通道。內(nèi)環(huán)向密封（即中心密封）的作用是防止空氣通過(guò)軸的上、下端面漏入煙氣通道?！?空氣預(yù)熱器⑷吹灰裝置和清洗裝置為了減輕積灰，在預(yù)熱器煙氣側(cè)上、下端一般均裝設(shè)有吹灰器（運(yùn)行中用過(guò)熱蒸汽或壓縮空氣定期吹灰）和清洗裝置（在不帶負(fù)荷時(shí)，清洗裝置用水沖洗）。三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器原理三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器⒊回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的熱變形回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子熱端溫度高而冷端溫度較低，熱膨脹量熱端比冷端大很多，再加上轉(zhuǎn)子本身的重量，轉(zhuǎn)子就會(huì)發(fā)生“蘑菇狀”變形，即回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的熱變形，如圖11-19所示；轉(zhuǎn)子冷、熱端溫差越大，變形越大?？諝忸A(yù)熱器原理三、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器⒊回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的熱變形回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的熱變形，也使動(dòng)靜間隙在熱態(tài)和冷態(tài)時(shí)不同。對(duì)熱端徑向間隙采用自動(dòng)密封控制系統(tǒng)來(lái)跟蹤轉(zhuǎn)子熱變形，使密封間隙在運(yùn)行中始終維持在規(guī)定范圍內(nèi)的方法，如圖11-20、11-21所示。風(fēng)罩回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器風(fēng)罩回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

一、尾部受熱面的積灰二、尾部受熱面的磨損三、尾部受熱面的低溫腐蝕§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

一、尾部受熱面的積灰在煙溫低于600～700℃的尾部受熱面上，積灰包括松散性積灰和低溫黏結(jié)性積灰兩種情況。由于氣流擾動(dòng)使煙氣中攜帶的一些灰粒沉積到受熱面上時(shí)形成松散性積灰；由于煙氣中硫酸蒸汽在低溫金屬壁面上凝結(jié)，將灰粒粘聚形成低溫黏結(jié)性積灰。㈠積灰及其危害積灰的危害：平均導(dǎo)熱系數(shù)減少，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?，排煙溫度升高，排煙損失增大，鍋爐熱效率降低；堵塞煙道，輕則增加對(duì)流煙道的流動(dòng)阻力，增加引風(fēng)機(jī)電耗，降低出力，嚴(yán)重時(shí)阻礙煙氣正常流動(dòng)，不但會(huì)降低鍋爐出力，甚至可能被迫停爐清灰；堵灰使傳熱減弱，受熱面壁溫降低，從而加速低溫腐蝕過(guò)程。

§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

一、尾部受熱面的積灰㈡影響積灰的因素⒈煙氣流速如圖11-22所示，煙氣流速積灰的影響煙氣流速高，具有較大的動(dòng)能，對(duì)積灰有沖刷作用，所以能減輕積灰。當(dāng)煙氣流速大于（8～

10）m/s時(shí)，管子迎風(fēng)面可不再積灰。⒉飛灰顆粒度飛灰顆粒特性細(xì)，灰易于沉積于受熱面上，大顆?；也坏旧聿灰壮练e下來(lái)，還因其具有較大的動(dòng)能，對(duì)原有積灰層還有沖擊破壞作用。⒊管束結(jié)構(gòu)特性受熱面結(jié)構(gòu)特性順列管束較錯(cuò)列管束積灰嚴(yán)重；大直徑管較小直徑管積灰嚴(yán)重；管子節(jié)距小，積灰后“搭橋”，使積灰更嚴(yán)重；臥式布置的受熱面較立式布置積灰嚴(yán)重。⒋受熱面金屬壁溫的影響煙氣露點(diǎn)低，受熱面金屬壁溫也低，會(huì)使煙氣中的硫酸蒸汽在受熱面上凝結(jié)，將飛灰黏結(jié)在受熱面上，從而形成低溫黏結(jié)性積灰。煙氣流速積灰的影響煙氣流速高，具有較大的動(dòng)能，對(duì)積灰有沖刷作用，所以能減輕積灰?！?尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

一、尾部受熱面的積灰㈢減輕積灰的措施⒈設(shè)計(jì)時(shí)選取合理的煙氣流速。對(duì)燃用固體燃料的鍋爐，為防止運(yùn)行時(shí)煙速降低到2.5～3m/s而發(fā)生堵灰，在額定負(fù)荷時(shí)，煙氣流速不應(yīng)低于6m/s，一般保持在8～10m/s，過(guò)大則會(huì)加劇磨損。⒉采用小管徑、小節(jié)距、錯(cuò)列布置的管束。這種管束可以增強(qiáng)煙氣的沖刷和擾動(dòng)，使積灰減輕。⒊布置高效吹灰裝置，制定合理的吹灰制度。運(yùn)行人員應(yīng)按要求定期吹灰，以減輕受熱面的積灰。

§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

二、尾部受熱面的磨損㈠磨損及其危害磨損：當(dāng)攜帶有灰粒的高速煙氣流過(guò)受熱面時(shí)，灰粒對(duì)受熱面的每次撞擊都會(huì)削去微小金屬屑，使受熱面管壁逐漸變薄，強(qiáng)度逐漸降低的過(guò)程，稱為灰粒對(duì)受熱面的磨損。磨損的特性：受熱面的磨損是不均勻的。⑴從煙道截面上來(lái)看，后墻部位的受熱面磨損要嚴(yán)重些。⑵從管子周界上來(lái)看，第一排管子最大磨損發(fā)生在管子迎風(fēng)面兩側(cè)30o～40o的范圍內(nèi)，第一排以后的在管子兩側(cè)25o～30o的對(duì)稱點(diǎn)上。對(duì)于順列管束，第一排以后的各排管子的磨損集中在60o的對(duì)稱點(diǎn)上。⑶從管排上來(lái)看，錯(cuò)列管束中磨損最嚴(yán)重的是第二排，順列管束第五排磨損嚴(yán)重。⑷當(dāng)煙氣在管內(nèi)縱向沖刷時(shí)（如管式空氣預(yù)熱器），磨損最嚴(yán)重點(diǎn)發(fā)生在管子進(jìn)口約150～200mm長(zhǎng)的不穩(wěn)定流動(dòng)區(qū)域的一段管子內(nèi)。磨損的危害：

長(zhǎng)時(shí)間受到磨損而變薄的管子，由于強(qiáng)度下降將導(dǎo)致泄漏或爆管，直接威脅鍋爐安全運(yùn)行；同時(shí)設(shè)備的可用率降低，停爐更換時(shí)還要耗費(fèi)大量的工時(shí)和鋼材，造成經(jīng)濟(jì)損失。§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

二、尾部受熱面的磨損㈡影響磨損的主要因素⒈煙氣速度：金屬磨損與煙氣速度的3～3.5次方成正比。降低煙氣速度可減輕磨損；但煙氣速度太低，又會(huì)引起積灰，使對(duì)流傳熱效果變差。⒉飛灰濃度：飛灰濃度大，灰粒沖擊受熱面次數(shù)多，磨損加劇。在水平煙道轉(zhuǎn)向豎井煙道的局部和形成“煙氣走廊”的局部飛灰濃度都較高，磨損也嚴(yán)重。⒊灰粒特性：灰粒越粗、越硬及越不規(guī)則，磨損越嚴(yán)重。⒋管束的結(jié)構(gòu)特性：煙氣縱向沖刷時(shí)，比橫向沖刷磨損輕；錯(cuò)列管束比順列管束磨損重。⒌運(yùn)行中的因素：鍋爐負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，燃料消耗量和供應(yīng)空氣量增大，煙氣速度增大，煙氣中飛灰濃度也會(huì)增加，因而飛灰磨損會(huì)加劇。另外，煙道漏風(fēng)，也會(huì)增大煙速，飛灰磨損也會(huì)加劇。如在高溫省煤器處漏風(fēng)系數(shù)每增加0.1，金屬的磨損就會(huì)增大25%。§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

二、尾部受熱面的磨損㈢減輕磨損的措施⒈正確選取煙氣流速，同時(shí)盡量減小速度分布不均勻。如省煤器中煙氣流速不宜超過(guò)9m/s。不允許煙道內(nèi)出現(xiàn)“煙氣走廊”，使煙速分布盡量均勻。⒉加裝防磨裝置。在受熱面管子易受磨損的部位加裝加裝防磨裝置，檢修時(shí)只需更換這些防磨裝置即可。圖11-23、11-24所示分別為省煤器的防磨裝置和管式空氣預(yù)熱器的防磨裝置。⒊搪瓷或涂防磨涂料。在管子外表面搪瓷厚度為0.15～0.3mm，一般壽命可延長(zhǎng)1～2倍。在管子外表面上涂防磨涂料或滲鋁，也可有效防止磨損。⒋采用螺旋鰭片管或肋片管，或者采用膜式省煤器。⒌采用耐磨材料?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器上層蓄熱板容易受到磨損，因此，可采用耐熱、耐磨的鋼材制造，且厚度較大（一般選1mm）。圖11-23省煤器的防磨裝置圖11-24管式空氣預(yù)熱器的防磨裝置§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕⒈幾個(gè)概念⑴煙氣露點(diǎn)（酸露點(diǎn)）：硫酸蒸汽開(kāi)始凝結(jié)的最高溫度。⑵低溫腐蝕：當(dāng)受熱面壁溫低于酸露點(diǎn)時(shí)，煙氣中的硫酸蒸汽凝結(jié)在受熱面上而發(fā)生的強(qiáng)烈腐蝕。⑶低溫黏結(jié)性積灰：由于煙氣中硫酸蒸汽在低溫金屬壁面上凝結(jié)，將灰粒粘聚形成低溫黏結(jié)性積灰?！?尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕⒉低溫腐蝕帶來(lái)的危害⑴凝結(jié)的酸液導(dǎo)致空氣預(yù)熱器管子穿孔，使大量空氣漏入煙氣中，造成爐內(nèi)供風(fēng)不足，燃燒惡化，鍋爐效率降低；⑵腐蝕嚴(yán)重時(shí)，將導(dǎo)致大量受熱面更換，造成經(jīng)濟(jì)損失。⑶低溫腐蝕的同時(shí)也加重堵灰，使煙道流動(dòng)阻力增大，引風(fēng)機(jī)過(guò)載，造成鍋爐出力降低，甚至被迫停爐清灰。§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕3．低溫腐蝕機(jī)理⑴SO2的形成：S+O2→SO2

⑵SO3的形成：SO2+O2→SO3【催化劑】SO2+［O］→SO3【高溫火焰中】⑶SO3+H2O→H2SO4（蒸汽）若tb<tl時(shí)，H2SO4蒸汽凝結(jié)，發(fā)生強(qiáng)烈的腐蝕。4．煙氣露點(diǎn)（酸露點(diǎn)）的確定：5．腐蝕速度主要影響因素凝結(jié)的酸量、硫酸濃度、管壁溫度等。如圖11-25、26所示§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕㈡影響低溫腐蝕的因素⒈煙氣中的三氧化硫含量煙氣中引起低溫腐蝕的硫酸蒸汽主要來(lái)自燃燒反應(yīng)形成的三氧化硫，煙氣中的三氧化硫含量越多，對(duì)受熱面腐蝕越嚴(yán)重。三氧化硫含量增加的因素：⑴燃料中的硫分越多，則煙氣中的三氧化硫含量也越多；⑵火焰溫度高，過(guò)量空氣系數(shù)增加，都會(huì)使火焰中原子氧的含量增加，從而使三氧化硫含量也增加；⑶煙氣流過(guò)對(duì)流受熱面時(shí)，二氧化硫在一些催化劑作用下與煙氣中剩余的氧結(jié)合而生成三氧化硫；⑷當(dāng)煙塵中氧化鐵（Fe2O3）或氧化釩（V2O5）等催化劑含量增加時(shí)，煙氣中三氧化硫量將增加?！?尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕㈡影響低溫腐蝕的因素⒉煙氣露點(diǎn)的高低煙氣露點(diǎn)的越高，低溫腐蝕的范圍越廣，腐蝕越嚴(yán)重。燃料折算硫分越高，燃燒生成的二氧化硫就越多，進(jìn)而三氧化硫也將越多，致使煙氣露點(diǎn)升高。另外，飛灰中的某些成分，如鈣鎂氧化物和磁性氧化鐵（Fe3O4），以及未燃盡的焦炭粒等有吸收或中和煙氣中的硫酸蒸汽，使煙氣露點(diǎn)降低。故煙氣中飛灰含量增加、且飛灰含上述成分又較多時(shí)，則煙氣中三氧化硫量將減小?！?尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕㈡影響低溫腐蝕的因素⒊硫酸濃度和管壁上凝結(jié)的酸量硫酸濃度對(duì)受熱面的腐蝕速度的影響，如圖11-25所示。開(kāi)始凝結(jié)時(shí)影響輕，當(dāng)濃度下降至56%時(shí)，影響最強(qiáng)。⒋受熱面金屬的壁溫圖11-26所示為某煤粉爐尾部受熱面腐蝕速度與受熱面壁溫的關(guān)系。當(dāng)壁溫達(dá)到水露點(diǎn)時(shí)，壁面上的凝結(jié)水膜會(huì)同煙氣中二氧化硫結(jié)合，生成亞硫酸（H2SO3），對(duì)受熱面金屬腐蝕最強(qiáng)烈。此外，煙氣中微量的HCl也會(huì)溶于水膜中，對(duì)受熱面金屬有一定的腐蝕作用，因此，隨著壁溫降低，腐蝕重新加劇。§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕⒈提高空氣預(yù)熱器冷段金屬壁溫，使之高于煙氣露點(diǎn)，以減少硫酸蒸汽的凝結(jié)量。⑴采用暖風(fēng)器，可提高空氣預(yù)熱器進(jìn)口冷空氣的溫度，從而提高冷段壁溫。暖風(fēng)器裝在送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)與空氣預(yù)熱器之間，如圖11-27（a）所示，它是利用汽輪機(jī)抽汽來(lái)加熱空氣的表面式加熱器，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽流量可改變空氣的出口溫度。⑵熱風(fēng)再循環(huán)，是指將空氣預(yù)熱器出口的部分熱空氣送回其入口進(jìn)行再循環(huán)，以提高其入口風(fēng)溫，從而提高預(yù)熱器冷段壁溫。它有兩種方式：①利用送風(fēng)機(jī)再循環(huán)，如圖11-27（b）所示；②利用再循環(huán)風(fēng)機(jī)再循環(huán)，如圖11-27（c）所示。熱風(fēng)再循環(huán)的方法只適合將冷空氣加溫至50～60℃，否則鍋爐排煙溫度升高，會(huì)降低熱效率。⑶采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，在相同條件下，會(huì)比管式預(yù)熱器壁溫高10～15℃，可以減輕低溫腐蝕。㈢減輕低溫腐蝕的措施暖風(fēng)器和熱風(fēng)再循環(huán)§3尾部受熱面的積灰、磨損和低溫腐蝕

三、尾部受熱面的低溫腐蝕⒉減少煙氣中SO3的生成量，既可降低煙氣露點(diǎn)，還會(huì)減少煙氣中硫酸蒸汽的凝結(jié)量，從而減輕受熱面金屬的腐蝕。⑴燃料脫硫——在煤粉制備前可利用重力分離方法分離出煤中的黃鐵礦質(zhì)，從而減少煤中的含硫量。脫硫劑脫硫——去除煙道廢