過(guò)熱器培訓(xùn)教材

過(guò)熱器培訓(xùn)教材一、概述過(guò)熱器是把飽和蒸汽加熱到額定過(guò)熱溫度的鍋爐受熱面部件。按傳熱方式，過(guò)熱器可分為對(duì)流、半輻射和輻射三種型式。按結(jié)構(gòu)，過(guò)熱器可分為蛇形管式、屏式、壁式和包墻管式四種。隨著蒸汽參數(shù)的提高，過(guò)熱蒸汽及再熱蒸汽的吸熱量占工質(zhì)總吸熱量的比例越來(lái)越高，亞臨界機(jī)組已達(dá)50％以上（如表2-5-1）。表2-5-1工質(zhì)吸熱分配份額過(guò)熱蒸汽壓力（MPa）給水溫度（℃）過(guò)熱蒸汽溫度（℃）再熱蒸汽溫度（℃）工質(zhì)吸熱分配份額加熱份額蒸發(fā)份額過(guò)熱份額再熱份額3．831504500．1630．6400．1979．822155400．1930．5360．27213．742405555500．2130．3140．2990．17416．692605555550．2290．2640．3490．158因此，過(guò)熱器受熱面在鍋爐總受熱面中占很大比例。為此過(guò)熱器布置區(qū)域不僅從水平煙道前伸到爐膛內(nèi)，并還向后延至鍋爐尾部煙道。二、過(guò)熱器工作特點(diǎn)1）由于過(guò)熱器的出口處工質(zhì)已達(dá)到較高溫度（本鍋爐571℃），所以過(guò)熱器的許多部分，特別是它們的末端部分需要采用價(jià)格較高的合金鋼。通常為降低鍋爐造價(jià)，盡量避免采用更高級(jí)的合金鋼，設(shè)計(jì)時(shí)，幾乎使各級(jí)過(guò)熱器金屬管子的工作溫度都接近極限溫度。為使過(guò)熱器安全運(yùn)行，必須注意保持汽溫穩(wěn)定，波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)±5℃。2）整個(gè)過(guò)熱器的阻力，即工質(zhì)壓降不能太大。因大部分過(guò)熱器都布置在較高煙溫區(qū)域，為了使管子得到較好的冷卻，就得使管內(nèi)工質(zhì)有較高的流速。工質(zhì)流速越高，阻力越大，工質(zhì)的壓降就會(huì)越大。對(duì)于過(guò)熱器，工質(zhì)壓降越大，要求給水壓力越高，除給水泵功率消耗增大外，省煤器、水冷壁等承壓部件壁厚就需要增大，它們的材料和制造成本就會(huì)提高。因此，一般要求整個(gè)過(guò)熱器內(nèi)工質(zhì)的壓降不超過(guò)其工作壓力的10％。本鍋爐過(guò)熱器在BMCR工況下壓降為1.41MPa。3）過(guò)熱器出口蒸汽溫度隨負(fù)荷的改變而變化。這是由于過(guò)熱器是組合式的，既有對(duì)流傳熱又有輻射傳熱，但總體上是以對(duì)流傳熱為主，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，受熱面管外煙氣流速和管內(nèi)工質(zhì)流速都將發(fā)生變化，管內(nèi)外的對(duì)流放熱系數(shù)隨著改變，導(dǎo)致管內(nèi)蒸汽吸熱量改變。4）在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火或汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，過(guò)熱器中沒(méi)有或只有少量蒸汽通過(guò)，管壁會(huì)由于得不到冷卻而產(chǎn)生爆管或燒損。為此，必須采取控制煙氣溫度等有效措施，用來(lái)保障在啟動(dòng)或汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)過(guò)熱器的安全。三、過(guò)熱汽溫的調(diào)節(jié)直流鍋爐中，過(guò)熱汽溫的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)給水量與燃料量的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際運(yùn)行中鍋爐負(fù)荷的變化，給水溫度、燃料品質(zhì)、爐膛過(guò)量空氣系數(shù)以及受熱面結(jié)渣等因素的變化，對(duì)過(guò)熱汽溫變化均有影響。對(duì)燃煤鍋爐而言，控制燃料量是較為粗糙的，這就迫使除了采用煤水比（B/G）作為粗調(diào)的調(diào)節(jié)手段外，還必須采用蒸汽管道上設(shè)置噴水減溫器作為細(xì)調(diào)的調(diào)節(jié)手段。在直流鍋爐運(yùn)行中，為了維持鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度的穩(wěn)定，通常在過(guò)熱區(qū)段中取一溫度測(cè)點(diǎn)，將它固定在相應(yīng)的數(shù)值上，這就是通常所謂的中間點(diǎn)溫度。實(shí)際上把中間點(diǎn)至過(guò)熱器出口之間的過(guò)熱區(qū)段固定，相當(dāng)于汽包爐固定過(guò)熱器區(qū)段情況相似。在過(guò)熱汽溫調(diào)節(jié)中，中間點(diǎn)溫度實(shí)際是與鍋爐負(fù)荷有關(guān)，中間點(diǎn)溫度與鍋爐負(fù)荷存在一定的函數(shù)關(guān)系，那么鍋爐的燃水比（B/G）按中間點(diǎn)溫度來(lái)調(diào)整，中間點(diǎn)至過(guò)熱器出口區(qū)段的過(guò)熱汽溫變化主要靠噴水來(lái)調(diào)節(jié)。四、過(guò)熱器系統(tǒng)后煙井頂棚及后墻包墻管屏式過(guò)熱器末級(jí)過(guò)熱器頂棚過(guò)熱器后煙井前墻包墻管后煙井中隔墻側(cè)包墻過(guò)熱器本鍋爐過(guò)熱器后煙井頂棚及后墻包墻管屏式過(guò)熱器末級(jí)過(guò)熱器頂棚過(guò)熱器后煙井前墻包墻管后煙井中隔墻側(cè)包墻過(guò)熱器一級(jí)噴水減溫器二級(jí)噴水減溫器一級(jí)過(guò)熱器一級(jí)噴水減溫器二級(jí)噴水減溫器一級(jí)過(guò)熱器圖2-5-1過(guò)熱器流程圖1）頂棚過(guò)熱器頂棚過(guò)熱器布置在爐膛、水平煙道頂部，由外徑為φ219mm的頂棚入口集箱引出192根φ63.5mm、材料為SA－213T12、節(jié)距為115mm的管子組成，管子之間焊接6mm厚的扁鋼，另一端接至外徑為φ219mm頂棚出口集箱。2）包墻過(guò)熱器頂棚出口集箱同時(shí)與后煙道前墻和后煙道頂棚相接，后煙道頂棚轉(zhuǎn)彎下降形成后煙道后墻，后煙道前、后墻與后煙道下部環(huán)形集箱相接，并連接后煙道兩側(cè)包墻。側(cè)包墻出口集箱的24根φ168mm引出管與后煙道中間隔墻入口集箱相接，隔墻向下引至隔墻出口集箱，隔墻出口集箱與一級(jí)過(guò)熱器相連。除煙道隔墻的管徑為φ57mm外，煙道包墻的其余管子外徑均為φ44.5mm。3）一級(jí)過(guò)熱器一級(jí)過(guò)熱器（如圖2-6-1）布置于尾部雙煙道中的后部煙道中，由3段水平管組和1段立式管組組成，第1、2段水平過(guò)熱器沿爐寬布置190片、橫向節(jié)距為115mm，每片管組由4根φ57×8mm、材料為SA－213T12的管子繞成。至第3段水平過(guò)熱器，管組變?yōu)?5片，橫向節(jié)距為230mm，每片管組由8根φ51×6.6mm、材料為SA－213T12的管子繞成，立式一級(jí)過(guò)熱器采用相同的管子和節(jié)距，并引至出口集箱。4）屏式過(guò)熱器屏式過(guò)熱器（如圖2-6-2）布置在上爐膛，沿爐寬方向共有30片管屏，管屏間距為690mm。每片管屏由28根并聯(lián)管彎制而成，管子的直徑為φ38mm，根據(jù)管子的壁溫不同，入口段材質(zhì)為SA－213T91，外圈管及出口段采用SA－213TP347H。5）末級(jí)過(guò)熱器末級(jí)過(guò)熱器（如圖2-6-3）位于折焰角上方，沿爐寬方向排列共30片管屏，管屏間距為690mm。每片管組由20根管子繞制而成，管子的直徑為φ44.5mm，材質(zhì)為SA－213T91。蒸汽在末級(jí)過(guò)熱器中加熱到額定參數(shù)后，經(jīng)出口集箱和主蒸汽導(dǎo)管進(jìn)入汽輪機(jī)。6）減溫器一級(jí)噴水減溫器裝在一級(jí)過(guò)熱器和屏式過(guò)熱器之間的管道上，外徑為φ508mm，壁厚為84mm，材料為SA－335P12。二級(jí)噴水減溫器裝在屏式過(guò)熱器和末級(jí)過(guò)熱器之間的管道上，外徑為φ508mm，壁厚為68mm，材料為SA－335P91。五、過(guò)熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為消除蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)產(chǎn)生的熱力偏差，過(guò)熱器各段進(jìn)出口集箱采用多根小口徑連接管連接，并進(jìn)行左右交叉，保證蒸汽的充分混合。過(guò)熱器采用二級(jí)噴水減溫裝置，且左右能分別調(diào)節(jié)。可保證過(guò)熱器兩側(cè)汽溫差小于5℃。過(guò)熱器管排根據(jù)所在位置的煙溫留有適當(dāng)?shù)膬艨臻g距，用以防止受熱面積灰搭橋或形成煙氣走廊，加劇局部磨損。處于吹灰器有效范圍內(nèi)的過(guò)熱器的管束設(shè)有耐高溫的防磨護(hù)板，以防吹損管子。在屏式過(guò)熱器底端的管子之間安裝膜式鰭片（如圖2-6-4）來(lái)防止單管的錯(cuò)位、出列，保證管排平整，有效抑制了管屏結(jié)焦和掛渣，同時(shí)方便吹灰器清渣。屏式過(guò)熱器和末級(jí)過(guò)熱器在入口和出口段的不同高度上，由若干根管彎成環(huán)繞管（如圖2-6-4）。環(huán)繞管貼緊管屏表