锅炉原理课件：省煤器空预器

锅炉原理省煤器、空气预热器锅炉原理省煤器、空气预热器尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构31/48目录尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3目录2/48尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3内容1、尾部受热面概述2、尾部受热面的布置3、尾部受热面的工作特点3/48一、尾部受热面的作用和工作特点内容3/48一、尾部受热面的作用和工作特点1、尾部受热面概述在电站锅炉中，锅炉的作用是利用燃料燃烧生成的高温烟气加热水，使之成为高温高压蒸汽，驱动汽轮机做功发电。烟气离开受热面的烟气温度，主要由锅炉工作压力下对应的蒸汽饱和温度决定。烟气的温度至少要高于蒸汽饱和温度以保证对蒸汽的有效传热。在超临界锅炉中，

离开低温过热器的烟温可达500℃以上。需充分利用烟气中的余热以提高锅炉的热效率。4/48一、尾部受热面的作用和工作特点1、尾部受热面概述4/48一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器和空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后，统称为尾部受热面。利用这些受热面中的给水和冷空气可部分回收烟气中的余热，提高锅炉效率。进入这些受热面的烟气温度已不高，故又称为低温过热面。省煤器：利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换器。空气预热器：利用锅炉排烟的热量来加热空气的一种热交换器。现代锅炉采用回热系统，给水温度提高，使离开省煤器的烟温仍然很高，空气预热器就成为必不可少的余热回收设备。5/48一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器和空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后，统称为尾部受热一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器和空预器的双级布置6/48省煤器和空预器的单级布置2、尾部受热面的布置单级布置：结构简单，但空预器空气温升有限。双级布置：可获得更高空预器空气温升。一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器和空预器的双级布置6/4一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器和空预器的单级布置烟气空气空预器省煤器空预器省煤器省煤器空预器烟气

空气省煤器和空预器的双级布置7/48一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器和空预器的单级布置烟气空一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器低温再热器后屏过热器末级过热器高温再热器低温过热器前屏过热器省煤器空预器8/48一、尾部受热面的作用和工作特点省煤器后屏过热器末级过热器高温3、尾部受热面的工作特点烟气温度低，烟气中的飞灰颗粒变硬，烟气冲刷受热面会造成受热面的飞灰磨损和积灰。烟气温度低，烟气中的水蒸气和硫酸蒸汽可能在管壁上凝结，从而导致金属的低温腐蚀。通过空预器的烟气质量流量和比热大于空气，逆流布置，在热空气出口烟气-空气温差会变得很小，需保持一定温差以保证有效传热。通过省煤器的给水比热大于空气，逆流布置，在省煤器给水入口烟气-给水温差会变得很小，需保持一定温差以保证有效传热。9/48一、尾部受热面的作用和工作特点3、尾部受热面的工作特点9/48一、尾部受热面的作用和工作特尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3目录10/48尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3内容1、省煤器的作用2、省煤器的分类3、省煤器的布置4、省煤器的安装11/48二、省煤器的作用及结构内容11/48二、省煤器的作用及结构1、省煤器的作用吸收锅炉尾部烟气的热量以降低排烟温度，提高锅炉效率。但现代锅炉大多采用回热系统，给水温度提高，使省煤器降低烟温效果有限；加热给水，提高进入汽包的给水温度，可取代部分蒸发受热面；提高了进入汽包的给水温度，减小了给水与汽包壁之间的温差，使汽包热应力降低；12/48一、尾部受热面的作用和工作特点1、省煤器的作用12/48一、尾部受热面的作用和工作特点2、省煤器的分类根据出口工质状态：沸腾式：用于中低压锅炉，沸腾度小于20%非沸腾式：用于高压以上锅炉根据管子排列方式：错列：布置紧凑，传热效果好，但第二排磨损严重顺列：传热效果较差，但磨损较轻根据管子的材质结构：铸铁式：耐磨损、耐腐蚀，对给水品质要求不高；但不能承受高压，目前只用于小容量锅炉上光管式：28~51

mm外径的无缝蛇型钢管扩展受热面式：鳍片管、膜式管等，可强化传热13/48一、尾部受热面的作用和工作特点2、省煤器的分类13/48一、尾部受热面的作用和工作特点二、省煤器的作用及结构管子的顺列与错列布置方式a)

错列b)

顺列14/48二、省煤器的作用及结构管子的顺列与错列布置方式a)错列b)二、省煤器的作用及结构铸铁式省煤器单根管子15/48二、省煤器的作用及结构铸铁式省煤器单根管子15/48二、省煤器的作用及结构光管式省煤器16/48二、省煤器的作用及结构光管式省煤器16/48二、省煤器的作用及结构焊接鳍片管式；轧制鳍片管式；膜式；肋片管式带扩展表面的省煤器17/48二、省煤器的作用及结构焊接鳍片管式；带扩展表面的省煤器17/一、尾部受热面的作用和工作特点3、省煤器的布置蛇形管平面可平行于前墙，也可垂直于前墙布置。锅炉尾部烟道是宽度大而深度小，因而：垂直于前墙布置：支吊简单；蛇形管数较多，因而水速最低，但每根管均会受到磨损平行于前墙、单侧进水：水速最高，仅磨损几根管子，支吊不方便平行于前墙、双侧进水：水速适中，支吊方便18/48一、尾部受热面的作用和工作特点3、省煤器的布置18/48二、省煤器的作用及结构省煤器蛇形管在尾部竖井中布置(a)垂直于前墙19/48(b)平行于前墙双侧进水(c)平行于前墙单侧进水二、省煤器的作用及结构省煤器蛇形管在尾部竖井中布置(a)垂直二、省煤器的作用及结构弯头部位加装防磨板弯头和炉墙之间的防磨阻流板；弯头和直段部位加装半圆形防磨罩弯头和直段部位加装半圆形防磨罩前几排直管正面焊上圆钢条；直接焊角钢形的防磨罩省煤器防磨措施20/48二、省煤器的作用及结构弯头部位加装防磨板20/48一、尾部受热面的作用和工作特点4、省煤器的安装支承结构：管子固定在支架上，支架支承在横梁上，横梁位于烟道内，与锅炉钢架相连接；悬吊结构：集箱在烟道中，减少穿墙管的数目，以出水引出管为悬吊管，有利于热膨胀，大型电站锅炉普遍采用。省煤器悬吊方式21/48一、尾部受热面的作用和工作特点4、省煤器的安装21/48尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3目录22/48尾部受热面概述1省煤器的作用及结构2空气预热器的作用及结构3内容1、空气预热器的作用2、空气预热器的分类3、管式空气预热器4、回转式空气预热器5、空气预热器的低温腐蚀23/48三、空气预热器的作用及结构内容23/48三、空气预热器的作用及结构三、空气预热器的作用及结构24/481、空气预热器的作用①

电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省煤器入口水温很高，使离开省煤器的烟温仍然很高，须利用空气预热器进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。②

空气被预热，强化了燃料着火与燃烧过程，进一步提高了锅炉效率。③

热空气提高了理论燃烧温度，强化了炉内辐射传热。④

作为制粉系统的干燥剂和输粉介质。三、空气预热器的作用及结构24/481、空气预热器的作用三、空气预热器的作用及结构25/48燃料及燃烧方式预热空气温度(℃)烟煤250~300固态排渣煤粉炉无烟煤、贫煤褐煤(用空气干燥煤粉)350~400350~400褐煤(用烟气干燥煤粉)300~350液态排渣煤粉炉380~420油炉、天然气炉250~300高炉煤气炉250~300链条炉烟煤25~100贫煤、无烟煤25~180抛煤机与固定炉排烟煤25~200不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求三、空气预热器的作用及结构25/48燃料及燃烧方式预热空气温三、空气预热器的作用及结构26/482、空气预热器的分类按烟气与空气间的换热方式可分为二类：①

间壁式：热量通过传热壁面由烟气传给空气，又称为“传热式”，最常用的间壁式空气预热器是管式空气预热器。②

再生式：烟气和空气交替地接触受热面的蓄热原件，通过蓄热元件来传递热量，又称为“蓄热式”。最常用的再生式空气预热器是回转式空气预热器。三、空气预热器的作用及结构26/482、空气预热器的分类三、空气预热器的作用及结构27/483、管式空气预热器管式空预器的结构直径为40~51mm、壁♘为1.25~1.5mm的普通薄壁钢管；密集排列、错列布置，组成立方体型的管箱；数个管箱排列在尾部烟道中，烟气在管内纵向流动，空气从管间的空间横向绕流过管子。三、空气预热器的作用及结构27/483、管式空气预热器三、空气预热器的作用及结构1—烟管管束；2—管板；3—冷空气入口；4—热空气出口；5—烟气入口；6—膨胀节；7—空气连通罩；8—烟气出口管式空气预热器结构示意图28/48三、空气预热器的作用及结构1—烟管管束；28/48三、空气预热器的作用及结构29/48管式空预器的优点：结构简单；制造容易；工作可靠；维修工作量少；严密性好。管式空预器的缺点：体积大；钢耗多；易腐易磨；锅炉容量增大，管式空气预热器体积增加，锅炉尾部布置困难。管式空预器的布置要适合于锅炉的整体布置。按空气流程不同：可分为单道和多道，通道增加，每一个通道高度减小，空气流速增大。按进风方式不同：可分为单面、双面和多面进风。进风面增多，空气流通面积增大，空气流速降低。空气流速和烟气流速比值需合理（由通道数目和进风方式调节）。三、空气预热器的作用及结构29/48管式空预器的优点：结构简三、空气预热器的作用及结构a)单通道单面进风；c)单通道双面进风；30/48b)多通道单面进风；d)、e)多通道双面进风空气预热器典型流程布置三、空气预热器的作用及结构a)单通道单面进风；c)单通道三、空气预热器的作用及结构31/484、回转式空气预热器是一种蓄热式预热器，它利用烟气和空气交替地通过金属受热面(蓄热元件)来加热空气。按运动方式分，现代电站锅炉采用的回转式空气预热器可分为受热面旋转式(用得较多)和风罩旋转式两种型式。三、空气预热器的作用及结构31/484、回转式空气预热器三、空气预热器的作用及结构32/48三、空气预热器的作用及结构32/48三、空气预热器的作用及结构33/48回转式空预器的优点：回转式空气预热器由于其传热面密度高达500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为同容量的管式空气预热器的1/10；重量轻，因管式空预器的管子壁♘为1.5

mm，而回转式空预器的蓄热板♘度不过0.5~1.25

mm，且蓄热板布置很紧凑，故回转式空预器金属耗量约为同容量管式空预器的1/3；布置灵活方便，使锅炉本体容易得到合理的布置方案；在同样外界条件下，回转式空预器因受热面金属温度较高，因而较管式空预器其低温腐蚀的危险轻。三、空气预热器的作用及结构33/48回转式空预器的优点：三、空气预热器的作用及结构34/48回转式空预器的缺点：漏风量大，一般管式空预器的漏风量不超过5%，而回转式空气预热器在状态好时为6%~8%，密封不良时达20%~30%。结构复杂，制造工艺要求高，运行维护工作多，检修也复杂；需传动装置，消耗电能。三、空气预热器的作用及结构34/48回转式空预器的缺点：三、空气预热器的作用及结构35/48受热面旋转式空预器：结构：可转动的♘筒型转子，被分成若干扇形窗格，每个扇形仓内装满了由金属波形板做成的传热元件；转子截面分三个区：烟气流通区约占总截面50%，与烟道相连；空气流通区约占30~40%，与风道相连；其余部分为两者之间的密封区。大容量锅炉多采用三分仓回转式空预器，即将一次风和二次风分割在两个分仓进行预热。三、空气预热器的作用及结构35/48受热面旋转式空预器：三、空气预热器的作用及结构空预器转子的加热原理36/48工作过程：烟气从上方进入空预器，空气从下方的空气入口进入空预器；空预器转子每分钟旋转1~4周，转子受热面顺序通过烟气侧，吸热升温，通过空气侧放热降温，旋转一周完成一个热交换过程。三、空气预热器的作用及结构空预器转子的加热原理36/48工作三、空气预热器的作用及结构1—转子2—中心轴3—环形齿带4—主动小齿轮5—进口烟道6—出口烟道7—进口风道8—出口风道9—扇形仓格10—密封区(过渡区)1

—密封装置受热面旋转的回转式空气预热器37/48三、空气预热器的作用及结构1—转子37/48三、空气预热器的作用及结构38/48三、空气预热器的作用及结构38/48三、空气预热器的作用及结构39/48三、空气预热器的作用及结构39/48三、空气预热器的作用及结构40/48三、空气预热器的作用及结构40/48三、空气预热器的作用及结构受热元件板1—平板；2—定位板(a)

DU型41/48(b)

NF型(c)

CU型三、空气预热器的作用及结构受热元件板(a)DU型41/48三、空气预热器的作用及结构不同波形板的结构特性序号结构简图板♘δ（mm）当量直径de（mm）单位面积流通断面Kb（m2/m2）单位容积中受热面面积C（m2/m3）备注10.59.320.912396国产版型20.630.600.8936530.637.800.8644041.209.80.81325用于低温段42/48三、空气预热器的作用及结构不同波形板的结构特性当量直径三、空气预热器的作用及结构三分仓式空预器外形图三分仓式空预器烟风流向图43/48三、空气预热器的作用及结构三分仓式空预器外形图三分仓式空预器三、空气预热器的作用及结构44/48风罩旋转式空预器：结构：受热面静止不动，通过上下对应的风罩旋转来改变空气和烟气流过受热面的位置；上下风罩为两个相对的扇形空气通道组成，将整个静子分为两个烟气通道和两个空气通道，烟气与空气通道直接为密封区。工作过程：上下风罩由中心轴相连，风罩旋转一周，烟气和空气交替流过受热面两次；三、空气预热器的作用及结构44/48风罩旋转式空预器：三、空气预热器的作用及结构1—静子外壳2—受热元件3—受热面冷端4—中心轴5—推力轴承6—轴承7—上风罩8—下风罩9—径向密封10—环形密封11—传动装置12—热风管道13—冷风管道14—进烟气管道15—出烟气管道风罩回转式空气预热器45/48三、空气预热器的作用及结构1—静子外壳45/48三、空气预热器的作用及结构46/485、空气预热器的低温腐蚀产生低温腐蚀的原因：煤粉中含