热能转换装置-第5章省煤器和空气预热器

第5章省煤器和空气预热器,HIT,HIT,第5章省煤器和空气预热器,省煤器,1,空气预热器,2,尾部受热面的布置,3,HIT,省煤器：利用锅炉尾部低温烟气的热量来加热锅炉给水的受热面。,5.1省煤器,HIT,省煤器作用,（1）对低压小型锅炉：排烟温度，热效率，节约燃料消耗量。为排烟温度，可用管束，可用省煤器，用省煤器经济有效,有效：可将烟气冷却到较低温度。经济：降低同样烟温，省煤器受热面仅为蒸发受热面的一半，节省金属材料，且省煤器材料相对便宜。在烟温相同时，省煤器中工质温度低，传热温差大。工质强制流动，布置紧凑，传热系数提高。,HIT,省煤器作用,（2）现代大型锅炉：给水的高度回热，并且采用了空气预热器，因此省煤器的作用主要是为了减少蒸发受热面，以便宜的省煤器受热面来代替价格较贵的蒸发受热面。（3）进入锅筒水温提高到接近锅筒中工质的饱和温度，降低了锅筒进水温度和锅筒中工质饱和温度间温差，降低了由此温差而引起的锅筒热应力。,HIT,省煤器分类,按受热面形状,铸铁式钢管式,非沸腾式沸腾式,光管鳍片管膜式,按材料,按水被加热程度,HIT,铸铁省煤器,HIT,铸铁省煤器-铸铁管,HIT,铸铁省煤器-铸铁管,HIT,铸铁省煤器-特点,铸铁性脆，强度低且不能承受水击，2.5MPa压力以下，非沸腾式省煤器。耐腐蚀，管壁较厚，可用于给水未经除氧的工业锅炉及烟气外部腐蚀严重区域。体积、重量大，价格贵；连接法兰多，易漏水。易积灰堵灰。安全性较差，设旁通烟道和给水旁路。,HIT,铸铁省煤器,1、吹灰器2、连接弯头3、省煤器管4、给水管5、安全阀6、温度计7、压力表,HIT,1烟气挡板2旁通烟道挡板3旁通烟道4铸铁省煤器管5连接弯头6烟道挡板7、10安全阀8、14截止阀9往除氧器管道11旁通管12止回阀13疏水管,铸铁省煤器-旁路,HIT,钢管式省煤器-结构,蛇形钢管+集箱,HIT,钢管式省煤器-结构,D=25-42S1/d=2-3S2/d=1.5-2,错列,HIT,钢管式省煤器-管组高度,S2/d=1.5-2时，管组高1.5m，S2/d1.5时，管组高1m管组高度大，分组，组间550-600mm空预器与省煤器管组间距800-1000mm。方便检修,HIT,钢管式省煤器-水速、烟速,水速非沸腾式及沸腾式的非沸腾部分，0.3m/s,沸腾式的沸腾部分，1.0m/s。一般水速2m/s水阻力高压/超高压，锅筒压力的5%中压，锅筒压力8%烟速：8-10m/s。,HIT,钢管式省煤器-布置,HIT,钢管式省煤器-蛇形管方向,HIT,前墙：蛇形管短，易于支撑，全部管均磨损前墙：后排几根蛇形管磨损剧烈，支持复杂煤粉炉：前墙油气炉：前墙、前墙,省煤器蛇形管布置方向选择,水速磨损,HIT,钢管式省煤器-蛇形管及集箱的连接,a)集箱一般布置在炉墙外，集箱和管子在墙外焊接。b)集箱通过穿墙连接管和蛇形管连接：自集箱引出管子多时，为避免管子穿墙时漏风过多，可自集箱引出少量连接管穿过炉墙，使连接管和蛇形管在烟道中连接。c)集箱和管子在烟道中连接：在炉墙气密性要求高的锅炉中，可将集箱布置在烟道中并兼作省煤器支持件。,HIT,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊）,支托,1支承梁2定位管夹3省煤器蛇形管4省煤器出口集箱5托架6U形螺栓7钢柱8炉墙9省煤器进口集箱10连接管,HIT,用角钢支架,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊）,HIT,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊）,用冲压制成的支架,HIT,悬吊,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊）,HIT,用吊杆,钢管式省煤器-支持结构（支托或悬吊）,HIT,钢管式省煤器-强化传热,钢管省煤器管子一般为光管，为了在烟气侧强化传热并减小省煤器尺寸，可采用：鳍片管管外带环状肋片或螺旋形肋片膜式,HIT,钢管式省煤器-鳍片管,焊接鳍片管：受热面体积比光管减少(25-30)%，且鳍片管鳍片金属的价格要比管子金属便宜轧制鳍片异型管：可使省煤器尺寸减少(40-45)%,HIT,钢管式省煤器-螺旋鳍片管,错列布置顺列布置,HIT,钢管式省煤器-膜式,由光管焊接厚2-3mm的钢板制成。在吸热量和光管相同时，金属消耗量小烟气流动阻力减小省煤器尺寸减小，支持方便且运行可靠,HIT,5.2空气预热器,空气预热器作用空气预热器分类管式空气预热器回转式空气预热器,HIT,利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧用空气的一种热交换装置。在近代火力发电站中，由于tgs较高，省煤器无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度，而tlk低，因此可用空预器降低排烟温度。,5.2空气预热器,HIT,5.2空气预热器,HIT,空气预热器-作用,排烟温度，锅炉效率；炉温，改善燃料着火和燃烧，不完全燃烧损失，锅炉效率；对难着火燃料重要。炉温，强化辐射换热；热空气可作为制粉系统的干燥剂。,HIT,空气预热器-热空气温度,热风温度的选取原则取决于燃料种类和燃烧方式,层燃炉trk260-280回转式:trk320-350,HIT,尾部受热面的布置,为什么双级？烟气流量空气流量烟气的热容量（近似相等）空气热容量,trk较高时，空气出口温压更小，平均温压将较小，受热面面积将很庞大，很不经济。当trk高到一定程度时，出口温压有可能是零，只用单级空预器不可能把空气预热到更高的温度。,HIT,尾部受热面的布置,在燃用干燃料时,在燃用水分较大的燃料时，,对于,对于最小,单级空气预热器的最高预热空气温度,HIT,对于干燃料,=110、120,130时，,=280、330、380,在燃用水分较大的燃料时，,尾部受热面的布置-单级,单级空气预热器的最高预热空气温度,HIT,尾部受热面的布置-热量分配,双级配合时，如何分配各级空预器和省煤器吸热量？,HIT,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,总热量的分配,尾部受热面烟气侧总有效利用热：两级空气预热器总吸收热：则两级省煤器总吸收热：,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,tlk,trk,tgs,kyII入口烟温的确定,kyII上管板工作可靠性smI的水不沸腾,kyII入口烟温高，该处温度按照安全性条件来确定。,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,kyI入口烟温的确定,kyI入口烟温较低，该处温度主要有经济性决定。,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,kyI入口烟温的确定,总成本（总费用）：,CsmI省煤器每平方米受热面造价，元/Cky空气预热器每平方米受热面造价，元/,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,对ky器：,对smI器：,对于立式ky器，Kky=1825W/(m2)对于sm器，Ksm=6080W/(m2),尾部受热面的布置-热量分配,HIT,最经济条件下的温压比值,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,尾部受热面的布置-热量分配,HIT,尾部受热面的布置原则