第六章过热器和再热器

1、第六章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用和工作特点、过热器和再热器的作用提高蒸汽的焙值,以提高电厂热力循环效率。-过热器的作用：将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的 过热蒸汽。-再热器的作用：将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热 蒸汽温度相近或更高的再热温度，然后再送到中压缸 及低压缸中膨胀做功。提高循环热效率;使汽轮机末级叶片的蒸汽湿度控制在允许范围内。第一节过热器和再热器的作用和工作特点二、过热器和再热器的工作特点1）过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件；2）蒸汽（特别是再热蒸汽）冷却管子的能力较差。3）管子金属安全是过、再热器设计和锅炉安全运行中的重要问题。 （材料是先进超临界、超超临

2、界机组的关键技术之一。）因此，为了保证长期金属安全，在过、再热器的设计和运行中，应 注意如下问题：运行中应保持汽温稳定：汽温的波动不应超过土（510） Co 过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围 内变化时能维持额定的汽温。尽量防止或减少平行管子之间的热偏差。第二节过热器和再热器的型式和结构、对流式布置在锅炉对流烟道内，主要吸收烟气对流传热O-根据烟气和管内蒸汽的相互流向,可分为：逆流、顺 流和混合流三种传热方式O-根据管子排列方式分为：顺列、错列布置方式。-根据管子的布置方式可分为:立式和卧式。-受热面结构布置的设计结构尺寸：一定的横向节距片和纵向节距巾；1=管内工质质量流速

3、：-保证受热面的可靠冷却；-减少管内蒸汽压降（特别是再热器）。管外烟速：保证传热性能和防止积灰、磨损。第二节过热器和再热器的型式和结构二、半辐射式布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处，既接收炉内的直接 辐射热，又吸收烟气的对流热的受热面。大型锅炉中一般设置：分隔屏（前屏、大屏）和屏式过 热器。其作用：减少烟气扰动和旋转；降低炉膛出口烟温，防止对流受热面结 渣；改善过热蒸汽或再热蒸汽的汽温特性。结构特点：横向节距片大，纵向节距$2小；设置定位和夹持管；热负荷高，热偏差大，结构设计要求：合适的质量流速、管材、 管径、管长和合理布置。第二节过热器和再热器的型式和结构三、辐射式布置在炉内壁面上直接吸收炉膛辐

4、射热的过热器。四、顶棚过热器和包覆过热器（附加受热面）易源与环境学院Energy & Environment5第四节过热器和再热器的汽温特性过热器的系统布置，应能满足蒸汽参数的要求，并具有灵 活的调温手段，还应保证运行中管壁不超温和具有较高的 经济性等。-大型锅炉均采用辐射一对流组合式过热器系统。-采用串联混合流组合方式，基本组合模式为“顶棚过热器一包覆过热器 一低温对流过热器一半辐射过热器一高温对流过热器” O-半辐射过热器由于热负荷较高，作为低温过热器。-减少热偏差：过热器分级或分段及交叉。-过热器系统设多级喷水减温器。再热器的系统布置ixlIII-一般采用对流式，分低温和高温两级，两者之

5、间直接过渡，无中间连接 集箱，以降低再热蒸汽的压降。-设事故喷水减温系统。典型过、再热器系统汽温特性：汽温与锅炉负荷（或工质流量）的关系。in过热器的汽温特性-辐射式：随锅炉负荷的增加，出口蒸汽温度下降。-对流式：随锅炉负荷的提高而增加。-半辐射式：因它以炉内辐射和烟气对流两种方式吸收热量，汽温特性 介于上述两者之间，稍微平稳一些。hi-大型电站锅炉釆用适当比例的辐射与对流特性的受热面，目的是为了 获得比较平稳的汽温特性。直流锅炉汽温还受“煤水比”（燃料量与给水量之比）的影 响。Bsh fw + Q ar ,net 耳 bG保证煤水比即可以维持汽温的稳定。实际过程中控制中间点温度。再热器的汽温

6、特性-再热器的汽温特性原则上与过热器的汽温特性相似，但又 有其不同的特点。III-再热器的汽温受进口汽温影响，其工质进口参数决定于汽 轮机高压缸的排汽参数。定压运行时，锅炉负荷降低，汽轮机高压缸排汽温度降低，再热器的进口汽温也随之降低，所以出口汽温一般随之下降。变压运行时，锅炉负荷降低，高压缸排汽温度升高，在再热器吸热量不变的条件下，再热器出口汽温一般升高。能源与环境学院Energy & Environment9直流锅炉（过热汽温）1）2）3)4)5)第五节运行中影响汽温的因素煤水比B/G过量空气系数过量空气系数增大，水冷壁和屏吸热减少，对流受热面吸热有所增加；过热器进口汽温降低；屏式过热器出

7、口汽温降低；对流过热器吸热有所 增加。总体上，在B/G不变时，末级过热汽温有所下降。给水温度如B/G比不变，给水温度降低导致过热汽温降低，负荷也降低。为维持过热汽温，需要适当提高B/G比：B不变，适当减小G,但机组 负荷降低；满负荷时，G不变，必须增加B,锅炉超出力运行，需 注意受热面金属温度，防止超温受热面的污染情况水冷壁结渣，过热汽温有所下降；过热器结渣、积灰，过热汽温下降明 显。燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式）火焰中心高度变化的影响类似于过量空气系数的影响。能源与环境学院Energy & Environment11第六节 蒸汽温度的调节方法、汽温调节的重要性蒸汽温度是锅炉运行特

8、性的重要指标之一，运行中不能有过 大的偏差。汽温过高影响锅炉受热面及蒸汽管道的寿命;汽温过低，导致机组热效率的降低，汽耗增加；影响汽机的安全性和寿命;过、再热汽温变化过大，导致金属疲劳损伤，影响安全性。锅炉必须设置适当的调温手段。汽温调节方法分两大类:蒸汽侧的调节烟气侧的调节能源与环境学院Energy & Environment13第六节 蒸汽温度的调节方法一、蒸汽侧调节汽温通过改变蒸汽的热焙来调节汽温，其方法采用喷水减温器。-利用喷水减温器,将减温水通过喷嘴雾化后直接喷入过热蒸汽中，使 其雾化、吸热蒸发，以降低蒸汽温度。-喷水一般采用给水。-喷水量一般为5%8%BMCR,分多级（23级）布置

9、。 一级布置在屏式过热器前，喷水量大作为汽温的粗调，并起保护屏的作 用。二级布置在末级过热器前，作为蒸汽温度的细调，控制出口汽温。-过热器设计时需多布置受热面，使锅炉在低负荷时能达到额定汽温， 而在高负荷时投入减温器减温。-再热器不宜釆用喷水减温，但用事故喷水做再热器的超温保护。-直流锅炉在直流负荷下运行时，以煤水比调节为主，喷水减温作细调, 并应尽可能少用喷永。-喷水减温的特点：减温幅度大，可达1009以上；设备简单，调节灵 活，惯性小，易于自动化；但不能用于升温，故受热面面积略大。Energy & Environment13第六节 蒸汽温度的调节方法:、烟气侧调节汽温改变锅炉内辐射受热面和

10、对流受热面的吸热量分配比例 -调节燃烧器的倾角、采用烟气再循环改变流经过、再热器的烟气量。1=1-1-调节烟气挡板 两种方法都存在着调温滞后和调节精确度不高的问题， 常作为粗调节，主要用于调节再热蒸汽温度。二、烟汽侧调节汽i烟道挡板:将尾部竖井烟道分隔成两个平行的烟道，分别布置低温再热器和低温过热器（省煤器），调节烟气挡板开度，改变流经两个烟道的烟气流量，从而调节再热汽温。改变火焰中心位能源与环境学院Energy & Environment15第六节 蒸汽温度的调节方法能源与环境学院Energy & Environment#第六节 蒸汽温度的调节方法摆动式燃烧器（用于切圆燃烧锅炉）：燃烧器喷口

11、上下摆动，使煤粉火炬上下倾 斜，改变火焰中心的位置。上摆30。，炉膛出口烟温提高75-80C；下摆30。，炉膛 出口烟温降低约40 CO 30。摆动，调节汽温幅度可达3060 C。前后墙布置多层燃烧器（墙式燃烧锅炉）：通过投运不同层的燃烧器的方法也可改变火焰中心位置，有一定的调温作用。气再循环:用再循环风机将省煤器后温度为300350C的部分烟气抽出，送入炉膛，改变各受 热面的吸热量比例，以调节汽温。再循环率为20%25%,可调温4050C （循环 量增加1%,再热汽温升高约2。）。三种调温方式的比较三、直流锅炉的汽温调节-过热汽温以调节煤水比(B/G)为主(作为粗调，以中间点温度为参照)以喷

12、水减温作为细调。四、再热器的运行保护-设有旁路系统,其作用是在锅炉启动、停炉和汽轮机甩负 荷时保护再热器。此外(1) 在汽轮机甩负荷或负荷较少时，锅炉可以在较高负荷下运行以维 持燃烧稳定，并使过热和再热汽温尽量接近额定值。这时，锅炉 多余的蒸汽经旁路送入凝汽器。在汽轮机启动时，尤其是热态启动时，会发生蒸汽温度和汽缸壁 温不相协调的情况，可以通过旁路系统来使锅炉汽温满足汽轮机 的要求。能源与环境学院Energy & Environment17本章小结1.过、再热器的作用及工作特点。2按传热方式，过热器的型式及其布置特点。34567屏式过热器的作用。汽温特性及汽温的主要影响因素。 汽温调节的两类方

13、法及其原理 再热汽温调节的方法、原理和特点。 直流锅炉汽温调节的主要特点。能源与环境学院Energy & Environment#对流过、再热器的换热方式能源与环境学院Energy & Environment19对流过、再热器的换热方式/I01aV 一夕y图64对流式过热器和再热器示意图逆流；（b）顺流;（c）混合流逆流式： 常用于过、顺流式：度较高的最末级（即高温级）。具有最大的传热温压；可以节省金属耗量；金属壁温可能很高。 再热器的低温级（进口级）。传热温压小；所需受热面较多；金属壁温较低。多用于蒸汽温IIIIIII|=能源与环境学院Energy & Environment#对流过、再热器

14、管的布置方式立式：支吊简单，但不易疏水;卧式：便于疏水，但支吊复杂，需要设置悬吊管。95011444-70300K5.IIIIIIJIIIIIL X76能源与环境学院Energy & Environir对流过、再热器的结构布置能源与环境学院Energy & Environment#对流过、再热器的结构布置54 in. 24 in. 12 in.(1372 mm)(610 mm)(305 mm)9 in.4.5 in. 4.5 in.(229 mm)(114 mm)(114 mm)f70300严 E、8 4S0550 -950 I 】讪 _ 炖 | 7SO83Ii- (SX*1IsI能源与环境学

15、院Energy & Environment21分隔屏、屏式过热器能源与环境学院Energy & Environment23过、再热器系统（1）能源与环境学院Energy & Environment#过、再热器系统（1）丫（机髙压缸低辺納富岀门?省煤細芒豐呦庙沼过热苕|水 fiwia左右侧包惜进口联箱低过入L）HCP?rasAu能源与环境学院Energy & Environment25过、再热器系统（2）东锅1OOOMW 砂時能源与环境学院Energy & Environment#过、再热器系统（2）东锅1OOOMW 砂時低温再热器.低温过热器-汽水分离器-省煤器预留脱硝装置,储水罐7屏式过热器

16、高温过热器.高温再热器+垂直水冷壁4燃尽风喷廿能源与环境学院Energy & Environment27过、再热器系统（3）哈锅1OOOMW 題糖營能源与环境学院Energy & Environment#过热器汽温特性p.m50额定汽温100负荷,图615过热器的汽温特性1辐射式过热器；2、3对流式过热器过热器汽温影响因素（汽包炉）影响因素汽温变化（C）锅炉负荷10%10炉膛过量空气系数土 10%10-20给水温度-10 C+45燃煤水分1 %1.5燃煤灰分土 10%5能源与环境学院Energy & Environment31喷水减温器（C）#（C）#喷水图616喷水减温器的连接系统1喷头；2

17、联箱；3、5过热器蛇形管；4、6蒸汽进出口联箱；7省煤器；8汽包；9给水管；10结水阀；11喷水调节阀；12逆止阀；13隔离阀喷水减温器a文丘利管式；b旋涡式；C笛管式（C）33烟气挡板的结构与布置能源与环境学院Energy & Environment#能源与环境学院Energy & Environment#diFront=floai0A-Arl1p(RH P5C_A(Sh pasPicn viewipss dan*tfrGas CistTibiwn2pcni damperBoter front oIryniiGagnwnOrg貰 5】of btJKie能源与环境学院Energy & Environment35XT气挡板的结构与布置能源与环境学院Energy & EnvironmentA A能源与环境学院Energy & Environm烟气挡板调节汽温原理p農W1-p.sgi:簾？f10070(a)10050000H70b/图6-21再热器与过热器并联方式挡板调节气温原理）再热器、过热器烟气流量随负荷变化；（b）过热汽温随负荷变化；（C）再热汽温随负荷变化A一调节HU; B一调节后燃烧器摆动(切圆燃烧)(a)(b)(c)摆动式燃烧器调温(a)向下30。角；(b)平射；c)向上30。角烟气再循环调节汽温能源与环境学院Energy & Environm能源与环境学院Energy