第7章 过热器和再热器

1、1第七章第七章 过热器与再热器过热器与再热器 过热器与再热器是锅炉的重要部件，设计与运过热器与再热器是锅炉的重要部件，设计与运行的主要原则行的主要原则: : (1) (1)防止受热面金属温度超过材料的许用温度防止受热面金属温度超过材料的许用温度; ; (2) (2)过热器与再热器温度特性好，在较大的负过热器与再热器温度特性好，在较大的负荷范围内能通过调节维持额定汽温荷范围内能通过调节维持额定汽温; ; (3) (3)防止受热面管束积灰、磨损和腐蚀防止受热面管束积灰、磨损和腐蚀。2 本章讲述以下几个问题：本章讲述以下几个问题： 第一节第一节 过热器和再热器的作用和特点过热器和再热器的作用和特点

2、第二节第二节 过热器和再热器型式和结构过热器和再热器型式和结构 第三节第三节 热偏差热偏差 第四节第四节 汽温调节汽温调节 第五节第五节 过热器和再热器的烟气侧工作过程过热器和再热器的烟气侧工作过程 第六节第六节 再热器的运行保护再热器的运行保护3第一节第一节 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和工作特点本节要求掌握过热器和再热器的作用、特点，蒸本节要求掌握过热器和再热器的作用、特点，蒸汽温度选择要考虑的因素，锅炉受热面布置的发展。汽温度选择要考虑的因素，锅炉受热面布置的发展。一、过热器和再热器的作用一、过热器和再热器的作用 过热器：过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定温度将饱和蒸

3、汽加热成具有一定温度 的过热蒸汽。的过热蒸汽。再热器：再热器：将汽轮机高压缸排汽加热成具有将汽轮机高压缸排汽加热成具有 一定温度的再热蒸汽。一定温度的再热蒸汽。再热系统再热系统 超高压以上锅炉才装再热器，（超高压以上锅炉才装再热器，（10万千瓦以上万千瓦以上机组）机组）4二、特点二、特点过热器和再热器具有如下特点过热器和再热器具有如下特点: :(1)(1)过热器和再热器是锅炉中金属壁温最高的受热过热器和再热器是锅炉中金属壁温最高的受热 面，对材质要求高。面，对材质要求高。(2)(2)过热器过热器、再热器的阻力不能太大。再热器的阻力不能太大。 (3)(3)高热负荷区的过热器与再热器高热负荷区的过

4、热器与再热器工质流速高。工质流速高。(4)(4)过热器和再热器出口汽温将随锅炉负荷的改变而过热器和再热器出口汽温将随锅炉负荷的改变而 变化。变化。(5)(5)过热器和再热器布置受锅炉参数影响。过热器和再热器布置受锅炉参数影响。(6)(6)在锅炉点火升炉或汽轮机甩负荷时，过热器、再在锅炉点火升炉或汽轮机甩负荷时，过热器、再 热器需要采取保护措施。热器需要采取保护措施。 5三、三、设计设计在设计过热器时要考虑以下要求在设计过热器时要考虑以下要求: : (1) (1) 有良好的温度特性。有良好的温度特性。 (2) (2) 对汽温调节反应较快，易于调节。对汽温调节反应较快，易于调节。 (3) (3)

5、节省钢材，尤其是合金钢。节省钢材，尤其是合金钢。 (4) (4) 较小的流阻。较小的流阻。 （5 5）运行安全可靠，制造及检修方便。）运行安全可靠，制造及检修方便。6四、四、 蒸汽温度的选择蒸汽温度的选择 1. 循环热效率；循环热效率； 2. 汽轮机末级叶片的蒸汽湿度；汽轮机末级叶片的蒸汽湿度； 3. 高温钢材的许用温度。高温钢材的许用温度。五、过热器和再热器布置的发展五、过热器和再热器布置的发展 1.1.进入锅炉的水经历三个阶段：进入锅炉的水经历三个阶段： 水的预热水的预热-水的蒸发水的蒸发-蒸汽的过热蒸汽的过热2.2.三个阶段所占份额三个阶段所占份额 随着压力的变化，各个阶段所占的份额不同

6、。随着压力的变化，各个阶段所占的份额不同。 见图见图12-212-278第二节第二节 过热器和再热器型式和结构过热器和再热器型式和结构本节掌握过热器和再热器的结构、型式及不本节掌握过热器和再热器的结构、型式及不同的分类，掌握结构特点。同的分类，掌握结构特点。一、过热器与再热器的型式和结构一、过热器与再热器的型式和结构再热器与过热器的结构相似，故重点介绍过热再热器与过热器的结构相似，故重点介绍过热器。器。过热器构成：联箱与并列的受热面管组连接构过热器构成：联箱与并列的受热面管组连接构成。成。9（1 1）根据传热方式分：根据传热方式分： 对流、辐射和半辐射式。对流、辐射和半辐射式。（2 2）根据烟

7、气与管内蒸汽的相对流动方向分：根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向分： 逆流、顺流和混合流。逆流、顺流和混合流。（3 3）根据对流受热面的放置方式分：根据对流受热面的放置方式分：立式、卧式。立式、卧式。（4 4）根据管子排列方式分：根据管子排列方式分：顺列、错列。顺列、错列。（5 5）根据管圈数分：根据管圈数分：单管圈、双管圈、多管圈。单管圈、双管圈、多管圈。（6 6）根据结构分：根据结构分： 屏式过热器、壁式过热器、对流过热器。屏式过热器、壁式过热器、对流过热器。过热器分类：过热器分类：10（1）根据传热方式分：）根据传热方式分： 对流、辐射和半辐射式。对流、辐射和半辐射式。1112131415

8、161717 布置在远离火焰中心的炉膛上部；布置在远离火焰中心的炉膛上部； 作为低温级受热面；作为低温级受热面； 采用较高的质量流速采用较高的质量流速 n 改善受热面工作条件的措施改善受热面工作条件的措施 改善工质汽温特性；改善工质汽温特性； 降低锅炉金属耗量；降低锅炉金属耗量； 降低炉膛出口烟温，降低炉膛出口烟温，防止排列密集的对流受热面结渣；防止排列密集的对流受热面结渣； 消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差；消除气流的残余扭转，减少沿烟道宽度的热偏差； 大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用大节距的前屏可对炉膛出口烟气起阻尼和分割导流作用 n 作用作用 半辐射、辐射式过、

9、再热器半辐射、辐射式过、再热器1819根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向分：根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向分： 逆流、顺流和混合流。逆流、顺流和混合流。20逆逆: 特点特点:具有较大的传热温差具有较大的传热温差,可节省金属耗量可节省金属耗量 蒸汽出口处处于烟温较高的区域蒸汽出口处处于烟温较高的区域,金属壁温高金属壁温高 顺顺: 特点特点:平均传热温差较小平均传热温差较小,受热面布置较多受热面布置较多, 蒸汽出口烟温较低蒸汽出口烟温较低,金属壁温也就较低金属壁温也就较低串混串混: 特点特点:折中折中逆流逆流 一般用于过一般用于过,再热器的再热器的低温段低温段(进口级进口级)以获取以获取较大传热温

10、差较大传热温差顺流顺流 一般用于一般用于高温段高温段(末级末级)双逆流双逆流: 充分发挥逆流传热温差大的特点充分发挥逆流传热温差大的特点,工质工质 最高温差端避开了烟气高温区最高温差端避开了烟气高温区2122根据管圈数分：根据管圈数分：单管圈、双管圈、多管圈。单管圈、双管圈、多管圈。23单单, ,双双, ,三管圈三管圈管圈数目管圈数目与锅炉容量和管内必须维持的蒸汽速度有关与锅炉容量和管内必须维持的蒸汽速度有关蒸汽速度蒸汽速度 冷却效果冷却效果 流阻流阻但一般总压降不超过其工作压力但一般总压降不超过其工作压力5 5-10%-10%降低蒸汽流速：降低蒸汽流速：烟道截面不变，采用双或三管圈，使蒸汽烟

11、道截面不变，采用双或三管圈，使蒸汽流通截面积增加流通截面积增加1 1或或2 2倍，亦即蒸汽流速减小倍，亦即蒸汽流速减小1/21/2或或2/32/3提高蒸汽流速：集箱内装置隔板，将受热面沿烟道宽度分提高蒸汽流速：集箱内装置隔板，将受热面沿烟道宽度分成串的成串的2323组。组。容量大锅炉，容量较大由于相对宽度容量大锅炉，容量较大由于相对宽度( (每每1 1t/ht/h蒸发量的宽蒸发量的宽度度) )减小减小, ,为不使蒸汽流速过大为不使蒸汽流速过大, ,可采用双可采用双, ,三管圈三管圈24根据对流受热面的放置方式分：根据对流受热面的放置方式分：立式、卧式立式、卧式。2526立式立式: 支吊方便支吊

12、方便,可用吊勾把蛇形管弯头吊挂在锅可用吊勾把蛇形管弯头吊挂在锅炉顶部的钢架梁上炉顶部的钢架梁上,(现大型现大型,高度超过高度超过35米米,管束下管束下端装设垂直梳形板端装设垂直梳形板,保持横向节距均匀保持横向节距均匀,上上,下部位装下部位装设水平夹板设水平夹板,保持纵向节距均匀保持纵向节距均匀) 受热面不易积灰受热面不易积灰,有利传热有利传热 不易疏水不易疏水,启动初期管内的凝结水可能形成启动初期管内的凝结水可能形成“水水塞塞”,压力很低的蒸汽不易流过压力很低的蒸汽不易流过,使管子的冷却条件较使管子的冷却条件较差差.卧式卧式: 支吊结构复杂支吊结构复杂(现在大容量锅炉现在大容量锅炉,常以有工质

13、常以有工质冷却的受热面管子冷却的受热面管子,如如,省煤器的出口管作为它的悬吊省煤器的出口管作为它的悬吊管管,既简化结构既简化结构,又较安全又较安全) 管内积水易于输出管内积水易于输出,启动时不会出现启动时不会出现水塞水塞 易积灰易积灰,对传热不利对传热不利27根据管子排列方式分：根据管子排列方式分：顺列、错列。顺列、错列。281.1.对流过热器对流过热器(1)(1)结构特点结构特点 S S1 1/d=2-3.5/d=2-3.5， S S2 2/d=2.5-4/d=2.5-4，(2)(2)蒸汽质量流速的选取蒸汽质量流速的选取 考虑蒸汽对管壁的冷却能力和蒸汽在管内流动引起的考虑蒸汽对管壁的冷却能力

14、和蒸汽在管内流动引起的压力降损失两个因素。压力降损失两个因素。 800-1100kg/(m800-1100kg/(m2 2.s).s)(3)(3)烟气流速的选取烟气流速的选取 考虑积灰、磨损、传热效果、烟气流动阻力等因素考虑积灰、磨损、传热效果、烟气流动阻力等因素烟速选取烟速选取 烟速高烟速高 传热有利传热有利, ,磨损严重磨损严重 烟速低烟速低 传热不利且积灰严重传热不利且积灰严重 设计应使额定负荷下设计应使额定负荷下, ,不低于不低于6 6m/sm/s 炉膛出口水平烟温较高炉膛出口水平烟温较高, ,灰粒较软灰粒较软, ,防止结渣积灰防止结渣积灰( (磨损较轻磨损较轻 )1012 )1012

15、m/s m/s 竖井竖井600700 600700 变硬变硬, ,磨损加剧磨损加剧 不宜高不宜高9 9m/sm/s292.2.辐射式和半辐射式辐射式和半辐射式 布置在炉膛上前部直接吸收炉膛高温烟气的布置在炉膛上前部直接吸收炉膛高温烟气的辐射传热，也称屏式过热器。辐射传热，也称屏式过热器。(1)(1)分分大屏、前屏及后屏大屏、前屏及后屏三种。三种。(2)(2)大屏或前屏过热器布置大屏或前屏过热器布置在炉膛上前部，屏间在炉膛上前部，屏间距离较大，屏数较少，吸收炉膛内高温烟气的辐距离较大，屏数较少，吸收炉膛内高温烟气的辐射传热，为辐射式过热器。射传热，为辐射式过热器。(3)(3)后屏过热器布置后屏过

16、热器布置在炉膛出口处，屏数相对较在炉膛出口处，屏数相对较多，屏间距相对较小，它既吸收炉膛内的辐射传多，屏间距相对较小，它既吸收炉膛内的辐射传热，又吸收烟气冲刷受热面时的对流传热，故又热，又吸收烟气冲刷受热面时的对流传热，故又称半辐射过热器。称半辐射过热器。 3031 屏是由许多管子紧密排列成管片组成，屏屏是由许多管子紧密排列成管片组成，屏间距离间距离60060028002800，大屏和前屏的可能更大大屏和前屏的可能更大; ;纵纵向节距比向节距比1.11.11.21.2。 屏的结构型式有屏的结构型式有U U形、形、W W形、双形、双U U形（串联、形（串联、并联）等几种。并联）等几种。 屏的并联

17、管数是由工质的质量流速确定的。屏的并联管数是由工质的质量流速确定的。屏位于炉膛内，其热负荷是很高的。为了屏受热屏位于炉膛内，其热负荷是很高的。为了屏受热面的安全工作，必须采用较高的质量流速面的安全工作，必须采用较高的质量流速, ,一般一般推荐推荐70070012001200kg/(kg/(s)s)。32 大型锅炉广泛采用屏式过热器的原因大型锅炉广泛采用屏式过热器的原因: : (1) (1)屏式过热器屏式过热器吸收炉膛内相当数量的辐射热量，吸收炉膛内相当数量的辐射热量，适应大容量高参数锅炉过热器吸热量相对增加、水适应大容量高参数锅炉过热器吸热量相对增加、水冷壁吸热量相对减少的需要，它补充了水冷壁

18、吸收冷壁吸热量相对减少的需要，它补充了水冷壁吸收炉膛辐射热的不足，实现了炉膛必须的辐射传热量，炉膛辐射热的不足，实现了炉膛必须的辐射传热量，以使炉膛出口烟气温度限制在合理的范围内。以使炉膛出口烟气温度限制在合理的范围内。 (2) (2)对于燃烧器四角布置切圆燃烧方式对于燃烧器四角布置切圆燃烧方式的炉膛，的炉膛，屏式过热器屏式过热器对烟气流偏转能起到阻尼和导流作用对烟气流偏转能起到阻尼和导流作用。 (3) (3)后屏过热器的横向节距后屏过热器的横向节距比对流管束比对流管束大大很多，很多，接近灰熔点的烟气通过它时减少了灰粘结在管子上接近灰熔点的烟气通过它时减少了灰粘结在管子上的机会，的机会，有利于

19、防止结渣。有利于防止结渣。烟气通过后屏烟温下降，烟气通过后屏烟温下降，也也防止了其后的对流管束结渣。防止了其后的对流管束结渣。 333、壁式过热器、壁式过热器 有炉膛壁管式、顶棚管式、烟道包敷管式有炉膛壁管式、顶棚管式、烟道包敷管式3435364、再热器的特点、再热器的特点 1). 再热器串联在汽轮机高压缸和中压缸再热器串联在汽轮机高压缸和中压缸之间，流动阻力受限制，在之间，流动阻力受限制，在0.2MPa以内。以内。 降低流速降低流速800-1100kg/(m2.s) ；增大管；增大管子直径；简化再热器系统。子直径；简化再热器系统。2). 再热汽压力低，容积流量大，蒸汽密再热汽压力低，容积流量

20、大，蒸汽密度小。度小。 合理布置再热器；选取许用温度高的合理布置再热器；选取许用温度高的钢材。钢材。37第三节第三节 热偏差热偏差本节讲述热偏差的产生原因、影响因素及减轻措本节讲述热偏差的产生原因、影响因素及减轻措施，要求掌握热偏差的概念，热偏差的产生原因、施，要求掌握热偏差的概念，热偏差的产生原因、影响因素及减轻措施。影响因素及减轻措施。一、热偏差概念一、热偏差概念 Heat deviation concept Heat deviation concept热偏差：热偏差：并列管组中每根管的工质焓增不同的现象。并列管组中每根管的工质焓增不同的现象。 热偏差系数：热偏差系数：受热面并联管中个别管

21、子工质焓增与受热面并联管中个别管子工质焓增与 并联管子的平均焓增的比值。并联管子的平均焓增的比值。hhhq AGhq AGpoppppoooo38允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最高许用值时的热偏差。高许用值时的热偏差。 产生热偏差的原因：产生热偏差的原因：热负荷不均系数、流量不均、结构不均。热负荷不均系数、流量不均、结构不均。39二二. . 造成受热面热偏差的基本原因造成受热面热偏差的基本原因过热器管过热器管 1.1.受热不均受热不均( (烟气侧烟气侧) ) 1) 沿炉膛宽度方向热负荷分布不均沿炉膛宽度方向热负荷分布不均, ,中部负荷都中部负

22、荷都较大较大, ,两侧较小两侧较小 2) ( (燃烧室水冷壁或防渣管上局部积灰燃烧室水冷壁或防渣管上局部积灰) )而引起过而引起过热器受热不均热器受热不均, ,受热面局部积灰或结渣。受热面局部积灰或结渣。 3) 由于烟温沿深度方向上的变化较大蛇形管的由于烟温沿深度方向上的变化较大蛇形管的平面不平行平面不平行 4) 管子节距差别过大管子节距差别过大,或检修时割掉个别管子而或检修时割掉个别管子而未修复未修复,形成形成 烟气走廊烟气走廊使邻近的管子吸热量增多使邻近的管子吸热量增多 5) 屏式过热器内外管圈屏式过热器内外管圈 6) 流量不均流量不均402. 流量不均流量不均(工质侧工质侧) 1) 并列

23、管子并列管子,由于实际内径不一致由于实际内径不一致,(管子压管子压扁扁,焊缝处突出的焊焊缝处突出的焊瘤瘤,杂物堵塞等杂物堵塞等),长度不长度不一致一致,形状不一致形状不一致,(如弯头角度如弯头角度,弯头数量不弯头数量不一样一样)造成各并列管的流阻不一样造成各并列管的流阻不一样, 使流量不使流量不均。均。 2) 联箱的引入和引出管的连接方式不同联箱的引入和引出管的连接方式不同,造成并联各管出口端压力差不等造成并联各管出口端压力差不等。4141 p p大的管圈，蒸汽流量大，大的管圈，蒸汽流量大， p p 的偏差造成各管流量的不均的偏差造成各管流量的不均 各并列管圈进、出口压降各并列管圈进、出口压降

24、p p 取决于进、出口联箱中取决于进、出口联箱中压力的变化，而后者又取决于受热面的连接方式，压力的变化，而后者又取决于受热面的连接方式， Z Z形连形连接方式各并列管圈的接方式各并列管圈的p p 偏差最大，多管连接方式最小偏差最大，多管连接方式最小 联箱的连接方式联箱的连接方式42 三三. . 过热器热偏差危害过热器热偏差危害 过热器过热器: :工作条件最差的受热面工作条件最差的受热面( (工质温度工质温度最高最高, ,布置在烟温较高的区域内布置在烟温较高的区域内, ,使其管壁温度也使其管壁温度也比较高比较高) ) 尽管使用了合金钢管尽管使用了合金钢管, ,但实际工作壁温与该但实际工作壁温与该

25、种钢材允许的最高温度差距不是很大种钢材允许的最高温度差距不是很大, ,如运行中有如运行中有热偏差热偏差, ,偏差管的壁温偏差管的壁温, ,有可能超过金属的允许工有可能超过金属的允许工作温度而引起过热作温度而引起过热, ,这样会使管子蠕胀速度加快甚这样会使管子蠕胀速度加快甚至损坏至损坏爆管。爆管。 4343 运行中运行中确保燃烧稳定；烟气均匀充满炉膛；适时投入吹灰确保燃烧稳定；烟气均匀充满炉膛；适时投入吹灰器减器减少积灰和结渣，沿炉膛宽度方向速度场和温度场尽量均匀少积灰和结渣，沿炉膛宽度方向速度场和温度场尽量均匀（燃烧器、双风机、管子及时更换等）（燃烧器、双风机、管子及时更换等） 受热面分级（段

26、）受热面分级（段） 减少热偏差的措施减少热偏差的措施设计时设计时44采用流量分配均匀的采用流量分配均匀的U U形或多管连接方式形或多管连接方式根据管圈所处的热负荷根据管圈所处的热负荷采用不同的管径和采用不同的管径和不同壁厚的蛇形管管圈不同壁厚的蛇形管管圈，均匀各管流量均匀各管流量 减少热偏差的措施减少热偏差的措施间的间的“烟气走廊烟气走廊” 防止在运行中的摆动，有效地消除管、屏防止在运行中的摆动，有效地消除管、屏采用各种定距装置，保证受热面节距，采用各种定距装置，保证受热面节距，受热面各级之间通过中间联箱进行混合；联箱连接管左右交叉受热面各级之间通过中间联箱进行混合；联箱连接管左右交叉，避免避

27、免前一级的热偏差延续到下一级而造成各级受热面热偏差的迭加前一级的热偏差延续到下一级而造成各级受热面热偏差的迭加 4546沿烟道宽度采用平行混合流沿烟道宽度采用平行混合流474849一、汽温要求一、汽温要求维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度。维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度。汽温允许波动范围汽温允许波动范围+5+51010。二、汽温特性二、汽温特性 1.1.对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的增加，汽温增加。增加，汽温增加。2.2.辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的增加，汽温降低。增加，汽温降低。

28、50n 锅炉负荷锅炉负荷 运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素51n 锅炉负荷锅炉负荷 采用辐射一对流式受热面采用辐射一对流式受热面，可获得较，可获得较为平坦的汽温变化特性，为平坦的汽温变化特性，减小汽温调节减小汽温调节幅度，提高机组对负荷变化的适应性幅度，提高机组对负荷变化的适应性, ,图中曲线图中曲线2 对流受热面对流受热面 锅炉负荷锅炉负荷D D增加，增加，流经流经对流受热面烟速和烟温提高，工质焓增对流受热面烟速和烟温提高，工质焓增升高，升高，出口蒸汽温度上升，出口蒸汽温度上升，图中曲线图中曲线3 3 辐射受热面辐射受热面 锅炉负荷锅炉负荷D D增加，工质流量和煤耗量增加，工质流量和

29、煤耗量B B相应增加相应增加，炉内，炉内辐射热辐射热 Q Qf f 并不按比例增多，并不按比例增多， Q Qf f /D /D 减少，辐射受热面中蒸汽的焓增减减少，辐射受热面中蒸汽的焓增减少，少，出口蒸汽的温度下降，出口蒸汽的温度下降，图中曲线图中曲线1 1蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系称之为蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系称之为汽温特性汽温特性，采用不同传热方式，采用不同传热方式的过热器与再热器，汽温变化特性不同的过热器与再热器，汽温变化特性不同运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素525354n 过量空气系数过量空气系数n 燃料性质燃料性质 n 给水温度给水温度t tgsgs 运行中影响汽温的

30、因素运行中影响汽温的因素传热加强，传热加强，导致出口过热汽温升高导致出口过热汽温升高, ,以后者为主以后者为主低低；对流过热器则由于燃烧生成的烟气量增多，烟气流速增大，对流；对流过热器则由于燃烧生成的烟气量增多，烟气流速增大，对流增加，增加，炉膛温度水平降低，辐射传热减弱，炉膛温度水平降低，辐射传热减弱，辐射受热面出口汽温降辐射受热面出口汽温降 面面出口蒸汽温度因此升高出口蒸汽温度因此升高。辐射式受热面的出口汽温影响不大辐射式受热面的出口汽温影响不大t tgsgs降低降低，煤耗量煤耗量B B增加，炉内烟气量增加，出口烟温增加，增加，炉内烟气量增加，出口烟温增加，对流受热对流受热 燃烬时间增长，

31、火焰中心上移，燃烬时间增长，火焰中心上移，导致汽温升高导致汽温升高 低，出口烟温升高，低，出口烟温升高，过热器出口汽温升高。煤粉变粗时，过热器出口汽温升高。煤粉变粗时，煤粉在炉内煤粉在炉内 燃煤中的燃煤中的M M和和A A增加增加，烟气容积增大，烟速提高；而炉内温度水平降烟气容积增大，烟速提高；而炉内温度水平降55 n 受热面污染情况受热面污染情况 n 燃烧器的运行方式燃烧器的运行方式 运行中影响汽温的因素运行中影响汽温的因素下排，由于下排，由于火焰中心下移火焰中心下移，会使，会使汽温下降。汽温下降。摆动燃烧器喷嘴摆动燃烧器喷嘴向下倾斜或多排燃烧器从上排喷嘴切换至向下倾斜或多排燃烧器从上排喷嘴

32、切换至或管内结垢时，或管内结垢时，导致汽温下降导致汽温下降 的烟温增高，的烟温增高，过热汽温上升；过热汽温上升；过热器过热器本身本身严重严重积灰、结渣积灰、结渣 过热器之前的受热面发生积灰或结渣时过热器之前的受热面发生积灰或结渣时，进入过热器区域进入过热器区域56n 运行中规定汽温偏离额定值的波动不能超过一运行中规定汽温偏离额定值的波动不能超过一1010十十55 汽温过高，汽温过高，金属的许用应力下降，危及机组的安全运行；金属的许用应力下降，危及机组的安全运行； 汽温下降，汽温下降，循环热效率降低；再热汽温变化过于剧烈，还会引起汽机循环热效率降低；再热汽温变化过于剧烈，还会引起汽机中压缸的转子

33、与汽缸之间的相对胀差变化，汽机振动增大中压缸的转子与汽缸之间的相对胀差变化，汽机振动增大 蒸汽侧调节蒸汽侧调节 通过改变蒸汽热焓调节汽温，主要有喷水减温器通过改变蒸汽热焓调节汽温，主要有喷水减温器 烟气侧调节烟气侧调节 通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法（如烟气再循环、摆动燃烧器）或改变流经过热器、再热器比例的方法（如烟气再循环、摆动燃烧器）或改变流经过热器、再热器烟气量的方法（如分隔烟气挡板）调节汽温烟气量的方法（如分隔烟气挡板）调节汽温n 蒸汽调温的主要方式蒸汽调温的主要方式汽温调节汽温调节57三、汽温调节装置三、汽温

34、调节装置 1.1.蒸汽侧调节蒸汽侧调节（1 1）表面式减温器：设计原理）表面式减温器：设计原理（2 2）混合式减温器（喷水减温器）：）混合式减温器（喷水减温器）： 减温器布置位置、水源减温器布置位置、水源喷水减温器喷水减温器 是蒸汽侧调节、过热蒸汽温度调节、是蒸汽侧调节、过热蒸汽温度调节、降温调节、单向调节。降温调节、单向调节。58n 喷水减温器是将清洁度很喷水减温器是将清洁度很高的水直接喷入过热蒸汽中以高的水直接喷入过热蒸汽中以降低汽温降低汽温 n 喷水减温装置通常安装在喷水减温装置通常安装在过热器连接管道或联箱中过热器连接管道或联箱中 n 主要有旋涡式、多孔喷管主要有旋涡式、多孔喷管式两种

35、式两种 n 结构简单、调节灵敏，易结构简单、调节灵敏，易于自动化，可靠性高于自动化，可靠性高喷水减温方法喷水减温方法596061626364布置过热器系统注意的几个问题布置过热器系统注意的几个问题（1）饱和蒸汽从汽包出来，首先进入顶棚过热器。因为）饱和蒸汽从汽包出来，首先进入顶棚过热器。因为顶棚过热器的受热强度大、热偏差大，这时的蒸汽温度比顶棚过热器的受热强度大、热偏差大，这时的蒸汽温度比较低，安全有保障。较低，安全有保障。（2）过热器要分级，每级不超过）过热器要分级，每级不超过250420kJ/kg.，否则，否则热偏差太大，金属管子不安全。热偏差太大，金属管子不安全。（3）后屏过热器不能当高

36、温过热器，因为后屏过热器在）后屏过热器不能当高温过热器，因为后屏过热器在炉膛出口，烟气温度高，如果蒸汽温度也高，金属管子就炉膛出口，烟气温度高，如果蒸汽温度也高，金属管子就不安全了。不安全了。（4）过热器系统的喷水减温器一般安排两级。第一级在）过热器系统的喷水减温器一般安排两级。第一级在后屏过热器的入口，粗调蒸汽温度，保证后屏过热器管子后屏过热器的入口，粗调蒸汽温度，保证后屏过热器管子的安全；第二级在最后一级过热器之前，细调蒸汽温度，的安全；第二级在最后一级过热器之前，细调蒸汽温度，保证过热蒸汽的最终温度。保证过热蒸汽的最终温度。65 高温过热器和高温再热器的金属管子一般要高温过热器和高温再热

37、器的金属管子一般要用合金钢（合金元素总量超过用合金钢（合金元素总量超过5%的金属）管子的金属）管子 典型的过热器系统：汽包典型的过热器系统：汽包顶棚过热器顶棚过热器低低温对流过热器温对流过热器屏式过热器屏式过热器高温对流过热器冷高温对流过热器冷段段高温对流过热器热段高温对流过热器热段 66 用挡板将尾部烟道分隔成两个并列用挡板将尾部烟道分隔成两个并列烟道，其一布置再热器，另一侧布烟道，其一布置再热器，另一侧布置过热器置过热器n 结构简单，操作方便但延迟结构简单，操作方便但延迟较大，挡板宜布置在烟温低于较大，挡板宜布置在烟温低于400 400 O OC C 的区域，以免烧坏的区域，以免烧坏 n

38、调节布置在受热面后的烟气挡调节布置在受热面后的烟气挡板开度，可改变流经两烟道的烟板开度，可改变流经两烟道的烟气量达到调节再热汽温的目的气量达到调节再热汽温的目的分隔道挡板分隔道挡板6768烟气再循环烟气再循环n 耗电量增大，风机磨损大。国耗电量增大，风机磨损大。国 内多用于燃油锅炉内多用于燃油锅炉n 采用再循环风机从锅炉尾部低采用再循环风机从锅炉尾部低 从而达到调节汽温的目的从而达到调节汽温的目的 射和对流受热面吸热量的比例，射和对流受热面吸热量的比例，送回到炉膛，用以改变锅炉内辐送回到炉膛，用以改变锅炉内辐气，从炉膛底部气，从炉膛底部( (如冷灰斗下部如冷灰斗下部) ) 一部分温度为一部分温

39、度为250250350350O O C C的烟的烟 温烟道中温烟道中( (一般为省煤器后一般为省煤器后) )抽出抽出69低负荷的时候，低负荷的时候，用再循环用再循环风机从尾部低温烟道中风机从尾部低温烟道中（省煤器后），抽出一部（省煤器后），抽出一部分低于分低于400的的 烟气，烟气，送送回炉膛底部，调节再热蒸回炉膛底部，调节再热蒸汽温度。汽温度。高负荷的时候，高负荷的时候，用再循环用再循环风机从尾部低温烟道中风机从尾部低温烟道中（省煤器后），抽出一部（省煤器后），抽出一部分低于分低于400的的 烟气，烟气，送送回炉膛上部，起到保护屏回炉膛上部，起到保护屏式过热器、防止炉膛出口式过热器、防止炉膛

40、出口结渣的作用结渣的作用 70 摆动式燃烧器摆动式燃烧器 停用各层燃烧器停用各层燃烧器 调温幅度较小，一般应与其它调温方式配合使用调温幅度较小，一般应与其它调温方式配合使用 摆动式燃烧器调节再热汽温的同时，会影响到过热汽温摆动式燃烧器调节再热汽温的同时，会影响到过热汽温改变火焰中心位置改变火焰中心位置燃烧器上下摆动土燃烧器上下摆动土202030300 0，炉膛出口，炉膛出口烟温变化约烟温变化约110110140140，调温幅度可达，调温幅度可达40406060。燃烧器上倾角过大会增加燃燃烧器上倾角过大会增加燃料的未完全燃烧损失；下倾角过大又会料的未完全燃烧损失；下倾角过大又会造成冷灰斗的结渣造

41、成冷灰斗的结渣锅炉在满负荷运行时，过热汽温和再热汽温均达到额定值，过热器减温锅炉在满负荷运行时，过热汽温和再热汽温均达到额定值，过热器减温水量理论上为零；水量理论上为零；负荷降到负荷降到50506060额定负荷时，过热器减温水量达到最大额定负荷时，过热器减温水量达到最大 锅炉负荷下降，再热汽温下降，燃烧器向上摆动，过热汽温随之上升，锅炉负荷下降，再热汽温下降，燃烧器向上摆动，过热汽温随之上升，需要增加减温水量。需要增加减温水量。7172再热器的工作特点：再热器的工作特点：（1）再热器是一个中压过热器，蒸汽压力低、蒸）再热器是一个中压过热器，蒸汽压力低、蒸汽密度小、放热系数小，对金属管壁的冷却能

42、力汽密度小、放热系数小，对金属管壁的冷却能力差。差。（2）受到阻力损失的限制，很少用混合、交叉，）受到阻力损失的限制，很少用混合、交叉，因而热偏差大。因而热偏差大。（3）一方面进口的蒸汽是高压缸的排汽，低负荷）一方面进口的蒸汽是高压缸的排汽，低负荷时来汽温度降低了，但是要求出口汽温达到额定时来汽温度降低了，但是要求出口汽温达到额定值，这就要求再热器多吸收热量。另一方面再热值，这就要求再热器多吸收热量。另一方面再热器布置在过热器的后面，低负荷时吸热少。两个器布置在过热器的后面，低负荷时吸热少。两个因素矛盾，因此要再热器系统有比较大的调温幅因素矛盾，因此要再热器系统有比较大的调温幅度。度。 73再

43、热器汽温调节方式再热器汽温调节方式为什么不推荐采用喷水减温？为什么不推荐采用喷水减温？ 与过热器布置有关，降低蒸汽做功的效率与过热器布置有关，降低蒸汽做功的效率大型锅炉常用的调温方式：大型锅炉常用的调温方式：（1 1）微量喷水减温器）微量喷水减温器-再热汽温再热汽温 精确调节再热器温，减少再热器的热偏差。精确调节再热器温，减少再热器的热偏差。 位置：再热器出口。位置：再热器出口。 水的来源：给水泵中间抽头。水的来源：给水泵中间抽头。（2 2）事故喷水减温器）事故喷水减温器-再热汽温再热汽温 位置：低温再热器入口处。位置：低温再热器入口处。74第五节第五节 过热器和再热器的烟气侧工过热器和再热器

44、的烟气侧工作过程作过程本节要求掌握过热器积灰和高温腐蚀的机理，危害及减本节要求掌握过热器积灰和高温腐蚀的机理，危害及减轻的措施。轻的措施。一、积灰一、积灰 DepositDeposit 烟气中的飞灰沉积在管束外表面的现象称为积灰。烟气中的飞灰沉积在管束外表面的现象称为积灰。 1. 1.飞灰飞灰 根据灰的易熔程度可分为三部分根据灰的易熔程度可分为三部分: :低熔灰、中熔灰和高低熔灰、中熔灰和高熔灰。熔灰。 飞灰直径分细径灰群飞灰直径分细径灰群(10(30 (30微米微米) )三个灰群。三个灰群。 75形成机理：形成机理： （1）低熔灰在高温过热器区未凝固，当接触温度较低）低熔灰在高温过热器区未凝

45、固，当接触温度较低的受热面时就凝固在受热面上，形成粘性灰层。，一些的受热面时就凝固在受热面上，形成粘性灰层。，一些中熔、高熔灰粒被粘附在粘性灰层中。中熔、高熔灰粒被粘附在粘性灰层中。 （2）烟气中的氧化硫气体在对灰层的长期作用下，形）烟气中的氧化硫气体在对灰层的长期作用下，形成白色硫酸盐的紧密结实灰层，这个过程称为烧结。中成白色硫酸盐的紧密结实灰层，这个过程称为烧结。中熔和高熔灰在紧密结实灰层表面进行着动态沉积，形成熔和高熔灰在紧密结实灰层表面进行着动态沉积，形成松散而且多孔的外灰层。松散而且多孔的外灰层。7677积灰的危害：积灰的危害：经济性、安全性经济性、安全性对于容易积粘结灰的燃料，必须采取相应措施：对于容易积粘结灰的燃料，必须采取相应措施： (1) (1)选取有效的吹灰装置。选取有效的吹灰装置。 (2) (2)正确设计和布置对流面。正确设计和布置对流面。 顺列布置、大横向节距。顺列布置、大横向节距。 (