锅炉原理课件：水冷壁过热器再热器

锅炉原理水冷壁、过热器、再热器目录炉膛水冷壁1汽包2过热器与再热器的作用及结构3过热器与再热器的汽温特性41/36目录炉膛水冷壁1汽包2过热器与再热器的作用及结构3过热器与再热器的汽温特性42/36一、炉膛水冷壁3/36内容1、水冷壁的作用2、水冷壁分类3、卫燃带4、炉顶、折烟角及冷灰斗一、炉膛水冷壁水冷壁：敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面4/36一、炉膛水冷壁5/361、水冷壁的作用吸收火焰热量,主要通过辐射亚临界锅炉：蒸发受热面超临界锅炉：加热受热面保护炉墙悬吊炉墙防止炉壁结渣一、炉膛水冷壁600MW П形控制循环锅炉断面图6/36一、炉膛水冷壁2、水冷壁分类光管式水冷壁：通过锅筒及集箱连接起来的一排布置在锅炉内侧的光管受热面。膜式水冷壁：各光管间用鳍片或扁钢焊接成的一组管屏。光管；(b)

鳍片管焊成的膜式水冷壁；

(c)用扁钢焊成的膜式水冷壁；(d)

涂有耐火水泥的销钉管水冷壁；

(e)涂有耐火水泥的销钉管膜式水冷壁7/36一、炉膛水冷壁8/36一、炉膛水冷壁钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁9/36一、炉膛水冷壁膜式水冷壁管类型a)光管加扁钢；b)轧制鳞片管；c)烧熔焊；d)焊接鳞片管；e)其他10/36一、炉膛水冷壁光管水冷壁膜式水冷壁优点制造、安装简单对炉墙保护好；炉墙只需保温材料，不用耐火材料，因而炉墙重量♘度大为减少；气密性好，炉膛漏风小，甚至可采用微正压燃烧，提高热效率；厂内预先组装，缩短安装周期，保证质量。缺点保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重制造工艺比较复杂；设计时需考虑的因素较多：需保证水冷壁的整体焊接结构有足够的膨胀延伸自由；需保证检查孔、看火孔等处良好的密闭性等。应用60s以前及小型锅炉几乎全部大型锅炉11/36一、炉膛水冷壁3、卫燃带把一部分水冷壁管表面用耐火材料覆盖，以减小该部位的吸热量。作用：

保持高温，确保迅速着火、稳定燃烧。敷设方法：

在卫燃带区域的水冷壁管表焊上许多长20~25mm、直径6~12mm的销钉，然后敷上耐火材料。卫燃带的构造1—水冷壁管；2—销钉；3—铬矿砂耐火可塑料12/36一、炉膛水冷壁13/364、炉顶、折烟角及冷灰斗大容量锅炉平炉项，由顶棚管过热器组成。折焰(烟)角作用：提高烟气充满度，避免涡流与死角，提高炉膛辐射受热面的利用程度，改善屏式过热器及对流过热器的冲刷条件，防止烟气短路。增加水平连接烟道长度，在不增加锅炉深度下，可布置更多的对流受热面。一、炉膛水冷壁折焰角的作用温度场模拟结果折焰角有折焰角：炉膛上部屏式过热器和水平烟道对流过热器烟气冲刷条件更好。无折焰角：炉膛上部空间利用不充分，烟气易“短路”。14/36一、炉膛水冷壁冷灰斗作用：熔化状态的灰渣下落时，斗状水冷壁的强烈吸热，被迅速冷却成为固态而落入灰斗，定期排出炉外。螺旋冷灰斗的结构煤粉浓度模拟结果15/36冷灰斗目录炉膛水冷壁1汽包2过热器与再热器的作用及结构3过热器与再热器的汽温特性416/36二、汽包(锅筒)17/361、汽包作用汽水分离分离的水经下降管进入锅炉水冷壁，被加热为饱和汽水混合物，再进入汽包；分离的饱和蒸汽进入锅炉过热器，被加热为过热蒸汽；枢纽：连接省煤器、蒸发受热面、过热器。蓄能、蓄水：缓冲压力与水位。二、汽包(锅筒)18/362、汽包与内部装置下降管管座：位于汽包底部，保证下降管入口上部有最大的水层高度，以防下降管进口处工质汽化；下降管入口处装有十字架，以消除大直径下降管进口产生漏斗形水面，防止蒸汽进入下降管，保证锅炉水循环的安全。二、汽包(锅筒)饱和蒸汽引出管下降管19/36汽包筒体上部有：饱和蒸汽引出管管座1；汽水混合物引入管管座2。汽包筒体下部有：给水管管座；连续排污管管座12；事故放水管管座。二、汽包(锅筒)20/36目录炉膛水冷壁1汽包2过热器与再热器的作用及结构3过热器与再热器的汽温特性421/36一、过热器及再热器的作用及结构22/36内容1、过热器的作用及再热器的作用2、过热器及再热器的分类3、过热器系统4、再热器的特点一、过热器及再热器的作用及结构23/361、过热器及再热器的作用过热器：将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽温度。再热器：过热蒸汽在汽轮机高压缸中膨胀作功到一定程度后，再回到锅炉中进行加热，然后再送至汽机中低压缸作功的受热面。本质上也是过热器过热器及再热器都是提高循环效率的需要！循环效率随蒸汽温度升高而提高；采用一次再热可使循环热效率提高4%~6%，采用二次再热可进一步提高2%。一、过热器及再热器的作用及结构24/36过热器和再热器的工作特点:管内工质温度高、传热性能差，金属壁温高，达到金属使用极限。再热器受热面工作条件更差，再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右，蒸汽放热系数比高压蒸汽小，导致管壁金属温度高；锅炉参数提高，容量增大，过热及再热吸热份额增加，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过热受热面向炉膛移动(辐射式过热器)，工作条件更差。设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆管，工质泄露，停机，是锅炉故障最多的部件之一。一、过热器及再热器的作用及结构25/36设计及运行应注意汽温波动不应超过±

(5～10)℃。可靠的调温手段，保证一定范围内维持额定汽温。平行管子之间的热偏差小。一、过热器及再热器的作用及结构2、过热器及再热器的分类按传热方式可分为：对流式，半辐射式和辐射式。辐射式：布置在炉膛中直接吸收炉膛高温火焰辐射热的过热器。有多种布置方式：可布置在炉膛内壁上(墙式过热器),在炉顶(顶棚过热器)，

悬挂在炉膛上部(前屏过热器)。省煤器前屏过热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26/36一、过热器及再热器的作用及结构半辐射式：既吸收炉膛内高温火焰的直接辐射热也吸收烟气对流放热的过热器。一般在炉膛的后上方，通常称为屏式过热器，或后屏过热器(对有前屏过热器的锅炉)。后屏过热器大屏过热器27/36一、过热器及再热器的作用及结构对流式：布置在锅炉对流烟道内主要吸收烟气对流放热的过热器。由许多平行连接的蛇形管连接在进口出口箱上形成的部件。可立式也可卧式放置。1—锅筒；2—主蒸汽阀；3—过热蒸汽出口集箱；4—面式减温器；5—悬吊过热器的梁；6—过热器吊夹；7—低温过热器管子；8—定位支架；9—定位梳形板；10—高温过热器管子中压锅炉立式对流过热器结构28/36一、过热器及再热器的作用及结构根据烟气与蒸汽相对流动方向划分的对流过热器型式a)顺流式；b)逆流式；c)双逆流式；d)混流式29/36蒸汽的流向与烟气可逆流，顺流或混流。纯逆流时，温压大，节省金属，但管壁温高，故高温过热器常采用混流布置。为了足够的冷却，管内蒸汽流速为20~30m/s。一、过热器及再热器的作用及结构过热器的基本结构示例30/363、过热器系统高压以上锅炉，过热器系统包括两种或三种换热方式(辐射、对流)的联合式过热器，保证良好的汽温特性。1—锅筒；2—在炉膛壁上的辐射式过热器；3—炉膛出口处屏式过热器；4—立式对流过热器；5—卧式对流过热器；6—顶棚过热器；7—喷水减温器；8—过热蒸汽出口集箱；9—悬吊管进口集箱；10—悬吊管出口集箱；11—过热器悬吊管；12—支撑搁条；13—水平过热器蛇形管；14—燃烧器一、过热器及再热器的作用及结构31/36一、过热器及再热器的作用及结构32/364、再热器的特点再热器的进汽是汽轮机高压缸的排汽，压力约为主蒸汽压力的~20%，蒸汽与管壁之间的对流放热系数小，对管壁的冷却效果差。再热蒸汽出口温度与过热蒸汽相同，为使再热器管壁不超温，再热器尽量布置在烟气温度较低区域，并在出口段采用高级合金钢。再热蒸汽质量流量为主蒸汽流量的~80%，但由于再热蒸汽压力低、比容大，其容积流量比主蒸汽大得多，因此再热器连接管道直径比主蒸汽管道大，再热器本身也采用大管径多管圈受热面。一、过热器及再热器的作用及结构33/36再热器对传热偏差较敏感。相同温度下，蒸汽的比热随压力的下降而减小，再热蒸汽的比热比过热蒸汽低。因此，在相同的热偏差下，再热蒸汽的出口汽温偏差比过热器大。再热器出口汽温受进口汽温影响，再热器的进汽是汽轮机高压缸的排汽，高压缸排汽温度的变化影响再热器的进口及出口汽温。再热蒸汽侧阻力大小直接影响机组效率，阻力每增加0.98MPa，汽轮机的汽耗增加0.28%，因此再热器本身及其连接管道的阻力越小越好，一般限制在0.2MPa左右。目录炉膛水冷壁1汽包2过热器与再热器的作用及结构3过热器与再热器的汽温特性434/36二、过热器与再热器的汽温特性1、汽温特性过热器或再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系称之为汽温特性，采用不同传热方式的过热器与再热器，汽温变化特性不同。对流式过热器与辐射式过热器的汽温特性是相反的：辐射受热面：负荷增加，工质流量和煤耗量相应增加，然而炉内辐射吸热并不按比例增多，单位工质吸热量减少，受热面