第06课时单元电厂热力设备及运行第02章受热面...ppt

1、三、热偏差分析、热偏差概念热偏差的影响因素减轻热偏差的措施，1、热偏差概念、热偏差：并联管中蒸汽焓的增加各不相同，出口蒸汽温度也不同的现象称为热偏差。 热偏差系数：受热面并列管的个别管工质焓增加和并列管工质的平均焓增加的比。热偏差系数、hmt偏差管内1kg的工程科学焓增加、kJ/kg； hav全管组的工质平均焓增加，kJ/kg。 偏差越大，1越好，(2-1)，2 .热偏差的危害是管组出口蒸汽的平均温度满足设计要求，但是个别受热面管(偏差管)的吸热多，引起该受热面管的金属的过度升温，造成高温蠕变损伤，甚至爆管。 允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最高允许值时的热偏差。 允许热偏差、(hmt

2、)max偏差管内1kg的工程科学允许焓增加、kJ/kg； (2-2)、3 .产生热偏差的原因是由于热不均匀的水力不均匀结构不均匀，一般过热器和再热器的各平行线圈的直径和长度基本一致，热面积基本相同，因此热偏差主要依赖于热不均匀和水力不均匀。 4、热偏差影响因素影响热不均匀的因素：烟侧温度场和速度场分布不均匀：锅炉炉膛内或炉膛出口、烟侧温度场和速度场分布不均匀是导致热不均匀的主要因素。 一般来说，沿炉高、炉宽的热负荷分布不均匀，对流排烟道中间的热负荷大，两侧的热负荷小。 燃烧器负荷不均匀，煤粉量和风量不均匀，炉内火焰充满度差，引起热不均匀。 受热面的污染：炉膛内的部分水冷壁的渣、过热器或再热器的

3、部分渣或灰堆积，引起热的不均匀。 影响水力不均的因素：沿油箱静压各管环的进出口压差不均匀变化，引起水力不均匀。 线圈电阻系数不同，引起水力不均。 管吸热不均：吸热多的管蒸汽温度高，容积大，阻力大，减少工作产水量，增大热偏差。 5 .减轻热偏差的措施是将过热器的受热面分为几个阶段，在各个阶段之间设置中间罐，与一盏茶混合，以消除前一阶段的热偏差。 将左右两侧管组的蒸汽交替交换，减小左右两侧吸热不均的影响。 进出口挤压筒采用合理的合并方式。 内外圈交叉配置。 根据负荷的变化合理运送燃烧器，尽量使烟的温度场和在速度场中的分布均匀。 及时吹灰，减少灰和渣。 对流过热器左右交换连接系统、(a) (b )图

4、2-14对流过热器连接系统(a )利用蒸汽连接管左右交换(b )利用蒸汽中间罐左右交换的1饱和蒸汽箱2中间罐3出口联合体4集汽连箱5蒸汽连接管、对流过热器三级配置系统， 图2-15三级配置系统1鼓2第一级过热器3第二级过热器4第三级过热器5中间罐6减温器7过热器出口连接箱8交叉管9集汽连接箱、4、过热蒸气温度调节方法1 .蒸汽温度调节的必要性、蒸汽温度过高时管壁的过温、金属蠕变速度加快，寿命降低。 例： 12cr1mov :在1.0万小时(585 )、3万小时(595 )过温度1020下寿命减半。 汽温过低会影响发电厂的循环热效率，增加发电煤的消耗量。 每当过热蒸气温度1.0下降，发电站的循环

5、热效率就下降了约0.5%。 蒸汽温度过低会增加蒸汽轮机的蒸汽大气湿度，影响蒸汽轮机末级叶片的安全工作。 再热蒸汽温度变化剧烈，中压缸转子与缸之间的相对膨胀差变化，蒸汽轮机剧烈，振动安全性降低。 在70%负荷范围内变化时，过热蒸气温度和额定值的偏差必须在105的范围内。 2 .蒸汽温度特性，定义：蒸汽温度与锅炉负荷的关系，称为蒸汽温度特性。 辐射式过热器：的锅炉负荷d增加，工质量产水量和煤消耗量b增加，炉内辐射热Qf不成比例地增加，Qf/D减少，辐射受热面上的蒸汽焓减少，出口蒸汽的温度降低，如图中曲线1所示，火炉出口烟温上升。、汽温()、图2-16气温特性曲线1-辐射式过热器； 2-对流式过热器

6、3-半辐射式过热器、对流过热器：锅炉负荷d增加，在对流受热面流动的烟的速度和烟气温度上升，工程科学焓上升，出口蒸汽温度上升。 半辐射式过热器：得到较平平整整的汽温变化特性，可以减小汽温调节幅度，提高尤针织面料对负荷变化的适应性。大型电站锅炉过热器系统和再热器系统的蒸汽温度特性，大型电站锅炉过热器系统的蒸汽温度特性：大型电站锅炉过热器系统的辐射吸热份额不大，过热器整体的气温特性为对流式，即负荷增加时出口蒸汽温度增加或负荷降低时出口蒸汽温度降低。 大型电站锅炉再热器系统的汽温特性：具有更明显的对流特性。 这是因为再热器大多配置在对流排烟道中，大多配置在高温对流过热器之后。 负载降低时，再热器的入口

7、蒸汽温度(蒸汽轮机高压缸的排气蒸汽温度)进一步降低，负载降低时，再热蒸汽温度的降低比过热器蒸汽严重得多。 3、运行中影响蒸汽温度的因素、过剩空气系数：过剩空气系数增加，送入炉膛的风量增加，炉膛温度水平降低，辐射传热变弱，辐射式过热器出口蒸汽温度降低的对流过热器由于燃烧而产生的烟的量变多，烟的流速增大，对流换热被强化，出口过热蒸气温度上升，但过热器系统给水温度：为了降低给水温度，保持锅炉负荷一定，煤消耗量增加，炉内排烟量增加，出口排烟温度增加，对流受热面的出口蒸汽温度上升。 辐射式受热面出口蒸汽温度的影响小，因此过热器系统整体的温度变高。 根据运行经验，供水温度下降10%，过热蒸气温度增加45%

8、，煤炭消费量增加0.65%。 通常采用降低负荷的运行方法来确保过热器的安全。火焰的中心位置、燃料性质的影响、火焰的中心位置：火焰的中心上升时，火炉辐射吸热份额降低，配置在火炉上部和水平排烟道内的过热器的传热温度差增大，吸收热量增加，蒸汽量不变化，因此，过热器出口的蒸汽温度上升。 燃料的性质：负荷不变，水分和灰分增加，燃油消耗量增加，烟的容积增大，烟的速度提高，热流增大，炉膛温度水平降低，辐射传热量减少，整体出口蒸汽温度上升。 如果微粉炭变粗或煤的挥发分降低，则微粉炭在炉内燃烧的时间变长，火焰的中心位置上升，过热蒸气温度上升。 饱和蒸汽使用量和排放量、饱和蒸汽大气湿度、受热面污染状况的影响、饱和

9、蒸汽使用量和排放量：吹灰常用的饱和蒸汽和排放量大、燃油消耗量增加、烟容积增加、烟速度上升、传热、过热蒸气温度上升。 蒸汽大气湿度：滚筒水位过高，蒸汽大气湿度增大，蒸汽中的水分气化需要消耗多馀的热量，过热气温下降。 受热面的污染状况：炉受热面的炉渣或灰的堆积，燃油消耗量增加，炉内辐射传热量减少，过热器区域的排烟温度上升，排烟容积增大，排烟速度上升，传热量增大，过热蒸气温度上升的过热器自身的炉渣或灰的堆积，蒸汽温度就降低。 4、汽温调节要求、调节敏锐，过程连续，汽温偏差小，易于自动化。 结构简单，运行可靠。 调节负荷范围宽：过热蒸气为50%额定负荷，再热蒸汽为60%额定负荷。 对工厂热效率的影响很

10、小。 调节幅度满足锅炉运行的要求。 节约钢的消耗。 5、过热蒸气温度调节的方法，表面式降温器：蒸汽侧调节，只能降温，也不能升温。 由于水射流式降温器：是蒸汽侧的调节，只能降温，也不能升温。 摆动式燃烧器：调节排烟侧，可以降温和升温。、表面式降温器的工作原理、优点、缺点和适用范围、工作原理：采用壳和管片式换热器，减少热水通过管道内，蒸汽在壳体内管道之间流动，用水和炉水蒸发制冷蒸汽，达到调节蒸汽温度的目的。 优点：减温水不与蒸汽直接接触，所以对降温水质的要求不太高。 缺点：温控灵敏度差，温控幅度不大，降温蒸汽温度有一定的不均匀性，有时降温器自身可能发生泄漏，影响蒸汽质量。 适用范围：一般用于低压锅

11、炉。水射流式减温器的工作原理、优点、缺点和适用范围、工作原理：直接向蒸汽喷射水，喷射的水在加热、蒸发和过热过程中吸收蒸汽热量，降低蒸汽温度。 优点：结构简单，调节敏捷，温控范围宽，压力损失小，自动化简单，可靠性高。 缺点：对降温水质的要求很高。 一般采用锅炉给水。 适用范围：适用于过热蒸气温度的调节，不太适用于再热蒸汽温度的调节。 由于水喷射再热蒸汽后，在蒸汽轮机，低压缸的蒸汽产水量增加，因此，当尤针织面料的负荷恒定时，高压缸的蒸汽产水量，即高压蒸汽的工作量减少，低压蒸汽的工作量增加，尤针织面料的循环热效率降低。水喷射式降温器的类型：在头式降温器文丘式降温器机械雾化喷水降温器笛形管喷水降温器、

12、头式降温器、过热器连接管或罐上，插入1、2个喷嘴。 水从几个小孔喷出，与蒸汽混合。 为了避免水直接溅到管壁上，引起热应力的交替。 出水部设置了35m的保护茄克衫。 在图2-17头式降温器(a )的水射流降温器构造(b )头构造1、8的罐2、3通讯端口环4套筒5头6管接头7承接台、文丘里式降温器、文丘里管的喉部配置有多列3mm的小孔，减温水通过水室的小孔向蒸气流喷出。 孔的水速约12m/s，喉部蒸汽流速达到70100m/s，水和蒸汽激烈混合雾化，该型降温器蒸汽流动阻力小，水雾化效果好。图2-18文丘利管降温器1降温器连箱2文丘里3出水孔4环状水室5减温水室6混合室、机械雾化水射流降温器、减温水从

13、喷雾器的喷嘴喷出雾化，在文丘里的喉部与高速(70120m/s )蒸汽混合，立即气化过热，降低蒸汽温度。 混合管长约45m，混合管和蒸汽管的间隙为610mm。 该降温器雾化质量好，可适应减温水量频繁变化，且降温幅度大。图2-19机械雾化式降温器1的原子化器2文丘利管3套筒4降温器连箱、长笛管降温器、多孔喷嘴开设了几个注水孔，为了使注水方向与微咸水方向一致，注水孔通常位于背对微咸水方向的一侧。 喷孔径通常为57mm，吐水速度为35m/s。采用图2-20长笛吹管网络链接1多孔管2混合管3降温器连箱、摆动式燃烧器、摆动式燃烧器，改变火焰中心的位置，改变炉膛出口烟温度，调节过热或再热蒸汽温度。 火焰喷嘴

14、向上移动，火焰中心向上移动，炉内的吸热减少，炉出口的烟温上升，蒸汽温度上升。 高负荷：向下倾斜可能会产生冷灰斗的熔渣。 低负荷：向上倾斜可能会增加不完全燃烧损失。 图2-21摆动式燃烧器、摆动式燃烧器的调整范围、优点、缺点和适用范围、上下摆动范围： 2030。 炉膛出口烟温的变化： 110140。 温度幅度： 4060。 多层燃烧器：可以改变运输层的调节。 负荷降低后，停止喷燃器。 优点：调节方便，灵敏度高，不会增加受热面和功耗。 缺点：锅炉效率低下，或者结渣。 应用范围：摆动式燃烧器仅作为蒸汽温度粗调手段，微调时采用水射流降温器。五、典型的过热器系统，图2-22过热器系统图(a)400-13

15、.7/555/555自然循环锅炉(b)400-13.7/555/555直流锅炉(c)670-13.7/540/540省自然循环锅炉(d)670-13.7/540/540 555直流炉1顶棚过热器2氟里昂面板3巴克斯屏4高温对流过热器5低温对流过热器6包壁管7再热器8蒸汽热交换设备、过热器系统的特征：过热器的蒸汽参数越高，过热器的吸热量在锅炉的总吸热量中所占的比例越大，必须在炉膛内配置更多的受热面，因此需要在炉膛内配置大量的屏一般采用辐射式、半辐射式和对流过热器的联合系统，得到良好的过热蒸气温度变化特性. 为了使蒸汽温度调节更加敏感，减少热惯量，在末级过热器前配置降温器，要求末级过热器焓不要变得

16、太大。 为了防止板式过热器的过升温，在面板前作为粗调经常使用降温器。 为了保证过热器的安全运行，尽量减少过热器的偏差，在过热器中，采用多次交叉混合和变位。 过热器系统尽量采用逆流配置，得到较大的传热温差，节约钢材。 而实际使用壁温接近金属允许值，防止过温爆管，避免金属蠕变加速，是运行中的主要问题。 六、再热汽温调节的方法、再热汽温调节的特殊性：当负荷变动时，再热汽温比过热蒸气温急剧变化，幅度大。 其次，再热器采用喷水调节，会降低尤针织面料的循环效率。 喷泉降温不再是再热汽温调节的主要手段。 主要手段包括：烟气再循环摆动式燃烧器烟气挡板蒸汽热交换设备蒸汽旁路法，1 .烟气再循环，利用再循环鼓风机

17、将一部分烟气从锅炉尾部的空气预热器前引出，并从炉膛下部的冷灰斗或炉膛上部送入(减少)，由此可改变锅炉各受热面的吸热分配，从而实现调节蒸汽温度的目的、图2-23排烟资源再生系统1炉膛2省煤器3资源再生风扇4、5再循环烟导入管6锅炉排烟口7排烟道内对流受热面、排烟再循环的原理、优点、缺点及适用范围为：在负载降低的情况下、再循环排烟从炉膛底部被送入的情况下、由于排烟的进入而使炉内温度降低， 炉内辐射吸热减少，但是炉出口的烟气温度变化不大，烟的产水量增加，对流受热面的吸热量增加，蒸汽的温度上升。 一般来说，每当再循环烟量增加1，再热蒸汽温度就增加2，如果再循环烟量是2025，就可以进行4050的温度调

18、节，温度幅度比较大。 负荷变高时，循环烟在炉膛出口被输送到炉内，炉膛的吸热量的变化小，炉膛出口的烟温显着降低，水平排烟道的高温受热面的吸热量减少，尾部排烟道的低温受热面的吸热量增加，此烟再循环的再热蒸汽温度的调节小，主要是防止炉膛出口的高温受热面的炉渣和过温度。 优点：宽度大，迟滞现象小，调节灵敏，能减少NOX排放。 缺点：资源再生风扇电功耗增大，磨损大，影响燃烧器点火。 应用范围：适用于油炉和瓦斯炉，不适用于不易着火的煤气灶。 2、烟的挡板、排烟道分为两个并联排烟道。 一个排烟道配置着再热器，另一个排烟道配置着过热器。 在过热器、再热器下面配置省煤器和烟的挡板。 负载变化时，改变通过再热器的烟的量来调节再热蒸汽温度。 图2-24排烟遮挡板、排烟遮挡板