鍋爐原理課件.ppt

1、第二章 鍋爐主要受熱面 2-1 蒸發(fā)受熱面 2-2 過熱器和再熱器 2-3 省煤器和空氣預(yù)熱器,基本要求： 1、掌握鍋爐運行中有哪些因素影響過熱蒸汽汽溫（重點）； 2、了解鍋爐管束、凝渣管、水冷壁的結(jié)構(gòu)特點及作用； 3、了解過熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)特點及作用； 4、掌握尾部受熱面積灰、磨損、腐蝕的機理（難點)。,2-1 蒸發(fā)受熱面 在近代動力鍋爐中，爐墻上均敷設(shè)了水冷壁作為蒸發(fā)受熱面，其傳熱方式主要為輻射換熱。在中壓工業(yè)鍋爐及小容量電站鍋爐中，常把后墻水冷壁的上部拉稀成為凝渣管束，形成對流受熱面。在低壓工業(yè)鍋爐中，爐膛水冷壁滿足不了蒸發(fā)受熱面的需要，還要增加鍋爐管束，這也是對流

2、受熱面，凝渣管和鍋爐管束的傳熱方式主要是對流換熱。 一、鍋爐管束和凝渣管 在小型低壓鍋爐中，常采用上下鍋筒的結(jié)構(gòu)，鍋爐管束就連接在上下鍋筒之間，來自爐膛的煙氣流橫向沖刷管束。對于低壓鍋爐，汽化熱所占的比例較大，僅爐膛水冷壁的吸熱量還不能滿足汽化熱的需要，,因此在爐膛出口還需要布置這樣的對流受熱面。通常在管束中用耐火磚把煙道隔成幾個流程，同時各流程的煙氣流通截面隨煙氣溫度降低而逐漸縮小，以保持足夠高的煙氣流速。一般采用51*3的管子作鍋爐管束，節(jié)距S1=100mm，S2=95mm，彎管半徑R=160mm。 凝渣管是布置在爐膛出口的對流管束。這個管束在結(jié)構(gòu)上橫向和縱向節(jié)距都設(shè)計得很大，因此它本身不

3、容易結(jié)渣，即使在鍋爐燃燒不正常時在凝渣管上結(jié)了一些渣也不容易把煙氣通道堵塞。同時煙氣流過這個管束時，它的溫度會降低幾十度，煙氣中攜帶的飛灰就會因此而凝固，不致粘接在受熱面上。凝渣管可以保護后面密集的過熱受熱面不結(jié)渣堵塞，因此有時它也稱為防渣管束。一般鍋爐中的凝渣管常由后墻水冷壁上部拉稀組成。一般采用60*3.5和60*5的管子，節(jié)距S1/d=3-5，S2/d=3-5?，F(xiàn)代高壓鍋爐及超高壓鍋爐一般不采用凝渣管的結(jié)構(gòu)，而以在爐膛出口的屏式過熱器來代替，同時爐頂也布置頂棚過熱器。,鍋爐管束和凝渣管簡圖,鍋爐管束,凝渣管,二、自然循環(huán)鍋爐水冷壁 1、主要作用：強化傳熱，減少鍋爐受熱面面積，節(jié)省金屬消耗

4、量；（2）保護爐墻，減少融渣和高溫對爐墻的破壞作用。裝設(shè)水冷壁后，爐墻的內(nèi)壁溫度大大降低，因此爐墻的厚度可以減小，重量減輕。（3）對于敷在水冷壁管子上的爐墻，即敷管爐墻，水冷壁也起了懸吊作用。（4）主要受熱面，火焰對水冷壁的輻射傳熱已成為鍋爐傳熱的重要方式。 2、結(jié)構(gòu)形式：水冷壁通常采用=51-60mm的無縫鋼管組成，材料為20#鋼，管壁厚為3-5mm。在中小容量鍋爐上用得比較廣泛的是光管水冷壁，一般貼近爐膛四壁，互相平行的垂直布置，上部與鍋筒或上集箱連接，下部與下集箱相連。光管水冷壁S/d=1.05-1.2。在大容量鍋爐中，較多的采用了膜式水冷壁。膜式水冷壁由光管和鰭片焊接而成。膜式水冷壁的

5、S/d=1.3-1.35。,膜式水冷壁的優(yōu)點,爐膛氣密性好 降低金屬耗量 不用耐火材料，只需輕型絕熱材料，減少爐墻重量。 便于采用懸吊結(jié)構(gòu) 鍋爐蓄熱能力減小，爐膛升溫快，縮短啟動和停爐時間。,水冷壁結(jié)構(gòu)簡圖,3、對于揮發(fā)分低且不易著火的燃料，為使燃料迅速著火和穩(wěn)定燃燒，或在旋風爐及液態(tài)排渣爐中為了獲得較高的溫度，常常需要把一部分水冷壁管表面遮蓋起來，以減少該部位的吸熱量，這部分水冷壁表面稱做衛(wèi)燃帶。常用的敷設(shè)衛(wèi)燃帶的方法是在衛(wèi)燃帶區(qū)域的水冷壁管表面焊上許多長20-25mm、直徑6-12mm的銷釘，然后敷上硌礦砂耐火塑料，在這里銷釘起著冷卻和固定的作用。 4、折焰角的定義：爐膛后墻水冷壁接近爐膛

6、出口處向爐膛內(nèi)突出的部分。 折焰角的作用：改善煙氣流沖刷屏式過熱器的空氣動力特性，增加橫向沖刷的作用增長煙氣流程，加強煙氣混合，使煙氣流沿著煙道高度分布趨于均勻。突出部分通常占爐膛深度的30%左右。,5、膨脹、密封問題：水冷壁一般是上部固定，下部自由膨脹。水冷壁的上集箱固定在支架上，下集箱則由水冷壁懸吊著。水冷壁管自身吊拉件限制其水平移動，以免引起結(jié)構(gòu)變形，但要保證水冷壁能上下滑動。水冷壁穿過爐墻的部分要留出膨脹間隙，為了防止漏風，間隙內(nèi)填充石棉繩。對于敷管爐墻，爐墻貼附在膜式水冷壁管外面形成一個整體，穿墻部分可不留間隙。 2-2 過熱器和再熱器 一、概述 蒸汽過熱器是鍋爐的重要組成部分，它的

7、作用是將飽和蒸汽加熱成為具有一定溫度的過熱蒸汽。 在電力工業(yè)的長期發(fā)展過程中，蒸汽的初參數(shù)（壓力和溫度）不斷地提高，以提高電廠循環(huán)的熱效率。但是，蒸汽溫度的進一步提高受到高溫鋼材的限制。現(xiàn)今絕大多數(shù)電站鍋爐的過熱汽溫停留在540-555的水平。,只提高壓力而不相應(yīng)地提高過熱蒸汽的溫度，會使蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹終止時的濕度過高，影響汽輪機的安全。再熱循環(huán)的采用（相應(yīng)地在鍋爐內(nèi)裝置再熱器），一方面可以進一步提高循環(huán)的熱效率（采用一級再熱可使循環(huán)熱效率提高約4-6%，二級再熱可再提高約2%），另一方面可以使汽輪機末級葉片的蒸汽濕度控制在允許的范圍內(nèi)）。過熱器和再熱器是鍋爐內(nèi)工質(zhì)溫度最高的部件，且過熱蒸

8、汽、再熱蒸汽的吸熱能力較差（冷卻管子的能力），因此，在過熱器和再熱器的設(shè)計和運行中，應(yīng)注意如下問題：運行中應(yīng)保持汽溫穩(wěn)定，汽溫的波動不應(yīng)超過105 ；有可靠的調(diào)溫手段；盡量防止和減少平行管子之間的熱偏差。 過熱器可以根據(jù)它所采用的傳熱方式分為對流過熱器、半輻射過熱器（屏式過熱器）及輻射過熱器。,過熱器結(jié)構(gòu)簡圖,二、對流式過熱器 指布置在鍋爐對流煙道內(nèi)主要吸收煙氣對流熱的過熱器。根據(jù)煙氣和管內(nèi)蒸汽的相互流向，又可分為逆流、順流、混合流三種傳熱方式。逆流布置傳熱溫壓最大，可以節(jié)省金屬耗量，但金屬壁溫最高，工作的安全性較差；順流布置傳熱溫壓小，金屬耗量大，但工作的安全性較好?；旌狭鳛檎壑胁贾?。通常低

9、溫過熱器采用逆流布置，高溫過熱器采用順流布置，單級過熱器采用混合流布置。 根據(jù)管子的布置方式，可分為立式和臥式。蛇形管垂直放置的稱為立式；水平放置的成為臥式。立式布置支吊結(jié)構(gòu)比較簡單，但在停爐時存水不易排出；臥式布置支吊結(jié)構(gòu)比較復雜，但在停爐時存水容易排出。,對流過熱器布置簡圖,過熱器的蛇形管可作成單管圈、雙管圈和多管圈。這與鍋爐的容量和管內(nèi)必須維持的蒸汽速度有關(guān)。大容量鍋爐一般采用多管圈結(jié)構(gòu)。 蒸汽流速的要求：中壓鍋爐，在對流過熱器中取w=1525m/s,在輻射過熱器中取2025m/s。高壓鍋爐，在對流過熱器中冷段取w=911m/s,熱段取w=15-20m/s,在輻射過熱器中取w值比前者高4

10、0-50%。 根據(jù)管子排列方式，可分為順列和錯列(容易積灰且不易清除）布置，國內(nèi)絕大多數(shù)鍋爐采用順列布置。 為了保證管子金屬的可靠冷卻，管內(nèi)工質(zhì)應(yīng)保證一定的質(zhì)量流速，具體數(shù)值見第28頁。但速度越高，工質(zhì)的壓降越大，一般壓降不應(yīng)超過其工作壓力的10%。 在燃煤鍋爐中，煙氣流速一般為10-14m/s；在燃油、燃氣鍋爐中，煙氣流速一般為20m/s。,過熱器的蛇形管采用32-42mm的無縫鋼管，壁厚3-7mm，材質(zhì)20、12Cr1MoV、15CrMo等，S1/d=2.0-3.5。（表23） 過熱器旁路系統(tǒng)見圖29 三、輻射式過熱器 指布置在爐內(nèi)壁面上直接吸收爐膛輻射熱的過熱器。熱負荷高，工作條件惡劣。

11、采用措施：布置在遠離火焰中心的爐膛上部作為低溫過熱器采用較高的質(zhì)量流速，一般=1000-1500kg/（m2.s）。 四、半輻射屏式過熱器 指布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處，既接收爐內(nèi)的直接輻射熱，也吸收煙氣的對流熱的受熱面。它是由許多管子緊密排列的管屏所組成。材質(zhì)采用32-42mm的無縫鋼管，通常S1=600-1200mm，S2/d=1.1-1.2?？梢匀〈?。,屏式過熱器受爐膛火焰的直接輻射，熱負荷比較高，而屏中各管圈的結(jié)構(gòu)和受熱條件的差別又較大，因而屏式過熱器的熱偏差比較大。為了提高其工作的安全性，首先采用較高的質(zhì)量流速=700-1200kg/（m2.s），其次，在結(jié)構(gòu)上采用相應(yīng)的措

12、施（詳見39頁圖223）。 五、包墻管過熱器 為了采用懸吊結(jié)構(gòu)和敷管式爐墻，在水平煙道和后部豎井的內(nèi)壁，象水冷壁那樣布置過熱器管，稱為包墻管過熱器。減輕爐墻重量，簡化爐墻結(jié)構(gòu)。煙氣流速較低，傳熱效果較差。,六、再熱器 實際上是一種中壓過熱器，它具有汽溫高、流量大的特點，工作條件不好。與過熱器相比，主要特點：再熱器蒸汽壓力低，蒸汽比容大，密度小，放熱系數(shù)比過熱蒸汽小得多，僅為過熱器的五分之一。所以，再熱蒸汽對管壁的冷卻能力差；阻力不易過大，一般不超過0.2Mpa；熱偏差較大；要考慮在鍋爐啟停過程及汽輪機甩負荷時的保護問題。 七、過熱器與再熱器系統(tǒng)的設(shè)計與布置 在現(xiàn)代鍋爐中，過熱器和再熱器系統(tǒng)的設(shè)

13、計是較為復雜的，應(yīng)根據(jù)鍋爐容量和參數(shù)綜合考慮管壁溫度、系統(tǒng)阻力、調(diào)溫方式、鋼材耗量等方面的要求，并應(yīng)根據(jù)鍋爐整體的布置作全面考慮，必要時應(yīng)進行不同方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，然后選擇最佳布置系統(tǒng)。 對于低壓小容量鍋爐，過熱器溫不高，比較簡單，一般采用純對流過熱器，布置在對流管束之間煙氣溫度不超過700-800的煙道內(nèi)，采用逆流布置。,對于中壓鍋爐，也采用純對流過熱器，布置在爐膛出口的水平煙道中。過熱器分成兩級，蒸汽的低溫級布置在低溫部分，采用碳鋼作為材料，常用逆流布置；蒸汽的高溫級布置在煙氣的高溫部分，部分或全部應(yīng)用低合金鋼作為材料，常用順流或混流布置，使蒸汽的最高溫度處布置在煙溫比較適中的地方。在兩

14、級過熱器之間用中間集箱連接，使蒸汽混合，并作左右交叉。 在高壓和超高壓以上的鍋爐中，廣泛采用屏式過熱器，也有用輻射過熱器，組成輻射對流過熱器系統(tǒng)。為減輕熱偏差的影響，常需把過熱器分成更多的級數(shù)。 在大型鍋爐中，一般均采用一次再熱的系統(tǒng)，再熱器的布置與采用的保護方式有關(guān)。如果不設(shè)旁路保護，再熱器一般布置在過熱器之后其煙溫應(yīng)低于850，在啟動及汽輪機甩負荷時，允許再熱器短時間干燒。如設(shè)旁路時，再熱器一般與過熱器交叉布置。,八、運行中影響汽溫的因素（詳見180頁） 1、鍋爐負荷：對于對流式過熱器，負荷升高，汽溫上升；對于輻射式過熱器，負荷升高，汽溫下降。 2、過量空氣系數(shù)：過量空氣增大，爐膛出口煙溫

15、增加，燃燒生成的煙氣增多，煙氣流量增大，傳熱加強，導致過熱汽溫升高。 3、給水溫度：給水溫度升高，所需燃料量減少，煙氣容積減少，爐膛出口煙溫降低，過熱汽溫下降。 4、受熱面的污染情況：爐膛受熱面的結(jié)渣或積灰，會使爐內(nèi)輻射傳熱量減少，過熱器區(qū)域的煙氣溫度提高，過熱汽溫升高；過熱器本身的結(jié)渣或積灰將導致汽溫下降。 5、飽和蒸汽用量：當鍋爐采用飽和蒸汽作為吹灰等用途時，飽和蒸汽用汽量增多將使過熱汽溫升高。 6、燃燒器的運行方式：火焰中心提高，過熱汽溫升高。,7、燃料的種類和成分：當燃煤鍋爐改為燃油時，由于煙氣量降低，煙氣流速降低，過熱汽溫將下降。在煤粉鍋爐中，水分增大、灰分增加，都會導致過熱汽溫有所

16、提高。 九、蒸汽溫度的調(diào)節(jié)方法 1、蒸汽側(cè)的調(diào)節(jié) （1）噴水減溫器（圖83）：是將水直接噴入過熱蒸汽中，使水加熱和蒸發(fā)，吸收蒸汽中的熱量，達到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目的。特點：慣性小，調(diào)節(jié)靈活，易于自動化。 （2）表面式減溫器：是一種管殼式換熱器，利用給水或爐水來冷卻蒸汽溫度，達到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目的。特點：水與蒸汽不直接接觸，因而對水質(zhì)沒有特殊要求。中、小型鍋爐用得較多。,通常在設(shè)計過熱器時，其受熱面要設(shè)計得較大些，吸收能力要有余量，以便在負荷的低限時能維持額定汽溫，而在高負荷時，投入減溫器。 （3）汽汽熱交換器 （4）蒸汽旁通法 2、煙氣側(cè)的調(diào)節(jié) (1)分隔煙道擋板調(diào)節(jié)法（圖217）：當再熱器布置在

17、對流煙道內(nèi)時，為了調(diào)節(jié)再熱器溫而采用的辦法。將尾部豎井煙道分隔成兩個平行的煙道，在一個煙道內(nèi)布置低溫再熱器，在另一個煙道內(nèi)布置低溫過熱器或省煤器，在煙井下部的省煤器出口、煙溫較低處裝置煙氣擋板。當再熱汽溫變化時，調(diào)節(jié)擋板的開度，改變流過再熱器的煙氣量，使再熱器吸熱量改變，達到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。為防止擋板產(chǎn)生變形，應(yīng)布置在煙溫低于400的區(qū)域。,(2)煙氣再循環(huán)：從鍋爐尾部低溫煙道中抽出一部分溫度為250350的煙氣送回至爐子底部，可以改變鍋爐各受熱面的吸熱分配，從而達到調(diào)節(jié)汽溫的目的。當再循環(huán)煙氣從爐膛底部送入時，隨著再循環(huán)煙氣量增加，爐膛火焰溫度降低，爐膛輻射吸熱量減少，而爐膛出口煙溫則變

18、化不大。對于對流受熱面，由于煙氣流量增加，煙氣流速增加，使過熱器的吸熱量增加，汽溫升高；當再循環(huán)煙氣從爐膛上部送入時，爐膛吸熱量變化很小，爐膛出口煙溫顯著降低，水平煙道高溫受熱面吸熱量減少，尾部煙道低溫受熱面吸熱量增加，這種煙氣再循環(huán)對再熱汽溫調(diào)節(jié)較小，主要作用是防止爐膛出口處受熱面結(jié)渣和超溫。 (3)改變火焰中心位置的方法：采用擺動式燃燒器，改變火焰中心的位置，從而改變爐膛出口煙氣溫度，調(diào)節(jié)過熱或再熱汽溫。一般燃燒器擺動可達2030度，爐膛出口煙溫變化約110140，調(diào)溫幅度可達4060 ，具有較大的靈敏度。但應(yīng)注意爐膛出口和冷灰斗有可能結(jié)渣。,十、 熱偏差 Heat deviation 1

19、、熱偏差概念 Heat deviation concept 熱偏差：并列管組中每根管的工質(zhì)焓增不同的現(xiàn)象。 熱偏差系數(shù)：受熱面并聯(lián)管中個別管子工質(zhì)焓增與 并聯(lián)管子的平均焓增的比值。,允許熱偏差：管壁金屬溫度達到該金屬材料的最高許用值時的熱偏差。 產(chǎn)生熱偏差的原因： 熱負荷不均系數(shù)、流量不均、結(jié)構(gòu)不均。,2、減少熱偏差的措施 Measurements for reducing the heat deviation 1.受熱面分段串聯(lián) 2.段間連接采取措施: 多管連接 3.在受熱面具體結(jié)構(gòu)上采取措施 均勻管束結(jié)構(gòu)尺寸；減小管束前煙氣 空間的深 度；增大聯(lián)箱直徑；短接、交叉連接屏式過熱 器管子 如下

20、圖所示,十一、過熱器和再熱器管壁的沾污及高溫腐蝕 1、過熱器和再熱器沾污的特點及影響 （1）特點 布置在爐膛上部和水平煙道中的屏式過熱器和對流式過熱器或再熱器受熱面上的沾污通常屬于高溫燒結(jié)性積灰。正常運行時該處煙溫約為7001100，已低于灰的開始變形溫度（DT），不會產(chǎn)生融渣粘結(jié)。但是，在此溫度下，在燃燒過程中升華的鈉、鉀等堿金屬氧化物尚呈氣態(tài)，遇到溫度稍低的過熱器或再熱器即凝結(jié)在管壁上，形成白色薄灰層。冷凝在管壁上的堿金屬氧化物與煙氣中的三氧化硫反應(yīng)生成硫酸鹽，然后與飛灰中的氧化鐵、氧化鋁反應(yīng)生成復合硫酸鹽。,復合硫酸鹽在500800范圍內(nèi)呈熔融狀，會粘結(jié)飛灰并繼續(xù)形成粘結(jié)物，使灰層迅速增

21、厚。當燃料中硫及堿金屬含量較高時容易在高溫過熱器或再熱器發(fā)生較嚴重沾污。該熔融灰渣層會被高溫燒結(jié)，形成有較高機械強度的密實積灰層。煙溫越高，燒結(jié)時間越長，灰渣的強度越高，越難清除。 （2）沾污的影響 (1)高溫腐蝕，引起爆管；沾污結(jié)渣后，煙氣阻力增大，煙氣流速減小，而未沾污處煙氣流速大傳熱增強。(2)再加上被沾污管的傳熱能力下降，造成管排間的吸熱不均勻，從而產(chǎn)生較大的熱偏差，引起過熱器出口處管壁超溫；(3)沾污后吸熱能力下降，導致排煙溫度升高，從而使機組的經(jīng)濟性降低。,2、高溫腐蝕的防止（194頁） （1）控制管壁溫度 （2）采用低氧燃燒 （3）選擇合理的爐膛出口煙溫 （4）定時對過熱器和再熱

22、器進行吹灰 （5）合理組織燃燒，防止水冷壁結(jié)渣、火焰中心偏斜等引起熱偏差的現(xiàn)象發(fā)生，減少過熱器與再熱器的污染結(jié)渣。,2-3 省煤器和空氣預(yù)熱器 一、 概述 省煤器是利用鍋爐尾部的煙氣熱量加熱給水的熱交換裝置。省煤器的應(yīng)用，開始是為了降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料消耗量，因此稱為省煤器。為了降低排煙溫度，提高鍋爐效率，只依靠蒸發(fā)受熱面非但不經(jīng)濟，而且受到很大的限制。因為蒸發(fā)受熱面中的工質(zhì)溫度等于工質(zhì)在工作壓力下的飽和溫度，煙氣溫度絕不能冷卻到低于或達到這一溫度，必須保持一定的溫差，才能有效的傳遞熱量。因此，在老式鍋爐中，排煙溫度很高，一般在300-400，排煙熱損失很大。,空氣預(yù)熱器是利用

23、鍋爐尾部的煙氣熱量來加熱燃燒用的空氣的一種熱交換裝置。在近代火力發(fā)電站中，一般都利用汽輪機抽汽來預(yù)熱給水。目前給水預(yù)熱的溫度相當高，而且隨著工質(zhì)參數(shù)的提高，采用多級給水加熱器，給水預(yù)熱溫度不斷提高。當鍋爐壓力由4Mpa提高到14Mpa時，給水溫度由150提高到240。由于省煤器的進口水溫較高，它將無法將煙氣冷卻到合乎經(jīng)濟要求的溫度，然而冷空氣溫度低，因此可以用空氣預(yù)熱器來達到吸收排煙中熱量的目的。,二、省煤器 1、主要作用：在低壓鍋爐中，裝設(shè)省煤器主要為了降低排煙溫度，提高鍋爐的熱效率；在中壓、高壓和超高壓鍋爐中，由于給水溫度高，并采用了空氣預(yù)熱器，因此，省煤器的應(yīng)用主要為了減少蒸發(fā)受熱面，以

24、廉價的省煤器受熱面取代價格昂貴的蒸發(fā)受熱面；對于鍋筒式鍋爐，給水經(jīng)省煤器提高溫度后再進入鍋筒，也減輕了鍋筒所承受的熱應(yīng)力的影響。 2、按照出口工質(zhì)的狀態(tài)可將其分為沸騰式和非沸騰式兩種。如果出口水溫低于飽和溫度，叫做非沸騰式省煤器；如果水被加熱到飽和溫度并產(chǎn)生部分蒸汽，就叫做沸騰式省煤器。對于中壓鍋爐，由于水的汽化潛熱大，因而蒸發(fā)吸熱量大，為不使爐膛出口煙溫過低，有時就采用沸騰式省煤器，以減少爐膛內(nèi)蒸發(fā)吸熱量。,但是，沸騰式省煤器中生成的蒸汽量一般不應(yīng)超過20%，以免省煤器中流動阻力過大和產(chǎn)生汽水分層。隨著工作壓力的升高，水的汽化潛熱減少，預(yù)熱熱增大，省煤器內(nèi)水幾乎總是處于非沸騰狀態(tài)。對于亞臨界

25、壓力的鍋爐，省煤器出口的水可能有較大的欠焓，這樣爐膛中水冷壁的吸熱量有一部分將用于欠焓水的加熱。 3、 按照其所用材料的不同可分為鑄鐵式和鋼管式兩種。鑄鐵式耐磨損和耐腐蝕，但不能承受高壓。目前只能用在小容量鍋爐上。鋼管式省煤器由許多并列的管徑為28-32mm蛇形管組成，管子通常為錯列布置，管束的縱向節(jié)距s2就是管子的彎曲半徑，所以減小節(jié)距就是減小彎曲半徑，當管子彎曲時，彎頭的外側(cè)管壁將變薄。彎曲半徑愈小，外壁就愈薄，管壁強度降低的就愈多。因此，s1/d=2-3，s2/d=1.5-2。為了減輕磨損有時采用順列布置，6m/sWy9m/s。,4、省煤器的管子固定在支架上，支架支撐在橫梁上，而橫梁則與

26、鍋爐的鋼架相連接。橫梁位于煙道內(nèi)，受到煙氣加熱，為避免過熱，多將橫梁作成空心，外部用絕熱材料包起來?；蛘甙阉拥剿惋L系統(tǒng)，用空氣來冷卻。 5、為了便于檢修，省煤器管組的高度是有限制的。當管子為緊密布置時（s2/d小于1.5），管組的高度不得大于1m，布置較稀時，則不得大于1.5m。如果省煤器受熱面較多，沿煙氣行程的高度較大時，就應(yīng)把它分成幾個管組。管組之間留有高度不小于600-800mm的空間。省煤器與其相鄰的空氣預(yù)熱器間的空間高度不小于800-1000mm，以便于進行檢修和清除受熱面上的積灰。 6、省煤器的蛇形管在煙道中可以垂直于鍋爐前墻，也可以同前墻平行。由于鍋爐尾部煙道寬度大而深度小，當

27、管子垂直于前墻布置時，并列管數(shù)較多，因而水速較小，此時管子的支吊較簡單，因為煙道深度較小，只要在兩端彎頭附近支吊已經(jīng)足夠。（詳見圖226）,但是，采用這樣的布置，全部的蛇形管都要穿過尾部煙道的后墻，由于離心力的作用，煙氣中灰粒子大多集中在靠后墻一側(cè)，全部的管子都要遭到飛灰的磨損。 7、省煤器的蛇形管的水速過低會造成氧氣附于金屬內(nèi)壁上，造成局部腐蝕汽水分層，金屬管壁溫度過高，水面上下波動，金屬疲勞破裂。因此，對于沸騰式省煤器，水速大于1m/s，對于非沸騰式省煤器大于0.3 m/s。 8、為了強化傳熱，可采用鰭片式、膜式省煤器，可使受熱面體積減少25-30%，使省煤器的結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時也可以采用

28、較大的橫向節(jié)距，減輕磨損。 三、空氣預(yù)熱器 1、主要作用：不僅能吸收排煙中熱量，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，而且還由于空氣的預(yù)熱改善了燃料的著火和燃燒過程，從而減少了燃料的不完全燃燒熱損失，進一步提高鍋爐的熱效率，這對于燃用難著火的燃料尤為重要。,2、管式空氣預(yù)熱器 ：是我國使用很廣的一種空氣預(yù)熱器，其結(jié)構(gòu)如圖234所示。煙氣在管中縱向流動，空氣在管外橫向沖刷受熱面。為了制造、運輸、安裝的方便，管式空氣預(yù)熱器多制成“管箱”的形式。在安裝時把管箱拼在一起焊牢，就可組成一個完整的空氣預(yù)熱器。 在我國管式空氣預(yù)熱器近年來都是用401.5的有縫鋼管焊在兩端較厚的管板上制成（有時管板間還有把氣流隔成幾個

29、流程的管板），外部有時還焊一些鋼架以增強其強度。 管子的排列從空氣側(cè)來說采用錯列，常用的管距如下：S1/d=1.5-1.75;S2/d=1-1.25。,在選用S1、S2時應(yīng)注意使兩管間的斜向距離的數(shù)值不得小于10mm（圖235），否則，管板會在管子焊接時發(fā)生過多的變形。 在空氣預(yù)熱器中煙氣流速Wy一般在1014m/s的范圍內(nèi)選取。煙氣流速過高則磨損太快，煙氣流速低則易堵灰。設(shè)計中一般取空氣流速比煙氣流速低，為煙氣流速的4555，即68m/s。（請根據(jù)傳熱學的知識思考為什么？） 空氣預(yù)熱器中煙氣與空氣的流動方向互相垂直，為交叉流動。但空氣預(yù)熱器較大時，空氣常設(shè)計成幾個流程，而總的流動方向是逆流，

30、這樣可以得到較高的溫壓。 具體形式如圖236所示。,管式空氣預(yù)熱器示意圖,3、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 ： 其結(jié)構(gòu)和工作原理可以從下圖說明。轉(zhuǎn)子1是一個扁的圓柱體，其中放滿由0.5mm厚的鋼板壓成的蓄熱板，中心軸2支持在上下的軸承上，轉(zhuǎn)子以它為軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子周界上裝有環(huán)形的長齒條3，當馬達帶動主動齒4旋轉(zhuǎn)時，可以帶動轉(zhuǎn)子以1-4r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。,煙氣從上方通過入口進入空氣預(yù)熱器，通過轉(zhuǎn)子一側(cè)的蓄熱板向下流，通過出口6流出。在煙氣流經(jīng)旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子1中的蓄熱板時，把熱量傳遞給蓄熱板，使其溫度升高?？諝鈴牧硪粋?cè)下方的空氣入口7流入空氣預(yù)熱器，并流過旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子的120度的范圍，沖刷其中已被煙氣加熱的蓄熱

31、板，吸取它在被煙氣加熱時所儲蓄的熱量，空氣溫度升高，最后通過出口8流出。,大型回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子十分笨重，旋轉(zhuǎn)時易發(fā)生受熱面變形，軸彎曲等問題。風罩旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器采用使受熱面與煙道一起構(gòu)成堅固的定子，而使質(zhì)量輕的風罩旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)以達到換熱的目的。其結(jié)構(gòu)如圖231所示，這種空氣預(yù)熱器由上下回轉(zhuǎn)風罩、傳動裝置、作為定子的受熱面、密封裝置和煙道、風道構(gòu)成。煙氣在回轉(zhuǎn)風罩外流經(jīng)受熱面并對受熱面進行加熱?？諝饨?jīng)空氣入口管、上部回轉(zhuǎn)風罩后進入受熱面吸熱，然后經(jīng)下回轉(zhuǎn)風罩、空氣出口管輸出。電動機經(jīng)減速器和軸使上下回轉(zhuǎn)風罩同步以1-3r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。風罩與固定風道相接處為圓形風口，另一端罩在定

32、子受熱面上的為8字形風口，上下風罩結(jié)構(gòu)相同?；剞D(zhuǎn)風罩與固定風道之間有環(huán)形密封，與定子之間也有密封裝置。在整個定子截面上，煙氣流通截面積占5060 ，空氣流通截面積占3545，密封區(qū)占510。,回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的優(yōu)點：節(jié)省鋼材，比管式空氣預(yù)熱器節(jié)省1/3；結(jié)構(gòu)緊湊,布置回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器比較方便；和管式空氣預(yù)熱器相比，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的蓄熱板常處于較高的溫度下，因而腐蝕較慢，即使腐蝕也不太影響漏風。對于大型鍋爐（410t/h以上）得到廣泛的采用。 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的缺點：結(jié)構(gòu)復雜，制造工作量大，漏風嚴重。 四、尾部受熱面運行問題 1、尾部受熱面的積灰 特點：尾部受熱面的積灰大多是疏松的沉積灰，容易用吹灰方法清除。,圖91（195頁）給出了管子錯列布置時積灰情況。從圖中可以看出：對流受熱面管上的積灰，主要集中在管子的背風面，而迎風面很少；隨著煙速的增大，管子背風面積灰逐漸減少。產(chǎn)生原因：錯列管束管子縱向節(jié)距小，氣流擾動越大，氣流沖刷管子背風面的作用越強，管子積灰越少。而順列管束，除了第一排管子外，煙氣沖刷不到其余管子的正面和背面，只能沖刷管子的兩側(cè)，不論管子正面和背面均發(fā)生嚴重積灰。這也是省煤器