B2.2鍋爐結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)

1、B2.2鍋爐結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)B2.2.1 鍋爐結(jié)構(gòu)一、鍋爐構(gòu)成及工作流程鍋爐由主要部件和輔助裝置構(gòu)成。下表所列為鍋爐主要部件及輔助裝置。鍋爐主要部件和輔助裝置的名稱和作用名稱主要作用主要部件爐膛保證燃料燃盡并使出口煙氣溫度冷卻到對流受熱面能安全工作的數(shù)值燃燒設(shè)備將燃料和燃燒所需空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，燃燒良好鍋筒是自然循環(huán)鍋爐各受熱面的閉合件，將鍋爐各受熱面聯(lián)結(jié)在一起并和水冷壁 ，下降管等組成水循環(huán)回路。鍋筒儲存汽水，可適應(yīng)負(fù)荷變化，內(nèi)部設(shè)有汽水分離裝置等以保證水汽品質(zhì)。直流鍋爐無鍋筒水冷壁是鍋爐的主要輻射受熱面、吸收爐膛輻射熱加熱工質(zhì)，并用于保護(hù)爐墻過熱器將飽和蒸汽加熱到額定過熱蒸汽溫度。

2、生產(chǎn)飽和蒸汽和熱水的鍋爐無過熱器再熱器將汽輪機(jī)高壓缸排汽加熱到較高溫度，然后再送到汽輪機(jī)中壓缸膨脹做功。用于大型電站鍋爐以提高電站熱效率省煤器利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱給水，以降低排煙溫度，節(jié)約燃料空氣預(yù)熱器加熱燃燒用的空氣，以加強(qiáng)著火和燃燒；吸收煙氣余熱，降低排煙溫度，提高鍋爐效率；為煤粉鍋爐制粉系統(tǒng)提供干燥劑爐墻構(gòu)架是鍋爐的保護(hù)外殼，起密封和保溫作用。支承和固定鍋爐各部件，并保持其相對位置輔助裝置燃料供應(yīng)裝置儲存和運(yùn)輸燃料磨煤裝置將煤磨成煤粉并輸入燃用煤粉的鍋爐燃燒送風(fēng)裝置由送風(fēng)機(jī)將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱后輸往爐膛及磨煤裝置應(yīng)用引風(fēng)裝置由引風(fēng)機(jī)和煙囪將鍋爐排出的煙氣送往大氣給水裝置由給水泵

3、將經(jīng)過水處理設(shè)備處理后的給水送入鍋爐除灰除渣裝置從鍋爐中除去灰渣并運(yùn)走除塵裝置除去鍋爐煙氣中的飛灰、改善環(huán)境衛(wèi)生自動控制裝置自動檢測、程序控制、自動保護(hù)和自動調(diào)節(jié)下圖所示是燃用煤粉爐的自然循環(huán)鍋爐簡圖。其工作流程大致如下。燃料煤運(yùn)到煤廠后經(jīng)煤斗和給煤機(jī)入磨煤機(jī)磨成煤粉并由一次空氣攜帶往燃燒器。燃燒器噴出的煤粉與二次空氣混合后在爐膛燃燒并釋放出大量熱量。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥蔂t膛經(jīng)過熱器、再熱器、省煤器、和空氣預(yù)熱器進(jìn)入除塵器，再由引風(fēng)機(jī)送往煙囪排入大氣。給水由給水泵經(jīng)給水管道送入省煤器。給水在省煤器吸熱后進(jìn)入鍋筒，并沿著下降管經(jīng)下集箱流入水冷壁。水在水冷壁中吸收爐膛輻射熱而形成汽水混合物并流入鍋

4、筒。汽水混合物在鍋筒中經(jīng)汽水分離裝置后，蒸汽由鍋筒上部送入半輻射式過熱器和對流過熱器等吸熱并形成過熱蒸汽。隨后，過熱蒸汽由過熱器出口集箱送往汽輪機(jī)。自高壓缸出口引來的蒸汽在再熱器中吸收煙氣熱量后再送入中壓缸作功。冷空氣自送風(fēng)機(jī)吸風(fēng)管吸入后，由送風(fēng)機(jī)送往空氣預(yù)熱器。空氣在空氣預(yù)熱器中吸收煙氣熱量后形成熱空氣，并分為一次空氣和二次空氣分別送往磨煤機(jī)和燃燒器。鍋爐的灰渣經(jīng)灰渣斗落入排灰槽道后用水力排除。二、工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)工業(yè)鍋爐就其本體結(jié)構(gòu)而言可分為火管鍋爐和水管鍋爐兩種?；鸸苠仩t具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行水平和給水品質(zhì)要求較低等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于結(jié)構(gòu)上的限制，只能制成低參數(shù)、小容量的鍋爐，熱效率較低。因而鋼材

5、消耗率較大。水管鍋爐受熱面布置方便，傳熱性能好，熱效率也較高，因而鋼材消耗率較低，在結(jié)構(gòu)上可用于大容量和高參數(shù)的工況，但對水質(zhì)和運(yùn)行水平要求較高。水火管鍋爐是在火管鍋爐和水管鍋爐基礎(chǔ)上設(shè)計制成的，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，對水質(zhì)要求與水管鍋爐相近?；鸸苠仩t由于容量小、結(jié)構(gòu)簡單，一般制成快裝式鍋爐；水管鍋爐也有制成快裝式鍋爐的。（一）火管鍋爐（二）水管鍋爐（三）水火管鍋爐（四）熱水鍋爐三、自然循環(huán)電站鍋爐的結(jié)構(gòu)電站鍋爐是一種用以生產(chǎn)過熱蒸汽供電站發(fā)電應(yīng)用的蒸汽鍋爐。利用循環(huán)回路中上升管內(nèi)汽水混合物和下降管內(nèi)水的密度差建立工質(zhì)循環(huán)的稱為自然循環(huán)電站鍋爐。其特點(diǎn)為具有鍋筒和只能在臨界壓力以下工作。自然循環(huán)鍋爐

6、的循環(huán)回路由鍋筒、集箱、下降管和上升管組成。下降管布置在爐墻外面，不受熱，上端和鍋筒相連，使鍋筒內(nèi)爐水流入管內(nèi)，下端和下集箱相連；上升管也稱水冷壁管，布置在爐膛內(nèi)，吸收火焰輻射熱，使由下降管經(jīng)下集箱入上升管的爐水汽化產(chǎn)生蒸汽。上升管下端和下集箱相連，上端和鍋筒相連，管內(nèi)產(chǎn)生的汽水混合物回入鍋筒。汽水在鍋筒內(nèi)分離，爐水回入下降管，蒸汽流入過熱器，經(jīng)加熱后輸往汽輪機(jī)應(yīng)用。（一）中壓自然循環(huán)電站鍋爐國產(chǎn)的中壓自然循環(huán)電站鍋爐的額定蒸汽壓力為3.822MPa（39kgf/cm2），額定汽溫為450，額定容量為35130t/h，一般用于中小型電站。蒸發(fā)量65t/h的鍋爐均為煤粉爐。圖示鍋爐為上海鍋爐廠設(shè)

7、計制造的SG130-39、450型中壓煤粉爐，采用固態(tài)排渣，可配25MW的汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐采用倒U型布置，單鍋筒。鍋爐按燃燒無煙煤設(shè)計，采用四角布置直流燃燒器。爐膛橫截面近于正方形，煤粉氣流的射流在爐膛中心形成一個直徑1000mm的假想切圓。為了保證無煙煤的燃燒，在燃燒器中心標(biāo)高上下1.5m處敷設(shè)有衛(wèi)燃帶。爐膛四壁全部設(shè)有水冷壁，水冷壁管的管徑為直徑60×3mm，節(jié)距為75mm。在爐膛出口處的后水冷壁設(shè)計成具有折煙角以改善煙氣流動及沖刷情況。飽和蒸汽由鍋筒經(jīng)爐頂管進(jìn)入逆-順混合流動方式布置的第一級過熱器，出來后經(jīng)8根引出管左右交叉引到兩側(cè)減溫器。然后，流過第二級過熱器的兩側(cè)逆流段，

8、經(jīng)中間集箱混合后，再經(jīng)順流的第二級過熱器的中部熱段，最后由第二級過熱器出口集箱左側(cè)端部輸出。省煤器和空氣預(yù)熱器采用雙極交錯布置，省煤器管子直徑為32×3mm，空氣預(yù)熱器管徑為40×1.5mm，管子均作叉列布置。熱空氣溫度為400，排煙溫度為140，鍋爐效率為88.65%。（二）高壓自然循環(huán)電站鍋爐國產(chǎn)高壓自然循環(huán)電站鍋爐的額定蒸汽壓力為9.8MPa（100kgf/cm2），額定汽溫為540額定蒸發(fā)量有220t/h和410t/h兩種，均采用煤粉燃燒。圖示為哈爾濱鍋爐廠設(shè)計制造的HG-220/100-1型鍋爐，用于配50MW汽輪發(fā)電機(jī)組。額定蒸汽壓力為9.8MPa（100kgf

9、/cm2），額定汽溫為540，給水溫度為215。鍋爐按煙煤設(shè)計，排煙溫度選為120，鍋爐設(shè)計效率為92.8%。鍋爐采用角式布置直流燃燒器，應(yīng)用重油點(diǎn)火。爐膛各壁均布置水冷壁。過熱器由爐頂過熱器、低溫對流過熱器、屏式過熱器和高溫對流過熱器組成。飽和蒸汽從鍋筒出來后即按此順序流經(jīng)過熱器各部分。過熱汽溫調(diào)節(jié)采用兩級自凝水噴水減溫方法。第一級噴水減溫器位于屏式過熱器前，第二級布置在高溫對流過熱器熱段前面。省煤器和空氣預(yù)熱器作雙級交錯布置。省煤器為雙側(cè)進(jìn)水?？諝忸A(yù)熱器采用兩面進(jìn)風(fēng)的管式空氣預(yù)熱器。對流過熱器采用蒸汽吹灰，屏式過熱器采用振動吹灰，尾部受熱面采用鋼珠除灰裝置。（三）超高壓自然循環(huán)電站鍋爐國產(chǎn)

10、超高壓自然循環(huán)電站鍋爐的額定蒸汽壓力為13.72MPa（140kgf/cm2），過熱汽溫/再熱汽溫有兩種，即（555/555）及（540/540），額定蒸發(fā)量有400t/h及670t/h。東方鍋爐廠設(shè)計制作的DG-670/140-4型鍋爐配200MW的汽輪發(fā)電機(jī)組。過熱汽壓力為13.72MPa（140kgf/cm2），過熱汽溫為540，再熱蒸汽壓力為（進(jìn)口/出口）（2.65/2.45）MPa，再熱氣溫為（進(jìn)口/出口）（323/540），再熱蒸汽流量為579t/h，給水溫度為240。鍋爐按露天布置燃用貧煤。作倒U型布置，單鍋筒、單爐膛，采用四角直流式燃燒器。爐膛四周均由直徑60×6mm

11、的鰭片管按節(jié)距80mm焊接制成膜式水冷壁。尾部井煙道兩側(cè)墻也用同尺寸管焊接成節(jié)距為160mm的膜式水冷壁。水平煙道斜底及兩側(cè)墻也采用膜式水冷壁。鍋爐共有24個循環(huán)回路，用大直徑下降管集中供水。（四）亞臨界壓力自然循環(huán)電站鍋爐圖示為英國制造的配660MW汽輪發(fā)電機(jī)組的亞臨界壓力自然循環(huán)電站鍋爐，鍋爐額定壓力為16.66MPa（170kgf/cm2），額定過熱汽溫為568，額定蒸發(fā)量為2020t/h，再熱氣溫與過熱汽溫相同。鍋爐燃用煤粉，燃燒器布置在爐膛前后墻上，上下各5排，每排6只，共計60只圓形燃燒器，由10臺E型磨煤機(jī)供給煤粉。爐膛水冷壁由12根從鍋筒引出的內(nèi)徑470mm的大直徑下降管供水。

12、鍋爐具有單鍋筒，其內(nèi)直徑為2210mm，壁厚為150mm，長33m，重315t，分三段運(yùn)往工地安裝。煙氣離開爐膛后，先流過節(jié)距為760mm的屏式過熱器，再依次流過節(jié)距為450mm的第二級過熱器和第二級再熱器。在進(jìn)入后豎井時，煙氣流分為前后兩股，前者流經(jīng)水平布置的第一級過熱器和省煤器，后者流經(jīng)水平布置的第一級再熱器和省煤器。省煤器后面裝有煙氣調(diào)節(jié)擋板，用于控制煙氣按一定比例流過上述兩煙道達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。四、多次強(qiáng)制循環(huán)電站鍋爐的結(jié)構(gòu)多次強(qiáng)制循環(huán)電站鍋爐的特點(diǎn)為在爐膛蒸發(fā)受熱面的下降管和上升管之間裝設(shè)循環(huán)泵以提高回路的流動壓頭。循環(huán)泵的流動壓頭一般為0.250.35MPa。由于工質(zhì)是做強(qiáng)制

13、流動的，因而可以采用直徑較小的鍋筒、上升管和下降管，蒸發(fā)受熱面布置比較自由，鍋爐啟停時間比自然循環(huán)電站鍋爐的短，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍增大。目前已運(yùn)行的多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐最大容量為2950t/h最高運(yùn)行壓力為18.34MPa（187kgf/h）。有超高壓多次循環(huán)鍋爐、亞臨界壓力多次循環(huán)鍋爐。五、電站用直流鍋爐、低倍率循環(huán)鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)直流鍋爐是一種使給水一次通過各受熱面變?yōu)檎羝腻仩t，其循環(huán)倍率等于1.0，給水靠水泵壓頭的作用順序通過省煤器、蒸發(fā)受熱面和過熱器并全部變成過熱蒸汽。在中等容量直流鍋爐中，根據(jù)爐膛蒸發(fā)受熱面布置方式的不同有三種基本形式：水平圍繞管圈式，垂直上升管屏式和回帶管屏式。與自

14、然循環(huán)鍋爐比較，直流鍋爐的優(yōu)點(diǎn)為蒸發(fā)受熱面布置比較自由，可在超臨界壓力和臨界壓力以下應(yīng)用，無鍋筒因而制造方便且省金屬，此外啟停較迅速，調(diào)節(jié)靈敏。其缺點(diǎn)為給水品質(zhì)及自動調(diào)節(jié)要求較高，蒸發(fā)受熱面阻力大，給水泵耗電較大。電站用低倍率循環(huán)鍋爐是在直流鍋爐和多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種鍋爐，又稱全負(fù)荷復(fù)合循環(huán)鍋爐。其特點(diǎn)為無鍋筒，爐膛蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)采用強(qiáng)制循環(huán)，從爐膛蒸發(fā)受熱面出來的汽水混合物進(jìn)入汽水分離器分離。分離后蒸汽引向過熱器，水則和省煤器出來的給水在混合器混合后經(jīng)再循環(huán)泵送入爐膛蒸發(fā)受熱面，因而蒸發(fā)受熱面中的流量大于蒸發(fā)量。其循環(huán)倍率較低，一般為1.22.0.可用于亞臨界壓力和超臨界壓

15、力。這種鍋爐由于存在再循環(huán)泵，當(dāng)負(fù)荷變化時，蒸發(fā)受熱面中循環(huán)流量變化不大，因而與直流鍋爐相比額定負(fù)荷時可以采用低的多的工質(zhì)流速，使蒸發(fā)受熱面流動阻力顯著減少；與自然循環(huán)鍋爐相比，用汽水分離器取代鍋筒，可使金屬耗量降低，制造工藝簡化；與多次強(qiáng)制循環(huán)鍋爐相比，循環(huán)倍率小。因而再循環(huán)泵功率小且無鍋筒。六、特種鍋爐的結(jié)構(gòu)（一）間接加熱鍋爐（二）余熱鍋爐（三）廢料鍋爐（四）特種工質(zhì)鍋爐（五）正壓燃燒鍋爐鍋爐分類分類方法鍋爐類型簡要說明按用途分類電站鍋爐用于發(fā)電，大多為大容量高參數(shù)鍋爐，火室燃燒，熱效率較高工業(yè)鍋爐用于工業(yè)生產(chǎn)和采暖，大多為低參數(shù)，小容量鍋爐，火床燃燒，熱效率較低。出口工質(zhì)為蒸汽的稱為蒸汽

16、鍋爐，出口工質(zhì)為熱水的稱熱水鍋爐。船用鍋爐用作船舶動力，一般采用低、中參數(shù)，大多燃油，要求鍋爐體積小，重量輕機(jī)車鍋爐用作機(jī)車動力，一般為小容量低參數(shù)，火床燃燒，以燃煤為主，鍋爐設(shè)計緊湊按結(jié)構(gòu)分類火管鍋爐煙氣在火管內(nèi)流動，一般為小容量低參數(shù)鍋爐，熱效率較低但構(gòu)造簡單，水質(zhì)要求低，運(yùn)行維修方便水管鍋爐汽水在管內(nèi)流過，可以制成小容量、低參數(shù)鍋爐，也可制成大容量，高參數(shù)鍋爐。電站鍋爐一般均為水管鍋爐，熱效率較高，但對水質(zhì)要求和運(yùn)行水平的要求也較高按循環(huán)方式分類自然循環(huán)鍋筒鍋爐具有鍋筒，利用下降管和上升管中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)，只能在臨界壓力以下應(yīng)用多次強(qiáng)制循環(huán)鍋筒鍋爐也稱輔助循環(huán)鍋筒鍋爐具有鍋筒和循

17、環(huán)泵，利用循環(huán)回路中的工質(zhì)密度差和循環(huán)泵壓頭建立工質(zhì)循環(huán)。只能在臨界壓力以下應(yīng)用低倍率循環(huán)鍋爐具有汽水分離器和循環(huán)泵。主要靠循環(huán)泵建立工質(zhì)循環(huán)，可應(yīng)用于亞臨界壓力和超臨界壓力。循環(huán)倍率較低，一般為1.252.0直流鍋爐無鍋筒，給水靠水泵壓頭一次通過受熱面產(chǎn)生蒸汽，適用于高壓和超臨界壓力鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐具有再循環(huán)泵。鍋爐復(fù)合低時按再循環(huán)方式運(yùn)行，負(fù)荷高時按直流方式運(yùn)行?？蓱?yīng)用于亞臨界壓力和超臨界壓力按鍋爐出口工質(zhì)分類低壓鍋爐一般壓力小于1.274MPa(13kgf/cm2)中壓鍋爐一般壓力為3.822MPa(39kgf/cm2)高壓鍋爐一般壓力為9.8MPa(100kgf/cm2)超高壓鍋爐一般

18、壓力為13.72MPa(140kgf/cm2)亞臨界壓力鍋爐一般壓力為16.66MPa(170kgf/cm2)超臨界壓力一般壓力為22.11MPa(225.65kgf/cm2)按燃燒方式分類火床燃燒鍋爐主要用于工業(yè)鍋爐，其中包括固定爐排爐、活動手搖爐排爐、倒轉(zhuǎn)爐排拋煤機(jī)爐、振動爐排爐、下飼式爐排爐和往復(fù)推飼爐排爐。燃料主要在爐排上燃燒火室燃燒鍋爐主要用于電站鍋爐，燃燒液體、氣體和煤粉燃料的鍋爐都是火室燃燒鍋爐?；鹗胰紵龝r，燃料主要在爐膛空間懸浮燃燒旋風(fēng)爐有臥式和立式兩種，燃用粗煤粉和煤屑。微粒燃料在旋風(fēng)筒中央懸浮燃燒，較大煤粒貼在筒壁燃燒，液態(tài)排渣沸騰燃燒鍋爐送入爐排的空氣流速較高，使大粒燃煤

19、在爐排上面的沸騰床中翻騰燃燒，小粒燃煤隨空氣上升并燃燒。宜用于燃用劣質(zhì)燃料，目前只用于工業(yè)鍋爐。已開發(fā)大型循環(huán)流化床鍋爐按所有燃料或能源分類固體燃料鍋爐燃用煤等固體燃料液體燃料鍋爐燃用重油等液體燃料氣體燃料鍋爐燃用天然氣等氣體燃料余熱鍋爐利用冶金、石油化工等工業(yè)的余熱作熱源原子能鍋爐利用核反應(yīng)堆所釋放的熱能作為熱源的蒸汽發(fā)生器廢料鍋爐利用垃圾、樹皮、廢液等廢料作為燃料的鍋爐其它能源鍋爐利用地?zé)帷⑻柲艿饶茉吹恼羝l(fā)生器按排渣方式分類固態(tài)排渣鍋爐燃料燃燒后生成的灰渣呈固態(tài)排出，是燃煤鍋爐的主要排渣方式液態(tài)排渣鍋爐燃料燃燒后生成的灰渣呈液態(tài)從渣口流出，在裂化箱的冷卻水中裂化成小顆粒后排入水溝沖走按

20、爐膛煙氣壓力分類負(fù)壓鍋爐爐膛壓力保持負(fù)壓，有送、引風(fēng)機(jī)，是燃煤鍋爐的主要形式微正壓鍋爐爐膛表壓力為20005000Pa，不需引風(fēng)機(jī)，宜于低氧燃燒增壓鍋爐爐膛表壓力大于0.3MPa,用于配蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)按鍋筒布置分類單鍋筒縱置式、單鍋筒橫置式、雙鍋筒縱置式現(xiàn)代鍋筒型電站鍋爐都應(yīng)用單鍋筒形式，工業(yè)鍋爐采用單鍋筒或雙鍋筒按爐型分類倒U型、塔形、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等D型、A型用于工業(yè)鍋爐，其它爐型一般用于電站鍋爐按鍋爐房型式分露天、半露天、室內(nèi)、地下、洞內(nèi)工業(yè)鍋爐一般采用室內(nèi)布置，電站鍋爐主要采用室內(nèi)或露天布置按鍋爐出廠型式分快裝鍋爐、組裝鍋爐、散裝鍋爐小型鍋爐可采用快裝型式

21、鍋爐參數(shù)系列如下表：汽壓/MPa汽溫/給水溫度/容量/(t/h)容量/MW0.4飽和200.1，0.2，0.5，1.00.7飽和200.5，1.0，1.0，4.01飽和201.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，1.25飽和，250，35020，60，1052，4，6，8，10，15，20，351.6飽和，35020，60，1052，4，6，8，10，15，20，352.5飽和，350，40020，60，1054，6，8，10，15，20，35，6033.9450145,17535，65，1306，12，259.9540215220,41050,10013.8540/540 2404

22、20,670125,200555/55517.5540/540 260-29010,252,008300,600555/555我國電站鍋爐參數(shù)系列額定蒸發(fā)量/t.h-1額定蒸汽壓力/MPa(kgf.cm-2)配凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組功率/MW3.822 (39)9.80 (100)13.72 (140)16.66 (170)額定蒸汽溫度/450540540/5403566512130252205041010040012567020010003002050600分子為過熱汽溫，分母為再熱氣溫現(xiàn)行產(chǎn)品采用400t.h-1,(555/555)現(xiàn)行產(chǎn)品采用1000t.h-1,(555/555)B2.2.2

23、 鍋爐主要受壓部件及其作用（注B-1）； 一、蒸發(fā)設(shè)備1、水冷壁2、下降管3、聯(lián)箱4、汽包二、過熱器與汽溫調(diào)節(jié)設(shè)備（一）、過熱器 過熱器的作用是將飽和蒸汽加熱成為一定溫度的過熱蒸汽。在以前講過，要想提高熱力循環(huán)效率，必須提高蒸汽的初參數(shù)（溫度和壓力）。在技術(shù)上提高壓力容易做到，而提高溫度則受到鋼材耐熱溫度的限制。蒸汽的壓力與溫度的提高必須相協(xié)調(diào)，若壓力提高的多而溫度提高的少，則會導(dǎo)致汽輪機(jī)末幾級的濕度增加。當(dāng)汽輪機(jī)末幾級的濕度超過10%12%時，蒸汽中的水分會對汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生較大的沖蝕和過大的推力，影響汽輪機(jī)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，任何鍋爐的初參數(shù)都是相匹配的，如中壓鍋爐的蒸汽壓力為3.822

24、Mpa，溫度為450；而高壓鍋爐的蒸汽壓力為9.80Mpa，其溫度為540。不同的鋼材，其耐熱溫度不同。因而承受不同溫度的過熱器所選用的鋼材也不同，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)不能選用過好的鋼材，但為了安全也不能用耐熱溫度不符合要求的鋼材。所以，對于過熱器要根據(jù)它的工作溫度不同，采用不同的鋼材，如我國生成的3.822Mpa、450的中壓鍋爐，過熱器高溫度段的末段位于煙道中間的那部分管子采用合金鋼，而其余部分全是用20號碳鋼。過熱器組成與種類：隨著鍋爐向高參數(shù)大容量發(fā)展，過熱器的吸熱量不斷增加。例如，蒸汽參數(shù)由3.822Mpa、450提高到9.8Mpa、540和13.72Mpa(140kgf/cm2)、540

25、（帶中間再熱），過熱器吸熱量占爐水總吸熱量的份額，由19.8%提高到30.9%和近45%，因而過熱器受熱面大大增加，受熱面布置不斷向爐膛內(nèi)擴(kuò)展，其工作條件也越來越差。我們說過熱器的工作條件差，是因為它布置在鍋爐高溫?zé)煔鈪^(qū)，其管內(nèi)流動的工質(zhì)蒸汽也是鍋爐所有受熱面內(nèi)工質(zhì)溫度最高的；蒸汽密度小，吸熱能力差，當(dāng)然對管壁冷卻效果也就差；若是水質(zhì)量不好，蒸汽帶鹽，會在過熱器內(nèi)形成鹽垢，鹽垢傳熱能力更差，因而很容易使管子金屬過熱。管子過熱會使管子強(qiáng)度和壽命降低，嚴(yán)重時會使過熱器管子爆破。由于過熱器位置不同，它們的換熱方式也不同。按換熱方式可將過熱器分為對流式、輻射式、半輻射式三種。對流過熱器布置在橫煙道內(nèi)，

26、它主要依靠對流換熱吸取熱量，蒸汽溫度隨負(fù)荷的升高而升高。輻射式過熱器，做成掛屏懸吊在爐頂或布置在燃燒室的四壁上，呈壁式布置，以吸收輻射熱量為主，其蒸汽溫度隨鍋爐負(fù)荷的升高而降低。半輻射式過熱器，做成掛屏懸吊在爐膛上部，位于爐膛出口部分，它既吸收輻射熱又吸收對流熱，幾乎各占一半，鍋爐負(fù)荷升高時，蒸汽溫度變化不大。中壓鍋爐只有對流過熱器，而高壓及以上的鍋爐，其過熱器則是包括兩種或三種換熱方式的聯(lián)合過熱器。聯(lián)合式過熱器的汽溫特性較好，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，氣溫變化較為平穩(wěn)。對流過熱器：對流過熱器位于爐膛出口水平煙道中，它受較高溫度的煙氣沖刷，以吸收煙氣對流熱為主，煙氣輻射熱為輔，故稱對流過熱器。對流過熱

27、器是由無縫鋼管彎制而成的蛇形管和兩個或兩個以上的集汽聯(lián)箱組成。蛇形管的外徑一般采用3242mm，通常作順列布置，管子橫向節(jié)距與管子外徑之比為S1/d為23，縱向節(jié)距與彎管半徑有關(guān)，一般此節(jié)距與管子外徑之比S2/d為1.62.5.過熱器管與聯(lián)箱連接采用焊接。對流過熱器入口煙溫較高，接近1000，為防止結(jié)渣，常把過熱器管的前幾排拉稀錯列布置。隨著鍋爐容量的不斷增大，煙道變寬，煙溫分布更加不均勻，組成蛇形管吸熱不均；為此把過熱器分成幾級，在中間聯(lián)箱進(jìn)行混合，并將蒸汽左右交叉，以減少煙溫偏差對蒸汽溫度不均的影響。過熱器并聯(lián)蛇形管數(shù)目的多少與蒸汽流速有關(guān)，蒸汽流速大，對流換熱效果好，金屬管子能得到較好的

28、冷卻，但蒸汽壓降增加；管壁冷卻還與蒸汽密度有關(guān)，密度大冷卻效果好，但阻力損失大，所以不同壓力等級的鍋爐過熱器的蒸汽流速不同。中壓鍋爐的蒸汽流速為2030m/s，高壓鍋爐為1020m/s超高壓鍋爐為816m/s。在煙氣通路截面不變保持煙氣流速的情況下，可以通過改變管圈數(shù)目來改變蒸汽速度。由單管圈變?yōu)殡p管圈，蒸汽通路截面增加一倍，蒸汽速度降為原速度的1/2。因為過熱器是順列布置，所以管圈增加，煙氣通路和煙氣流速都不變。對流過熱器根據(jù)蛇形管的布置方式分為立式和臥式兩種。現(xiàn)在我國生成的鍋爐多采用立式對流過熱器。立式過熱器支吊簡單、安全、積灰的可能性小，這種過熱器的管子吊在爐頂外的聯(lián)箱和鋼梁上。其缺點(diǎn)是

29、疏水不易排出，停爐時蛇形管內(nèi)易積水。臥式過熱器的優(yōu)點(diǎn)是疏水方便，不易積水，但管子易積灰，影響傳熱，且支吊件需全部放在煙道中，易燒壞，需用較好的金屬材料。對流過熱器按煙氣與蒸汽的流動方向可分為順流、逆流、雙逆流及混合流四種。順流過熱器，蒸汽的高溫段在煙氣的低溫區(qū)，管子壁溫較低，比較安全，但管壁溫度與蒸汽的平均溫差小，傳熱較差，同樣的傳熱量需要較多的受熱面積。逆流布置的過熱器溫差大，傳熱效果好，可節(jié)省受熱面積；但蒸汽的高溫段正是煙氣的高溫區(qū)，所以管壁溫度高，容易使金屬過熱，安全性差。雙逆流或混混流的過熱器的壁溫和受熱面積大小均介于前兩種過熱器之間，在一定程度上集中了逆流與順流的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛

30、的應(yīng)用。從經(jīng)濟(jì)安全角度考慮，逆流布置多應(yīng)用于低溫?zé)焻^(qū)，順流布置較多應(yīng)用于高溫區(qū)過熱器的最后一級。對流過熱器按蒸汽流動的順序分為一級、二級對流過熱器，兩級過熱器均布置于水平煙道中。飽和蒸汽自汽包引出后進(jìn)入爐膛頂部，向右經(jīng)水平爐頂進(jìn)入一級對流過熱器，蒸汽在蛇形管中先逆流后順流流動，然后進(jìn)入表面式 減溫器。蒸汽自減溫器流出后進(jìn)入二級對流過熱器中，蒸汽先逆流后順流流動，最后進(jìn)入過熱器出口集箱。在二級過熱器中，蒸汽溫度最高的蛇形管位于第三排，這樣管外煙氣低些，可使二級過熱器出口管段的壁溫不致于過高。溫度特性：所謂過熱器的溫度特性，是指鍋爐負(fù)荷變動時，過熱蒸汽溫度的變動性能。對流過熱器的氣溫特性是隨鍋爐負(fù)

31、荷的增加而升高，反之則降低。分析如下；在對流過熱器中，煙氣與管壁的換熱方式主要是對流換熱，對流換熱不僅正比于溫度差還與放熱系數(shù)成正比例。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時，燃料量增加，煙氣量增多，流經(jīng)過熱器的煙速也相應(yīng)增加，因而提高了煙氣側(cè)的對流放熱系數(shù)。同時鍋爐負(fù)荷增加，爐膛出口煙溫升高，從而增加傳熱平均溫差。雖然流經(jīng)過熱器的蒸汽量隨鍋爐負(fù)荷增加也增大，其吸熱量也增多，但由于對流放熱系數(shù)和平均溫差都增大，使過熱器的傳熱量的增加大于因蒸汽流量增大而需要增加的吸熱量。因而每公斤蒸汽的吸熱量增多了，出口氣溫也升高了。同是對流過熱器，但由于布置的位置不同，所處的煙溫區(qū)不同，它們所吸收的對流熱與輻射熱的成分也各有區(qū)別，

32、所以它們的溫度特性也不同。熱偏差概念：飽和蒸汽進(jìn)入過熱器的許多并列的管子中進(jìn)行加熱，顯然進(jìn)來的蒸汽溫度是一樣的，若每根管子的進(jìn)汽量相同，外面的受熱量也相同，則過熱器每根管出來的蒸汽溫度都應(yīng)該是相同的，當(dāng)然也就不會存在各管間的熱偏差。但事實上不可能存在這樣的理想情況，大量并列的管子，其外部受熱不可能均勻，其內(nèi)部的蒸汽流量也不可能相同。實踐表明，沿?zé)煹缹挾鹊臒熕俸蜔煖厥遣痪鶆虻?，因而梅根管子的受熱也就不可能相同，另外，每根管子的形狀、尺寸、?nèi)部阻力系數(shù)，以及每根管子與聯(lián)箱連接的位置都不一樣，因而各管子的氣流量也必然不一樣。一些受熱較強(qiáng)而蒸汽量又少的管子，就要比其他管出口處的汽溫要高。對中、小型鍋爐

33、，蛇形管的蒸汽溫度偏差可能達(dá)50甚至更高。這種過熱器管內(nèi)吸熱不均的現(xiàn)象，稱為過熱器熱偏差。吸收熱量大于整個并行管子吸熱平均值的管子，稱為偏差管。熱偏差是威脅過熱器安全運(yùn)行的重要因素，因為過熱器的一些管子的運(yùn)行溫度已接近管子金屬的允許溫度，如果熱偏差大，必然引起管子超溫，造成過熱器損壞。因此對于熱偏差不論從設(shè)計還是運(yùn)行角度都要給以足夠的重視。熱偏差產(chǎn)生的原因：1、工質(zhì)側(cè)流量不均。兩聯(lián)箱間許多并列的蛇形管的流量，取決于管子自身的流動阻力和管子兩端的壓力差。當(dāng)每根管子的壓力差不同時，壓力差大的流量大，反之則?。蝗舨⒘泄軆啥说膲毫Σ钕嗤瑫r，但管子長度、彎曲程度及粗糙度不同，則流動阻力不同，阻力大的流量

34、小，阻力小的流量大。此外，并列管與進(jìn)口聯(lián)箱的連接方式也影響并列管兩端的壓力差。2、煙氣側(cè)熱力不均。鍋爐在運(yùn)行中，由于運(yùn)行和結(jié)構(gòu)上各種因素的影響，各平行蛇形管間的熱負(fù)荷常存在著較大的差別，其原因是煙氣流速和煙氣溫度分布不均造成的。過熱器煙溫分布不均是由爐膛內(nèi)的煙氣溫度不均造成的。在正常情況下，燃燒最強(qiáng)的空間在爐膛某橫斷面的中心部分，此部分稱為火焰中心。爐膛四周墻壁上不滿了吸收火焰放出熱量的水冷壁，因此從爐膛任一橫斷面來看，基本是中間部分溫度高，越靠近水冷壁煙溫越低；當(dāng)各燃燒器負(fù)荷不一致時、煤粉或供風(fēng)不均、爐膛局部或過熱器部分結(jié)焦，均促使過熱器產(chǎn)生熱量差?？傊捎跔t膛煙溫分布特性，一般地說決定了

35、沿過熱器煙道寬度煙溫分布為中間高兩側(cè)低。煙速分布不均，是造成熱力不均的另一重要因素。煙氣沿?zé)煹懒鲃硬痪饕怯捎谶^熱器阻力不一致造成的。阻力小則流速大，傳熱增強(qiáng)，其蛇形管吸收較多的熱量。在過熱器空隙大，阻力小、煙速高的地方，稱為煙氣走廊。由于安裝不嚴(yán)格或結(jié)構(gòu)不合理造成某些蛇形管管距偏大或過熱器與煙道側(cè)墻的空隙較大，都可能形成煙氣走廊，使其臨近的蛇形管傳熱增強(qiáng)，吸熱量較多。尤其是由于煤質(zhì)或超負(fù)荷等原因造成爐膛出口部分垂直管或過熱器前幾排管結(jié)渣，形成的煙氣走廊所造成的熱偏差后果更為嚴(yán)重。減輕熱偏差的方法：1、蒸汽側(cè)采取措施。（1）分級可以減少受熱面偏差，許多并列蛇形管的蒸汽引至同一聯(lián)箱，經(jīng)混合后可

36、以消除或減輕這一級的熱偏差。蒸汽總的過熱焓增越高，應(yīng)分級越多，以保障熱偏差不致于過大。中壓鍋爐過熱器分兩級，級間混合一次；高壓爐過熱器分三到四級，中間進(jìn)行二到三次混合。（2）過熱器的蒸汽進(jìn)行左右交換流動。為了減少煙道兩側(cè)的熱偏差，采取將上一級在煙道左側(cè)的流動蒸汽在進(jìn)入下一級時轉(zhuǎn)移到右側(cè)，而右側(cè)蒸汽則交換到左側(cè)。（3）對流過熱器兩側(cè)與中間分兩級并進(jìn)行交換。將煙道兩側(cè)煙溫低的地方組成一級，中間煙溫高的地方組成一級，兩級間蒸汽左右交換一次，這樣熱偏差可大為減少。2、煙氣側(cè)采取的措施（1）從鍋爐設(shè)計和運(yùn)行兩方面要盡量保證燃燒穩(wěn)定、火焰中心正確，使沿爐膛寬向上的煙氣流速和溫度分布較為均勻。（2）沿?zé)煹缹?/p>

37、度避免出現(xiàn)煙氣走廊。（3）嚴(yán)格執(zhí)行吹灰的規(guī)定，要防止受熱面結(jié)渣，如若結(jié)渣，應(yīng)及時清除。（二）、減溫器下面介紹兩種常用的表面式減溫器和噴水式減溫器兩種減溫設(shè)備。（1）表面式減溫器：他是一種熱交換器，通常用給水作為冷卻介質(zhì)來降低蒸汽溫度，以達(dá)到調(diào)節(jié)過熱氣溫的目的。這種減溫器的優(yōu)點(diǎn)是水、汽不直接接觸，對冷卻水質(zhì)要求不高，故在中壓鍋爐中得到廣泛的應(yīng)用。由中壓鍋爐對流過熱器的溫度特性決定，當(dāng)負(fù)荷遠(yuǎn)低于額定負(fù)荷時，減溫器就得投入使用，隨著鍋爐負(fù)荷的提高，不斷增加通過減溫器的冷卻水量，才能維持汽溫在規(guī)定的范圍內(nèi)。上圖是一種以給水作為冷卻水的表面式減溫器結(jié)構(gòu)。水在U形管內(nèi)流動，蒸汽在U形外由上而下流動，蒸汽的

38、冷卻程度取決于冷卻水流量的大小。這種減溫器右端，有相當(dāng)長一段無法安裝蒸汽管，因而右端的蒸汽具有較大的冷卻面積，使減溫器右端蛇形管外的蒸汽溫度較低，還有部分蒸汽被冷凝成了水，故使過熱氣溫?zé)崞罴哟?，其過熱器汽溫偏差可達(dá)1020，通常稱減溫器的這種現(xiàn)象為“端部效應(yīng)”。表面式減溫器可使汽溫下降4050，這時通過減溫器的減溫水量約占給水量的4060%。以給水作為減溫器的冷卻水時，其減溫器與省煤器的系統(tǒng)布置分串聯(lián)與并聯(lián)兩種，。經(jīng)過減溫器的給水再回到省煤器入口進(jìn)入省煤器為串聯(lián)系統(tǒng)。這樣提高了省煤器入口的給水溫度降低了給水與省煤器管外的煙溫差，降低了煙氣與給水的熱量交換，因而提高了排煙溫度，增大了排煙熱損失

39、，降低了鍋爐效率。但是這種系統(tǒng)不因用給水調(diào)節(jié)蒸汽溫度而改變省煤器的通水量，工作較為可靠，一般采用串聯(lián)系統(tǒng)。并聯(lián)系統(tǒng)是經(jīng)過減溫器的那部分給水不再回到省煤器入口，而是直接進(jìn)入省煤器的中間聯(lián)箱，所以前段省煤器的通水量因調(diào)節(jié)蒸汽溫度而經(jīng)常變化，工作不夠可靠。表面式減溫器一般布置在過熱器中間，這樣即可保護(hù)過熱器，同時調(diào)節(jié)慣性也比較小。（2）噴水式減溫器。也稱混合式減溫器。它是將水直接噴入過熱器蒸汽中，水吸收蒸汽的熱量后加熱蒸發(fā)，以達(dá)到降低過熱蒸汽溫度的目的。噴水減溫器結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)靈敏、易于自動化，所以在高壓及以上的鍋爐中得到廣泛的應(yīng)用。但它對噴水水質(zhì)要求較高，水的含鹽量要0.3µg/kg若噴

40、水水質(zhì)不合格，將直接影響蒸汽質(zhì)量，有損于過熱器的工作壽命和安全運(yùn)行。噴水減溫器主要形式有水室式、旋渦式、多孔噴管式。水室式這種減溫器在在文丘里管喉部裝一環(huán)形水室，水室開有多排3mm的噴水孔，孔內(nèi)水速約為1m/s，噴口處汽速為70120m/s，采用文丘里是為了加強(qiáng)噴水與蒸汽的混合。 旋渦式它在文丘里管前裝有霧化質(zhì)量較好的漩渦噴嘴，以便更好的混合、受熱、蒸發(fā)，但其噴嘴為懸臂式，防止產(chǎn)生共振。多孔噴管式孔徑為57mm，噴水速度為35m/s，噴嘴上下 兩端固定， 穩(wěn)定性好且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但霧化質(zhì)量差。噴水處后面都需裝設(shè)35m的保護(hù)套 ，以防止噴水水滴與管壁直接接觸產(chǎn)生熱應(yīng)力。 噴水減溫器中的冷卻

41、水，由于直接與蒸汽混合，所以對水質(zhì)要求很高，以保障蒸汽質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。對于化學(xué)水處理設(shè)備完善，能保證化學(xué)補(bǔ)給水質(zhì)量的情況下，可用給水作為噴水減溫器的冷卻水。當(dāng)化學(xué)水處理設(shè)備不夠完善，水質(zhì)達(dá)不到要求時，則不能用給水作為冷卻水。所以有自制冷凝水噴水減溫系統(tǒng)。其工作原理是利用低溫給水將從汽包引出部分飽和蒸汽冷凝成水，再送入噴水減溫裝置中。蒸汽冷凝成水的冷卻器是一個表面式熱交換器，它用低溫段省煤器的給水作為冷卻水，飽和蒸汽在其中被冷凝成水后，流入儲水器。由于冷凝器中凝結(jié)水的壓力基本上與汽包中壓力相等，而減溫器是裝在兩級過熱器之間，此外的蒸汽壓力因一級過熱器的阻力而降低，這個降低值就是冷凝器與減溫器之間存

42、在的壓力差，依靠這個壓力差把凝結(jié)水噴入減溫器中。積存在儲水器中水量能供正常噴水量6080s。當(dāng)凝結(jié)水量大于噴水需要量時，多余的凝結(jié)水通過溢流管流回汽包，這種流動是靠冷凝器比汽包高出2m來實現(xiàn)的。溢流管接在汽包的汽空間，并具有水封，以防止?fàn)t水倒流儲水器中，影響凝結(jié)水品質(zhì)。煙氣側(cè)調(diào)節(jié)汽溫方法：改變火焰中心高度可以調(diào)整過熱蒸汽溫度。改變火焰中心位置，也就是改變了燃料在爐膛的燃燒時間或停留時間，改變了燃料在爐膛的放熱量，即改變了爐膛出口的煙氣溫度，從而可以達(dá)到改變過熱蒸汽溫度的目的。改變火焰中心的方法有（1）改變運(yùn)行噴燃器的分布方式。對于沿爐膛高度布置噴燃器的鍋爐，可將不同高度的噴燃器組投入或停止運(yùn)行

43、，即通過上下噴燃器的切換來改變火焰中心的位置。當(dāng)汽溫偏高時，應(yīng)盡量投入下部噴燃器或加大下部噴燃器的燃料量，同時停止上部噴燃器或減少上部噴燃器的燃料量，使火焰中心下移，使燃料在爐膛的停留時間延長，向爐膛的散熱量增大，爐膛出口煙溫降低，達(dá)到蒸汽溫度降低的目的。汽溫降低時，可盡量將上部噴燃器投入運(yùn)行或增加其燃料量，同時減少下部噴燃器的投運(yùn)只數(shù)或減少其燃料量，同樣可達(dá)到使過熱器溫度升高的目的。此外，對處于同一高度的雙蝸殼噴燃器，可通過風(fēng)速擋板改變風(fēng)的旋流強(qiáng)度來改變火焰中心的位置，當(dāng)二次風(fēng)旋流強(qiáng)度加大時，二次風(fēng)的擴(kuò)散角增大，火焰中心下移；反之，當(dāng)二次風(fēng)旋流強(qiáng)度降低時，二次風(fēng)擴(kuò)散角變小，火焰中心上移。（2

44、）、改變噴燃器傾角。改變噴燃器傾角可改變火焰中心位置。 經(jīng)驗表明，爐膛四角布置的噴燃器，其傾角每改變1°能使過熱蒸汽溫度改變2。但噴燃器傾角不能過大，向上傾角過大，將增大不完全燃燒損失，還可能使?fàn)t膛出口結(jié)渣；向下傾角過大，可能造成冷灰斗結(jié)渣。一般燃燒器向上下擺動角度在±（20°30°）時，可調(diào)節(jié)汽溫4060。（三）再熱器設(shè)備再熱設(shè)備包括再熱器和溫度調(diào)節(jié)裝置。它的作用是把汽輪機(jī)內(nèi)做過部分功的蒸汽（高壓缸或中壓缸后）再次加熱，達(dá)到一定的過熱溫度，成為再熱蒸汽，然后這些蒸汽又引返至汽輪機(jī)的下一級（中壓缸或低壓缸）內(nèi)繼續(xù)做功。蒸汽經(jīng)過再熱，提高了溫度，增加了焓值

45、。但采用再熱方式的主要目的還在于提高汽輪機(jī)末端蒸汽的干度。隨著蒸汽初參數(shù)（壓力和溫度）的提高，在一定的背壓下，蒸汽終態(tài)的干度越來越低，這時蒸汽中的含水量會造成末級葉片的嚴(yán)重侵蝕。所以高壓機(jī)組普遍采用 中間再熱，以保證汽輪機(jī)末級蒸汽濕度在許可的范圍內(nèi)。一般要求汽輪機(jī)末級的蒸汽干度不低于8890%。再熱器實質(zhì)上是一種低壓或中壓蒸汽過熱器，有時也稱二次過熱器。它的工作原理基本上和過熱器一樣。再熱器的受熱面應(yīng)盡可能少，這不僅是為了節(jié)約金屬材料，更重要的是為了改善機(jī)組的動態(tài)特性。對于帶有再熱器的單元機(jī)組，當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時，積蓄在再熱器管道和再熱器受熱面內(nèi)的蒸汽應(yīng)經(jīng)快速減溫、減壓裝置排入冷凝器。另外，從減少

46、冷凝器的設(shè)計裕量的角度來考慮，也要求盡量減少再熱器的受熱面積。再熱器布置一般可分為單級和雙極兩種形式。單級再熱器可以全部布置在水平煙道或?qū)α髫Q井內(nèi)。超高壓400t/h汽包鍋爐再熱器就是全部布置在尾部對流豎井內(nèi)的單級結(jié)構(gòu)。單級再熱器結(jié)構(gòu)緊湊，不需要大直徑的連接管，可以簡化結(jié)構(gòu)，減少阻力。雙極布置時，一般把再熱器的進(jìn)口段（蒸汽低溫段）置于低溫?zé)焻^(qū)，出口段（蒸汽高溫段）放在高溫?zé)焻^(qū)，形成逆流布置。調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度的主要方法有：煙氣再循環(huán)、煙氣擋板調(diào)節(jié)、擺動式噴燃器、蒸汽旁通和汽-汽熱交換器等。三、省煤器與空氣預(yù)熱器（一）省煤器作用省煤器是利用鍋爐排煙的熱量加熱鍋爐給水的熱交換設(shè)備。它裝在鍋爐垂直煙道

47、中，是鍋爐給水的主要加熱受熱面。裝設(shè)省煤器后，由于煙氣所攜帶的熱量一部分傳給了鍋爐給水，提高了給水溫度，同時也降低了排煙溫度，減少了排煙熱損失，從而提高了鍋爐效率，節(jié)省了燃料。在現(xiàn)代鍋爐中燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，將熱量傳給水冷壁、過熱器后，其溫度一般還很高，還含有想當(dāng)多的熱量，這些熱量如不想辦法予以充分利用，就將造成很多的熱量損失。所以，現(xiàn)代鍋爐都裝設(shè)了省煤器，利用其回收煙氣中的熱量，并作為主要加熱受熱面。給水經(jīng)省煤器加熱后再送入汽包，可以減少汽包壁與給水之間的溫度差，即可以減少汽包壁因受溫度較低的給水冷卻而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。（二）省煤器的種類和結(jié)構(gòu)按給水在省煤器中被加熱的程度（即按其出口工質(zhì)的

48、狀態(tài)），可以把省煤器分為非沸騰式和沸騰式兩種。若省煤器出口水溫低于其出口壓力下的飽和溫度，這種省煤器稱非沸騰式省煤器；若出口水溫達(dá)到其出口壓力下的飽和溫度時，即水已被加熱到沸騰狀態(tài)，并有部分蒸汽生成，則稱為沸騰式省煤器。兩種省煤器在結(jié)構(gòu)上都是一樣的。最常用的省煤器有鋼管式和鑄鐵管式，目前較多普遍采用鋼管省煤器。其由許多并列的蛇形管和進(jìn)出口聯(lián)箱組成。蛇形管外徑一般為2228mm，壁厚為3.54.5mm，多采用錯列布置，其相對節(jié)距為S1/d=23,S2/d=11.5。S1和S2分別為管子的橫向節(jié)距和縱向節(jié)距，d為管子外徑。省煤器蛇形管固定在支架上，支架一般又支撐在空心梁上?？招牧悍庞跓煹纼?nèi)，為避免

49、空心梁被燒壞，它的外部包上耐火材料，內(nèi)部則通風(fēng)冷卻。為了減少蛇形管的受熱偏差，常用調(diào)換水在其中流動的方向的方法加以減輕或消除。為了防止鍋爐生火時由于給水的暫時中斷使蛇形管由于得不到水的冷卻而燒壞，一般在汽包與省煤器入口之間裝有再循環(huán)管，其上裝有再循環(huán)閥。其工作原理是：再循環(huán)管裝在煙道外不受熱，鍋爐點(diǎn)火后省煤器蛇形管則受煙氣加熱，由于省煤器蛇形管中的水溫與再循環(huán)管中水溫不同（前者較高）因而就在汽包、再循環(huán)管、省煤器、汽包之間形成水的自然循環(huán)流動，使蛇形管得到冷卻。省煤器的出水管與汽包的連接一般采用加裝套管的方式。這主要考慮在非沸騰工況下，省煤器的出口水溫低于飽和溫度，此時未飽和的水與汽包之間存在

50、較大的溫差，汽包壁因而會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力引起焊縫泄漏，尤其是當(dāng)工況發(fā)生變化時，這個溫差也會在更大范圍內(nèi)變動，使汽包焊縫產(chǎn)生更大的溫度應(yīng)力而泄漏嚴(yán)重。而裝設(shè)了套管之后，較冷的的水與汽包壁不直接接觸，情況就會得到改善。省煤器分類及布置特點(diǎn)（1）鋼管式、鑄鐵式(壓力 < 4 MPa)（2）非沸騰式、沸騰式(中壓)（3）錯列有減少積灰、換熱強(qiáng)、磨損大。順列有利于吹灰、換熱弱、磨損小（4）結(jié)構(gòu)方面：采用蛇形管，分為光管式、鰭片式、膜式、肋片式。（5）蛇形管水平布置利于疏水；（6）逆流布置，增大傳熱溫差；（7）水由下而上，便于排出氣體，避免腐蝕；煙氣自上而下，吹灰作用。 （三）空氣預(yù)熱器（1）空氣

51、預(yù)熱器的作用和種類空氣預(yù)熱器是利用鍋爐排煙的熱量加熱空氣的熱交換設(shè)備（利用尾部煙氣加熱空氣（250400°C），降低排煙溫度，提高鍋爐效率），裝在鍋爐尾部的垂直煙道中?；鹆Πl(fā)電廠普遍采用汽輪機(jī)抽汽加熱鍋爐給水，結(jié)果使進(jìn)入省煤器的水溫較高（中壓爐一般為150170），無法將煙氣冷卻到合乎經(jīng)濟(jì)要求的溫度。采用空氣預(yù)熱器后，進(jìn)入空氣預(yù)熱器的冷空氣最高溫度只有30，比省煤器進(jìn)口水溫低得多，從而可以進(jìn)一步降低排煙溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐效率。此外，當(dāng)由空氣預(yù)熱器加熱后的熱風(fēng)送入爐內(nèi)幫助煤粉燃燒時，由于爐內(nèi)溫度提高了，加強(qiáng)了爐膛內(nèi)的輻射傳熱效果，使新加進(jìn)的煤粉很快著火燃燒，強(qiáng)化了燃燒過程，

52、因而大大增強(qiáng)了燃料燃燒過程的穩(wěn)定性。另外，熱空氣作為制粉系統(tǒng)中煤的干燥介質(zhì)，也增強(qiáng)了煤的干燥效果，使制粉系統(tǒng)中的出力增加，特別是當(dāng)燃用多水分的煤時，這種效果就更加顯著。所以，空氣預(yù)熱器是現(xiàn)代鍋爐不可缺少的重要設(shè)備。中小型電廠中常用的是管式空氣預(yù)熱器。管式空氣預(yù)熱器按管子的放置方向不同分為立管式和橫管式兩種。現(xiàn)以常用的立管式為例來說明其整體結(jié)構(gòu)和工作原理。它是由相互平行的有縫薄壁鋼管、管板、空氣聯(lián)通罩、導(dǎo)流板、墻板等部件組成。管子兩端分別焊接在上、下管板上，構(gòu)成立方體管箱，管箱外面裝有空氣聯(lián)通罩、導(dǎo)流板和密封用的墻板。管子在管箱內(nèi)呈垂直、錯列布置。煙氣由上向下從管內(nèi)流過，空氣在管外橫向流動，煙氣

53、熱量通過管壁傳給空氣。為使空氣呈多次交叉流動有利于傳熱，在管箱內(nèi)裝有中間管板整個設(shè)備的重量通過下管板和框架支承在鍋爐構(gòu)架上。在鍋爐運(yùn)行中，空氣預(yù)熱器的管子、外殼及鍋爐構(gòu)架由于受熱情況不同和材質(zhì)不同，其膨脹量也不同。管子和整個管箱的膨脹量大，外殼和構(gòu)架次之。因此，在上管板和外殼之間，以及外殼和構(gòu)架之間的連接處裝有薄鋼板制成的波形膨脹節(jié)，用以補(bǔ)償各部分的相對膨脹量，并保證各部分的相對位移和連接處的嚴(yán)密性。管式預(yù)熱器可制成單道的和多道的。單道的傳熱溫差小，多道的則接近逆流的傳熱方式，可獲得較大的傳熱溫差。當(dāng)總受熱面不變時，增加道數(shù)，使每一通道的高度減小，因而增加了空氣的流動阻力。熱管式空氣預(yù)熱器基本

54、工作原理。熱管應(yīng)稱之為“封閉兩相傳熱系統(tǒng)”即在封閉的體系內(nèi)，依靠流體（傳熱工質(zhì)）的相態(tài)變化來傳遞熱量的裝置。重力式鋼-水熱管，由管殼和將管殼抽成真空并充入適量的水密封而成。當(dāng)熱源（如煙氣）對其一端加熱時，水（工質(zhì)）由吸熱而汽化，蒸汽在壓差作用下高速流向另一端，并向冷源（如空氣）放出潛熱而凝結(jié)，凝結(jié)后的水在重力作用下從冷端（上端）流回?zé)岫耍ㄏ露耍┲匦卤患訜?，如此重?fù)下去，便可把熱量不斷地通過管壁從煙氣側(cè)傳給空氣而使空氣變?yōu)闊峥諝狻Ｓ脽峁芙M裝成的熱管式空氣預(yù)熱器，具有體積小、阻力小、防止低溫腐蝕性能好、漏風(fēng)幾乎為零等優(yōu)點(diǎn)。檢修維護(hù)工作量少，使用壽命長。一般1015年。（一）管式空氣預(yù)熱器 間壁式換

55、熱器，傳熱式 優(yōu)點(diǎn) 構(gòu)造簡單、制造方便、可靠，漏風(fēng)少； 缺點(diǎn) 體積龐大、金屬耗量大。（二）回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 蓄熱式，又可分為受熱面回轉(zhuǎn)式和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式兩種。1、受熱面回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器 受熱面波形板（預(yù)熱器蓄熱板）裝于圓形筒體內(nèi)，分隔成若干個扇形倉格，上有兩個方箱，分別與煙道和風(fēng)道相連； 工作時，受熱面由電動機(jī)帶動，交替與被煙氣加熱和被空冷冷卻。 2、風(fēng)罩回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器 避免笨重的受熱面旋轉(zhuǎn)，可采用風(fēng)罩回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器。 具有重量輕、效果好，漏風(fēng)較大、受熱面積灰。 目前國內(nèi)多數(shù)采用受熱面旋轉(zhuǎn)式的空氣預(yù)熱器，正常運(yùn)行時其轉(zhuǎn)速一般為1.17r/min，轉(zhuǎn)速變化范圍為0.25-1.23 r/min。 優(yōu)點(diǎn)

56、1）傳熱面密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同體積內(nèi)，回轉(zhuǎn)式可布置的受熱面面積是管式預(yù)熱器的68倍；2）總重量輕；3）布置靈活方便；4）受熱面金屬溫度高，低溫腐蝕輕；5）漏風(fēng)量較大，對密封結(jié)構(gòu)要求較高，8%10%；6）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝高，運(yùn)行維護(hù)檢修復(fù)雜，工作量大；回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中煙氣通道一般占總受熱面積的50%，空氣通道占總面積的30%40%，其余部分為密封區(qū)，用以防止漏風(fēng)。 三分倉式受熱面轉(zhuǎn)動空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)由三對扇形板形成的密封區(qū)將受熱面分為一次風(fēng)通道，二次風(fēng)通道，煙氣通道。每個密封區(qū)所占角度為15°，一次風(fēng)通道所占角度35°，二次風(fēng)通道為115°，煙氣通道為165°。 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)量大，漏風(fēng)量大，受熱面易堵灰。B2.2.3鍋爐結(jié)構(gòu)圖、鍋爐熱力系統(tǒng)圖（注B-2）； 一、鍋爐結(jié)構(gòu)鍋爐整體的典型布置：鍋爐整體布置包括確定爐膛、對流煙道以及布置于其中的各受熱面之間的相互關(guān)系和相對位置。根據(jù)燃料品種，燃燒方式、鍋爐容量、鍋爐參數(shù)，循環(huán)方式和廠房布置等因素