省煤器與空氣預(yù)熱器課件

第八章、省煤器與空氣預(yù)熱器

8/18/20231第八章、省煤器與空氣預(yù)熱器8/5/20231第一節(jié)省煤器的作用與結(jié)構(gòu)一、省煤器的作用（一）布置:省煤器在煙氣溫度較低的鍋爐尾部。（二）主要作用：1、節(jié)省燃料:省煤器吸收尾部煙道中低溫?zé)煔獾臒崃浚档湾仩t的排煙溫度，，提高了鍋爐熱效率。2、改善汽包工作條件：省煤器的采用提高了進(jìn)入汽包的水溫，減少了汽包壁與給水之間的溫度差，從而使汽包熱應(yīng)力降低，提高了汽包的壽命。3、降低鍋爐造價(jià)：水在省煤器中加熱，用省煤器這樣的低溫材料代替高溫水冷壁材料，減低了造價(jià)。二、省煤器的類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、按材料分類：鑄鐵省煤器和鋼管省煤器；2、按出口參數(shù)分類：沸騰式省煤器和非沸騰式省煤器；3、按結(jié)構(gòu)形式分類：光管式、鰭片式、膜式和螺旋肋片管式；4、按管子排列方式分類：錯(cuò)列和順列；8/18/20232第一節(jié)省煤器的作用與結(jié)構(gòu)一、省煤器的作用8/5/20238/18/202338/5/202338/18/202348/5/202348/18/202358/5/202358/18/202368/5/20236三、省煤器的布置方式1、大容量、高參數(shù)鍋爐均采用臥式逆流鋼管式省煤器，它是由許多并列的蛇形無(wú)縫鋼管和進(jìn)、出口聯(lián)箱組成的。煙氣一般自上而下流動(dòng)，使煙氣與水逆向流動(dòng)，增加傳熱溫差，提高傳熱效果。2、省煤器采用蛇形管在煙道中縱向布置和橫向布置兩種。（1）縱向布置即垂直于鍋爐前后墻，這樣布置管子短，支吊簡(jiǎn)單，管子布置數(shù)目多，水流速低，流動(dòng)阻力小，但磨損后所有管子都需檢修；（2）橫向布置恰好相反，但是檢修量??；四、省煤器的支吊方式省煤器可采用支承結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu),現(xiàn)代大型鍋爐常采用懸吊式省煤器。省煤器出口聯(lián)箱上的引出管既可懸吊省煤器，又可懸吊過(guò)熱器和再熱器。懸吊式省煤器如圖8-1所示。8/18/20237三、省煤器的布置方式8/5/202378/18/202388/5/202388/18/202398/5/202398/18/2023108/5/202310吊掛受熱面-省煤器8/18/202311吊掛受熱面-省煤器8/5/202311低溫再熱器進(jìn)口省煤器進(jìn)口8/18/202312低溫再熱器進(jìn)口省煤器進(jìn)口8/5/202312五、省煤器引出管與汽包連接采用套管連接方式；六、省煤器中的水速（一）省煤器中的質(zhì)量流速和水速省煤器中水流的ρω可取600～800kg/(㎡·S),對(duì)水平管子，當(dāng)水的流速大于0.5m/s時(shí)，可以避免金屬局部氧腐蝕。如果省煤器管內(nèi)達(dá)到沸騰狀態(tài)，非沸騰部分水速不低于0.3m/s，管內(nèi)是汽水混合物水速較低容易發(fā)生汽水分層，即水在管子下部，而蒸汽在管子上部，與蒸汽接觸的金屬管壁溫度較高，有可能發(fā)生超溫現(xiàn)象。容易引起金屬的破壞，因而蛇形管沸騰部分中水流速度應(yīng)不低于1m/s。（二）煙氣流速的選取煙速太大磨損，太小導(dǎo)致積灰。一般經(jīng)濟(jì)煙速在8～11m/s，含灰量大于40%時(shí)，最大煙速11m/s，含灰量在14%～20%時(shí)，最大煙氣流速可以達(dá)12.24m/s～18.3m/s。特別注意:引進(jìn)技術(shù)機(jī)組,煙速指管束進(jìn)口處流速；國(guó)產(chǎn)機(jī)組是指進(jìn)、出口平均流速。8/18/202313五、省煤器引出管與汽包連接8/5/2023138/18/2023148/5/202314七、省煤器的啟動(dòng)保護(hù)在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，省煤器內(nèi)會(huì)發(fā)生汽化，需要采取必要的措施，保證省煤器中的水產(chǎn)生流動(dòng)。采用的方法是在省煤器進(jìn)口管與鍋筒下降管之間裝設(shè)再循環(huán)管。1、自然循環(huán)鍋爐的省煤器再循環(huán)管對(duì)自然循環(huán)鍋爐，省煤器的再循環(huán)管如圖8-3（a）所示。即在鍋爐下降管和省煤器進(jìn)水管之間裝設(shè)一個(gè)有再循環(huán)閥的再循環(huán)管，由汽包——下降管——再循環(huán)管——省煤器——汽包之間形成自然循環(huán)回路。2、控制循環(huán)鍋爐的省煤器再循環(huán)管對(duì)于控制循環(huán)鍋爐，省煤器再循環(huán)系統(tǒng)如圖8-3（b）所示。鍋爐的下降管系統(tǒng)中均裝有再循環(huán)泵，水在泵中進(jìn)一步升壓后進(jìn)入水冷壁下聯(lián)箱（下水包）。8/18/202315七、省煤器的啟動(dòng)保護(hù)8/5/2023158/18/2023168/5/2023168/18/2023178/5/202317八、省煤器出口水溫的選擇對(duì)高壓以上鍋爐，省煤器均采用非沸騰式，即省煤器出口水溫有一定的欠焓值，避免省煤器中發(fā)生汽化，以保證省煤器管中的水流量分配均勻，且使水在進(jìn)入水冷壁管時(shí)不發(fā)生汽化，保證水冷壁入口的水流量分配均勻，提高水循環(huán)的安全性。對(duì)控制循環(huán)鍋爐，一般將省煤器出口的水直接引入汽包的下降管入口處，以保證水進(jìn)入再循環(huán)水泵時(shí)不發(fā)生汽化，要求省煤器出口水溫欠溫60℃。對(duì)直流鍋爐，省煤器出口水約需要有380KJ/kg的欠焓，才能保證給水進(jìn)入水冷壁管子時(shí)流量分配較為均勻。8/18/202318八、省煤器出口水溫的選擇8/5/202318第二節(jié)空氣預(yù)熱器一、空氣預(yù)熱器的作用空氣預(yù)熱器利用了煙氣余熱。（1）進(jìn)一步排煙溫度降低，提高了鍋爐熱效率；（2）改善燃料的著火與燃燒條件，降低不完全燃燒損失；（3）強(qiáng)化輻射傳熱，節(jié)省金屬，降低造價(jià)；（4）改善引風(fēng)機(jī)工作條件。1、鋼管式空氣預(yù)熱器鋼管式空氣預(yù)熱器為傳熱式，常用于中、小型鍋爐，它是由直徑40～51mm，壁厚為1.25～1.5mm的有縫薄壁鋼管與錯(cuò)列開(kāi)孔的上、下管板焊接而成，形成立體管箱。為使傳熱更接近于逆流傳熱，常采用多次交叉型式。一般空氣預(yù)熱器中煙氣流速取10～14m/s為宜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，空氣流速應(yīng)是煙氣流速的0.4～0.55倍為宜。8/18/202319第二節(jié)空氣預(yù)熱器一、空氣預(yù)熱器的作用8/5/2023198/18/2023208/5/2023208/18/2023218/5/202321管式空氣預(yù)熱器工作動(dòng)畫8/18/202322管式空氣預(yù)熱器工作動(dòng)畫8/5/202322管式空氣預(yù)熱器管箱上管板與鍋爐鋼架之間用膨脹補(bǔ)償器聯(lián)結(jié)，用以補(bǔ)償部件間的受熱膨脹時(shí)的相對(duì)位移，防止空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)。管式空氣預(yù)熱器管子錯(cuò)列布置。2、鋼管式空氣預(yù)熱器的布置單道多流程、單道單流程、雙道多流程、多道多流程。3、管式空氣預(yù)熱器管徑及節(jié)距的選擇采用小管徑可以使結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間更小，目前廣泛采用φ40×1.5㎜，由于考慮積灰、清灰等問(wèn)題而未被采用。管式空氣預(yù)熱器采用錯(cuò)列布置，其中S1/d=1.5～1.75，S2/d=1～1.5。對(duì)于一定的管徑，S1、S2越小，對(duì)傳熱越有利，結(jié)構(gòu)越緊湊，但要防止焊接時(shí)發(fā)生過(guò)大變形。由于管內(nèi)空氣縱向流動(dòng)，煙速可在10～14m/s內(nèi)選取。空氣橫向沖刷管壁，傳熱較強(qiáng)，流動(dòng)阻力較大，所以采用較低流速，設(shè)計(jì)時(shí)為煙速的45%～55%。8/18/202323管式空氣預(yù)熱器管箱上管板與鍋爐鋼架之間用膨脹補(bǔ)償器聯(lián)結(jié)，用以8/18/2023248/5/2023248/18/2023258/5/202325二、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是大型電站鍋爐常采用的設(shè)備，其受熱面為蓄熱式。與管式空氣預(yù)熱器相比，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省鋼材、耐腐蝕性好和受熱面受到磨損和腐蝕時(shí)不增加空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量等優(yōu)點(diǎn)。在相同體積內(nèi)，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器可布置的受熱面面積是管式空氣預(yù)熱器的6～8倍。在相同煙溫條件下，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器波形受熱元件的厚度較大，壁溫較高，并可采用耐腐蝕材料，因此腐蝕相對(duì)較輕。主要缺點(diǎn)是漏風(fēng)量較大，對(duì)密封結(jié)構(gòu)要求較高?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部件不同分為受熱面旋轉(zhuǎn)（容克式）和風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)（羅特謬?yán)帐剑﹥煞N。1、受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器（容克式）國(guó)內(nèi)電站鍋爐多數(shù)采用受熱面旋轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器分轉(zhuǎn)子和靜子兩部分，轉(zhuǎn)子由中心軸，上、下部軸承，徑向和橫向隔板，及內(nèi)部裝置8/18/202326二、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器8/5/202326回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)動(dòng)畫8/18/202327回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)動(dòng)畫8/5/2023278/18/2023288/5/2023288/18/2023298/5/202329的蓄熱板組成。由密封區(qū)將煙氣和空氣隔開(kāi)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)煙氣區(qū)蓄熱板被加熱，轉(zhuǎn)至空氣區(qū)蓄熱板放熱并加熱空氣。靜子包括軸承和軸承座及基礎(chǔ)。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器具體可分為外殼、轉(zhuǎn)子、受熱元件、密封裝置、傳動(dòng)裝置、上下軸承座及潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分。（1）外殼外殼頂板、底板與轉(zhuǎn)子之間由扇形隔板相隔，將轉(zhuǎn)子上、下部空間分為兩部分，同時(shí)外殼頂板與底板上各有兩個(gè)連接方箱，一個(gè)與煙道連接，一個(gè)與風(fēng)道連接，而轉(zhuǎn)子一側(cè)通過(guò)煙氣，一側(cè)通過(guò)空氣，煙氣容積流量大于空氣?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中煙氣通道一般占總受熱面積的40%～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(cāng)式受熱面轉(zhuǎn)動(dòng)空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)與二分倉(cāng)式基本相同，只不過(guò)由三對(duì)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(gè)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°。這種三分倉(cāng)式空氣預(yù)熱器適用于采用冷一次風(fēng)機(jī)的正壓制粉系統(tǒng)，高壓一次風(fēng)和低壓二次風(fēng)分別加熱。8/18/202330的蓄熱板組成。由密封區(qū)將煙氣和空氣隔開(kāi)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)煙氣區(qū)蓄熱8/18/2023318/5/2023318/18/2023328/5/202332空氣預(yù)熱器原理8/18/202333空氣預(yù)熱器原理8/5/2023338/18/2023348/5/202334（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子被分為徑向和切向隔板分隔成許多扇形格，每個(gè)扇形格內(nèi)裝滿波浪形薄鋼板（即蓄熱板）。轉(zhuǎn)子是放置受熱元件的，由12塊或24塊徑向隔板與中心轉(zhuǎn)筒和轉(zhuǎn)子殼體聯(lián)接成12個(gè)或24個(gè)扇形倉(cāng)。每個(gè)倉(cāng)由橫向隔板分成多個(gè)梯形小室，受熱元件制成抽屜式結(jié)構(gòu)放入。轉(zhuǎn)子分倉(cāng)角度為15°或30°兩種；取決于制造工藝的裝配焊接條件、密封惰性區(qū)的覆蓋程度、金屬材料消耗量及轉(zhuǎn)子的攜帶風(fēng)量；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有整體式、分片式、64型、模塊和半模塊，通常采用模塊式。（3）受熱元件1）板型和材料常用受熱元件有DU型、CU型和NF型三種，如圖所示。每種板型都是由定位板和波紋板組成。對(duì)于固體燃料，熱端和熱端中間段采用24GA材料DU型受熱元件，冷端層或冷端中間層采用18GA材料NF型受熱元件。8/18/202335（2）轉(zhuǎn)子8/5/2023358/18/2023368/5/2023368/18/2023378/5/2023378/18/2023388/5/2023388/18/2023398/5/2023398/18/2023408/5/2023408/18/2023418/5/202341對(duì)于氣體燃料，采用CU型受熱元件，CU型受熱元件的單位容積的受熱面積多，材料采用普通碳鋼，冷端采用耐腐蝕的低合金材料，也可采用涂搪瓷受熱元件防腐蝕。受熱面波形板裝于圓形筒體內(nèi)，圓形筒體被鋼板分隔成若干個(gè)扇形倉(cāng)格，每個(gè)扇形倉(cāng)格內(nèi)裝滿由金屬薄板制成的波形板組件，波形板組件稱為預(yù)熱器蓄熱板。蓄熱板一般由厚度0.5～1.25mm薄鋼板軋制成波形板和定位板，并要求板上斜波紋與氣流方向成30°夾角，以使增強(qiáng)氣流擾動(dòng)而改善傳熱效果。2）放置方式有橫、縱向放置兩種。橫向放置優(yōu)點(diǎn)是充滿率高，不易發(fā)生散落；缺點(diǎn)是每塊尺寸按等差級(jí)數(shù)變化，必須采用生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)方式生產(chǎn)，適于批量制造。受熱元件眼高度分四層放置，即熱端層、熱端中間層、冷端中間層和冷端層，每層高度為300～600㎜。（4）密封裝置8/18/202342對(duì)于氣體燃料，采用CU型受熱元件，CU型受熱元件的單位容積回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器8/18/202343回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器8/5/202343回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器內(nèi)部傳熱組件8/18/202344回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器內(nèi)部傳熱組件8/5/202344安裝好的傳熱組件傳熱組件8/18/202345安裝好的傳熱組件傳熱組件8/5/2023458/18/2023468/5/202346傳熱元件盒8/18/202347傳熱元件盒8/5/202347回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的傳熱組件8/18/202348回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的傳熱組件8/5/202348傳熱組件正面8/18/202349傳熱組件正面8/5/202349傳熱組件側(cè)面8/18/202350傳熱組件側(cè)面8/5/202350傳熱組件俯視圖8/18/202351傳熱組件俯視圖8/5/2023518/18/2023528/5/202352回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的主要問(wèn)題是漏風(fēng)大，漏風(fēng)主要包括攜帶漏風(fēng)和密封漏風(fēng)兩種。由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件之間留有一定間隙，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不可避免的會(huì)將部分空氣帶入煙氣，這部分漏風(fēng)稱為攜帶漏風(fēng)，攜帶漏風(fēng)量一般不會(huì)超過(guò)1%。由于空氣側(cè)為正壓，煙氣側(cè)為負(fù)壓，在壓差作用下空氣會(huì)通過(guò)密封裝置的間隙漏入煙氣中，這部分漏風(fēng)稱為密封漏風(fēng)。密封漏風(fēng)量一般為8%～10%。三分倉(cāng)式受熱面轉(zhuǎn)動(dòng)式空氣預(yù)熱器為例介紹空氣預(yù)熱器的密封裝置。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的密封分為冷態(tài)密封和熱態(tài)密封.冷態(tài)密封系統(tǒng)由軸向密封、徑向密封、環(huán)向密封、中心筒密封四部分組成?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器均裝設(shè)有密封自動(dòng)控制系統(tǒng)。8/18/202353回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的主要問(wèn)題是漏風(fēng)大，漏風(fēng)主要包括攜帶漏風(fēng)和密8/18/2023548/5/2023548/18/2023558/5/202355（5）傳動(dòng)裝置受熱面旋轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器正常運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)速一般為1.17r/min，轉(zhuǎn)速變化范圍為0.25～1.23r/min。預(yù)熱器傳動(dòng)裝置是將高速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到1～1.5r/min，傳動(dòng)方式有中心傳動(dòng)（小型預(yù)熱器）和外圓傳動(dòng)。（6）支承和導(dǎo)向軸承及其潤(rùn)滑系統(tǒng)（7）吹灰裝置和水沖洗裝置2、風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在設(shè)計(jì)良好時(shí)密封漏風(fēng)量一般為8%～10%，密封不好時(shí)可達(dá)30%或更高?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的另一個(gè)問(wèn)題是受熱面容易積灰，在預(yù)熱器上下兩端都裝有吹灰裝置，吹灰介質(zhì)通常采用過(guò)熱蒸汽或壓縮空氣，如積灰嚴(yán)重，要采用壓力水沖洗。8/18/202356（5）傳動(dòng)裝置8/5/202356回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)動(dòng)畫8/18/202357回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)動(dòng)畫8/5/2023578/18/2023588/5/202358空預(yù)器支撐軸承8/18/202359空預(yù)器支撐軸承8/5/202359第三節(jié)、尾部受熱面的布置一、單級(jí)布置一級(jí)空氣預(yù)熱器和一級(jí)省煤器組成。單級(jí)布置較為簡(jiǎn)單，但熱風(fēng)溫度一般只能達(dá)到300℃左右，不可能再高。煙氣容積和比熱容均大于空氣，所以煙氣每降低1℃，空氣溫度升高1.25～1.5℃。二、雙級(jí)布置兩級(jí)空氣預(yù)熱器和兩級(jí)省煤器組成。超高壓和更高壓力鍋爐尾部受熱面布置特點(diǎn)為：（1）尾部受熱面大多采用單級(jí)布置；（2）再熱器與低溫對(duì)流過(guò)熱器都是布置在省煤器前（按煙氣流向）。（3）再熱器與低溫對(duì)流過(guò)熱器在尾部煙道中可以串聯(lián)布置，也可并聯(lián)布置。8/18/202360第三節(jié)、尾部受熱面的布置一、單級(jí)布置8/5/2023608/18/2023618/5/2023618/18/2023628/5/202362第四節(jié)、低溫受熱面的積灰、磨損和腐蝕一、低溫受熱面的積灰及其防止措施1、積灰的形成原因及影響因素（1）積灰的原因在鍋爐的運(yùn)行中，尾部煙道煙氣溫度低于600℃～700℃,當(dāng)含灰煙氣在流經(jīng)尾部受熱面時(shí),部分灰粒沉積在受熱面上的現(xiàn)象稱為積灰。干松灰；小于30μm；低溫黏結(jié)灰：(1)積灰與冷凝硫酸形成硫酸鈣；(2)吹灰蒸汽凝結(jié)水或省煤器漏水與積灰混和。管子背風(fēng)面最容易積灰，而正面很少積灰。這是因?yàn)橛L(fēng)面受大灰粒的沖刷的緣故。管子兩側(cè)受飛灰的沖刷磨損，一般不會(huì)發(fā)生積灰。煙氣流速不同時(shí)，受熱面上積灰的情況如圖8—29所示?；伊Ｔ诠鼙谏系某练e在最初階段是很快的，但達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)后基本不再變化。這時(shí)，一方面細(xì)灰在沉積，另一方8/18/202363第四節(jié)、低溫受熱面的積灰、磨損和腐蝕一、低溫受熱面的積灰及其8/18/2023648/5/202364面煙氣中大直徑灰粒又將其剝離管壁，達(dá)到灰粒的沉積和被剝離處于動(dòng)平衡狀態(tài)。具體原因：1、管背面產(chǎn)生漩渦，10μm小顆粒沉積；2、微小顆粒具有很大附著力；3、靜電感應(yīng)，小于20～30μm的附著管子；4、表面粗糙，3～5μm機(jī)械作用停留；（2）影響積灰的主要因素：粒徑：粒徑小易積灰，粒徑大不易積灰。管徑：管徑小易積灰，管徑大不易積灰。煙速：煙速小易積灰(3m/s)，煙速大不易積灰(大于8m/s)粗糙度：粗糙面易積灰，光滑面不易積灰。煙溫：煙溫高易積灰，煙溫低不易積灰。管排列方式：順列易積灰，錯(cuò)列不易積灰?？v向節(jié)距：順列S2小易積灰，錯(cuò)列S2小不易積灰。8/18/202365面煙氣中大直徑灰粒又將其剝離管壁，達(dá)到灰粒的沉積和被剝離處于2、防止和減輕積灰的主要措施（1）在設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的煙氣流動(dòng)速度，使積灰減輕。煙氣流動(dòng)速度應(yīng)不低于5～6m/s，在低負(fù)荷時(shí)煙氣流速不低于3m/s。當(dāng)煙氣流縱向沖刷管束時(shí)，應(yīng)使煙氣流速不低于8m/s。（2）采用吹灰裝置。由于省煤器上的積灰多為松散積灰，使用吹灰器可以清除積灰。（3）采用合理的結(jié)構(gòu)和布置方式。省煤器采用錯(cuò)列布置，并適當(dāng)減小縱向節(jié)距，增強(qiáng)氣流擾動(dòng)，減少積灰。采用膜式省煤器和鰭片式省煤器，可增強(qiáng)傳熱，減輕磨損，減少積灰。（4）防止省煤器泄漏；8/18/2023662、防止和減輕積灰的主要措施8/5/202366二、低溫受熱面的飛灰磨損及其防止措施1、飛灰磨損的機(jī)理攜帶有灰粒和未完全燃燒燃料顆粒的高速煙氣通過(guò)受熱面時(shí)，固體粒子對(duì)受熱面的每次撞擊都會(huì)剝離掉極微小的金屬屑，這就是飛灰對(duì)受熱面的磨損。顆粒對(duì)受熱面的撞擊可分為垂直方向（法線方向）分力和切向方向（切線方向）分力。垂直方向撞擊可使管壁表面產(chǎn)生微小的塑性變形或顯微裂紋，稱為撞擊磨損。切向撞擊則引起顆粒對(duì)管壁表面產(chǎn)生微小的切削作用，造成摩擦磨損。大量灰粒長(zhǎng)期反復(fù)撞擊，產(chǎn)生上述兩類磨損的綜合結(jié)果，使得沖擊角度在30°～40°范圍內(nèi)的金屬管壁磨損最為嚴(yán)重。2、影響磨損的主要因素：8/18/202367二、低溫受熱面的飛灰磨損及其防止措施8/5/2023678/18/2023688/5/202368（1）煙氣的流動(dòng)速度和灰粒鍋爐煙道中受熱面管壁的磨損程度，與飛灰顆粒的動(dòng)能和飛灰撞擊的頻率成正比。而灰粒的動(dòng)能與灰粒速度成二次方關(guān)系，撞擊頻率與灰粒速度的一次方成正比。因此，管壁的磨損量與飛灰顆粒沖擊速度成三次方關(guān)系。（2）灰粒的特性和飛灰濃度灰粒的形狀對(duì)磨損程度有較大的影響?；伊Ｓ袖J利的棱角時(shí)比呈圓形的灰粒磨損較為嚴(yán)重。而灰粒的直徑越大，磨損也加重。飛灰的濃度增加，單位時(shí)間內(nèi)灰粒撞擊管壁的頻率增加，磨損加重。當(dāng)灰粒中SiO2含量增加時(shí)，磨損也加重。（3）管束排列方式與沖刷方式當(dāng)煙氣橫向沖刷管束時(shí)，對(duì)于錯(cuò)列布置的管束，第二排的磨損量比第一排的要大約兩倍。這是因?yàn)榈诙诺拿扛茏诱龑?duì)第一排管的兩管之間，煙氣進(jìn)入管束后流通截面變小而煙氣流速加大使磨損加重。以后各排的磨損量也均大于第一排，但小于第二排。8/18/202369（1）煙氣的流動(dòng)速度和灰粒8/5/202369對(duì)于順列布置的管束，第一排管子磨損較為嚴(yán)重，而第二排以后的管子相對(duì)較輕?；伊?duì)管壁圓周各處沖擊磨損是不同的，對(duì)于順列或錯(cuò)列布置的第一排管，最大磨損位置在迎風(fēng)面兩側(cè)圓心角θ等于45°～60°之間。對(duì)錯(cuò)列布置的第二排管，最大磨損位置在θ角等于30～45°之間；如圖8—31所示。管式空氣預(yù)熱器中煙氣是縱向流動(dòng)，僅在煙氣進(jìn)口處管子磨損較嚴(yán)重。（4）氣流運(yùn)動(dòng)方向當(dāng)煙氣流自上而下流動(dòng)時(shí)，灰粒在重力作用下其速度可能大于煙氣速度，從而加重了沖擊磨損的程度。而當(dāng)煙氣自下而上流動(dòng)時(shí)，在重力作用下灰粒速度降低，對(duì)管壁的磨損將會(huì)減輕。（5）管壁材料和壁溫管壁材料的硬度Hb和灰粒硬度Hh的比值與管壁的磨損量有關(guān)。采用硬度較高管材可減小磨損。運(yùn)行中管壁溫度的高低也會(huì)影響磨損程度。8/18/202370對(duì)于順列布置的管束，第一排管子磨損較為嚴(yán)重，而第二排以后的管8/18/2023718/5/202371（6）煙氣成分在煙氣溫度低于250℃時(shí)，煙氣中的腐蝕性氣體SO2、O2、H2O、H2S等將對(duì)管壁產(chǎn)生腐蝕作用。當(dāng)腐蝕層被灰粒沖掉時(shí)，暴露的金屬再次發(fā)生腐蝕，形成腐蝕與磨損交替循環(huán)，使總磨損速度加快幾倍。（7）煙氣走廊在布置對(duì)流受熱面時(shí)，考慮到管束受熱膨脹等問(wèn)題，省煤器蛇形管彎頭與爐墻之間留有幾十毫米的間隙，此間隙處流動(dòng)阻力小，煙氣流速大于此煙道斷面上平均煙氣流速，稱此間隙為煙氣走廊。在煙氣走廊內(nèi)煙氣流量不斷增加，煙氣流速不斷提高。煙氣流量的增加一部分來(lái)自走廊進(jìn)口處煙氣的橫向流動(dòng)，另一部分來(lái)自管束間煙氣的橫向流動(dòng)。因?yàn)樵诠苁淖枇Υ笥谧呃忍幍淖枇?，煙氣自?dòng)向阻力小的走廊處流動(dòng)，導(dǎo)致管束彎頭處磨損加劇。8/18/202372（6）煙氣成分8/5/2023728/18/2023738/5/2023738/18/2023748/5/2023748/18/2023758/5/2023758/18/2023768/5/2023763、減輕和防止磨損的措施（1）選擇合理的煙氣流速由于磨損量與煙氣流速的3次方成正比，煙速增加1倍，磨損量將增加約10倍。因此，在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合理的煙氣流速，以減輕磨損，并防止積灰。一般應(yīng)控制尾部受熱面中煙氣流速不大于9m/s。（2）防止煙道中出現(xiàn)局部煙速過(guò)高和飛灰濃度過(guò)大1）消除煙氣走廊；在煙氣走廊進(jìn)口處加裝梳形管和護(hù)瓦來(lái)減輕磨損。梳形管可使進(jìn)口煙氣阻力均衡，護(hù)瓦則可防止管束間煙氣橫向流動(dòng)，兩者組合可更好地降低煙氣走廊中的煙氣流速和磨損。2）防止局部地方的飛灰濃度過(guò)大在轉(zhuǎn)彎處加裝導(dǎo)向板裝置，可使煙氣流速和飛灰濃度均勻。3）消除漏風(fēng)8/18/2023773、減輕和防止磨損的措施8/5/2023778/18/2023788/5/2023788/18/2023798/5/202379

8/18/2023808/5/202380（3）改善省煤器結(jié)構(gòu)1)選用大直徑管子；2)橫向節(jié)距與管徑的比值s1/d越大，則管子的磨損越輕；3)順列管束的磨損比錯(cuò)列管束輕；4)采用擴(kuò)展受熱面；采用膜式省煤器、鰭片式省煤器和螺旋肋片式省煤器可以減輕磨損。采用膜式、鰭片式和螺紋肋片式擴(kuò)展表面省煤器可強(qiáng)化煙氣側(cè)傳熱，使省煤器結(jié)構(gòu)更加緊湊。在金屬消耗量和通風(fēng)電耗相同條件下，可使省煤器占有空間大大下降。（4）采用防磨裝置在尾部煙道中受熱面磨損較嚴(yán)重部位加裝防磨裝置是重要的防磨措施之一。如在第一排和第二排管的通風(fēng)面裝設(shè)防磨護(hù)瓦。在煙氣走廊處受熱面加裝防磨護(hù)簾。對(duì)磨損較嚴(yán)重的部位，在設(shè)計(jì)制造時(shí)也可以采用厚壁管，延長(zhǎng)被磨損時(shí)間，使受熱面使用壽命增加。8/18/202381（3）改善省煤器結(jié)構(gòu)8/5/2023818/18/2023828/5/202382（5）其它措施在尾部煙道前，加裝除塵器，在煙氣進(jìn)入尾部煙道前除去部分飛灰或大顆粒飛灰，也可以減輕受熱面磨損。鍋爐運(yùn)行中，采用較低的過(guò)量空氣系數(shù)，盡量減少各受熱面的漏風(fēng)量，使煙氣流速降低，可以減輕磨損。同時(shí)，嚴(yán)格控制煤粉細(xì)度，減小灰粒直徑，可降低灰粒沖擊磨損力，減輕管子磨損。三、尾部受熱面的低溫腐蝕1、低溫腐蝕及其危害煙氣中的水蒸汽和硫酸蒸汽進(jìn)入低溫受熱面時(shí)，與溫度較低的受熱面金屬接觸并可能發(fā)生凝結(jié)而對(duì)金屬壁面造成腐蝕，稱為低溫腐蝕。（1）低溫腐蝕一般出現(xiàn)在煙溫較低的低溫空氣預(yù)熱器的冷端,對(duì)管式空氣預(yù)熱器將使管壁穿孔，大量空氣漏入煙氣中，造成送風(fēng)量不足或引風(fēng)機(jī)超負(fù)荷，排煙溫度升高，鍋爐熱效率降低。8/18/202383（5）其它措施8/5/202383（2）造成低溫黏結(jié)性積灰，積灰與金屬結(jié)成一體，在鍋爐運(yùn)行中難于清除，造成排煙溫度升高，引風(fēng)機(jī)阻力增加，鍋爐出力下降，電耗增加。（3）嚴(yán)重的腐蝕導(dǎo)致受熱面更換。2、低溫腐蝕的機(jī)理（1）SO3的形成燃料當(dāng)中的硫在燃燒時(shí)形成SO2，在高溫下被分解的自由氧原子[O]與SO2作用生成SO3。因此，火焰溫度越高，過(guò)量空氣系數(shù)越大，生成的SO3也會(huì)越多。而SO3與水蒸汽作用會(huì)形成硫酸蒸汽，就會(huì)凝結(jié)下來(lái)腐蝕金屬，并可能大量粘灰形成堵灰。（2）SO3生成的兩種情況一是燃燒反應(yīng)中火焰里部分O2會(huì)離解成[O]，與煙氣中的SO2反應(yīng)生成SO3；二是煙氣流經(jīng)對(duì)流受熱面時(shí)，SO2遇到Fe2O3或V2O5等催化劑的作用，會(huì)與煙氣中的過(guò)剩氧反應(yīng)生成SO3，即：2SO2+O2→2SO3。8/18/202384（2）造成低溫黏結(jié)性積灰，積灰與金屬結(jié)成一體，在鍋爐運(yùn)行中難3、煙氣露點(diǎn)（酸露點(diǎn)）的確定一般在鍋爐正常排煙溫度的范圍內(nèi)一般不會(huì)發(fā)生水蒸汽的凝結(jié)。當(dāng)煙氣中有SO3并與水蒸汽作用生成硫酸蒸汽時(shí)，煙氣中硫酸蒸汽就會(huì)凝結(jié)，此時(shí)的溫度稱為酸露點(diǎn)或煙氣露點(diǎn)，它比水露點(diǎn)高的多，而且煙氣中硫酸蒸汽含量越高其酸露點(diǎn)也越高，可達(dá)140～160℃甚至更高。煙氣對(duì)受熱面的腐蝕常用酸露點(diǎn)的高低來(lái)表示，酸露點(diǎn)越高，說(shuō)明在較高煙溫下硫酸蒸汽即可凝結(jié)，腐蝕也就越嚴(yán)重。煙氣露點(diǎn)與燃料的硫分和灰分有關(guān)。燃料的收到基折算硫分越高，生成的SO3越多，煙氣露點(diǎn)也越高；煙氣中攜帶的飛灰粒子中所含的Ca、Mg和其他堿金屬的氧化物以及磁性氧化鐵，有吸收煙氣中部分硫酸蒸汽的能力，從而減少硫酸蒸汽的濃度，由于硫酸蒸汽份壓力的減小，煙氣露點(diǎn)也就降低。煙氣中灰粒子數(shù)量越多，這個(gè)影響越顯著。8/18/2023853、煙氣露點(diǎn)（酸露點(diǎn)）的確定8/5/202385不同燃料，不同燃燒方式下，煙氣露點(diǎn)與折算硫分關(guān)系的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果如圖所示。綜合考慮燃料特性及燃燒方式影響的煙氣露點(diǎn)溫度的經(jīng)驗(yàn)公式為：

℃（8—3）式中：tl,tsl——煙氣露點(diǎn)和水露點(diǎn)溫度，℃；Sar，ZS，Aar，ZS——煤的收到基折算硫分和灰分，%；

αfh——飛灰系數(shù)，對(duì)煤粉爐，取αfh=0.85。8/18/202386不同燃料，不同燃燒方式下，煙氣露點(diǎn)與折算硫分關(guān)系的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)

8/18/2023878/5/2023874、腐蝕的速度腐蝕的速度與管壁上凝結(jié)的酸量、硫酸濃度以及管壁溫度等因素有關(guān)。單位時(shí)間在管壁上凝結(jié)的硫酸量也是影響腐蝕速度的主要因素之一。當(dāng)凝結(jié)酸量增加時(shí)，腐蝕速度也隨之加快。凝結(jié)酸量和腐蝕速度均與受熱面金屬溫度有關(guān)。由圖可知，受熱面金屬溫度不僅會(huì)影響硫酸的凝結(jié)量，而且隨著金屬溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，腐蝕速度增加。煙氣中SO3所占的容積雖然很小，但只要少量的硫酸蒸汽存在，就會(huì)使煙氣露點(diǎn)明顯升高，這就使得硫酸蒸汽更容易凝結(jié)。剛開(kāi)始凝結(jié)時(shí)，凝結(jié)液中硫酸濃度很大，隨著一部分硫酸蒸汽凝結(jié)下來(lái)，煙氣中硫酸蒸汽濃度會(huì)有所下降，煙氣露點(diǎn)也隨之降低，隨后凝結(jié)的硫酸濃度也跟著下降。因此，受熱面上凝結(jié)的硫酸濃度是隨溫度降低而逐漸降低的。硫酸濃度對(duì)受熱面的腐蝕速度的影響如圖所示。8/18/2023884、腐蝕的速度8/5/2023888/18/2023898/5/2023898/18/2023908/5/202390受熱面金屬實(shí)際的腐蝕速度與硫酸蒸汽的凝結(jié)濃度和數(shù)量有關(guān)，而這又與金屬壁面溫度有關(guān)。圖中A點(diǎn)為受熱面金屬壁溫達(dá)煙氣露點(diǎn)時(shí)，硫酸蒸汽開(kāi)始凝結(jié)，但由于酸量較少且硫酸濃度較高，雖然壁溫較高而腐蝕速度較低。B點(diǎn)為壁溫降低而硫酸凝結(jié)量多且濃度也降低，腐蝕速度逐漸達(dá)最大的強(qiáng)烈腐蝕濃度區(qū)。隨著壁溫降至C點(diǎn)，凝結(jié)硫酸量減少且濃度也降至弱腐蝕濃度區(qū)，此區(qū)腐蝕速度達(dá)到最低。當(dāng)壁溫降至水露點(diǎn)時(shí)，除硫酸蒸汽外，水膜與煙氣中SO2作用會(huì)生成亞硫酸溶液H2SO3，而且煙氣中鹽酸HCL也會(huì)溶于水中，它們均會(huì)對(duì)金屬造成腐蝕作用。因此腐蝕速度又加快。8/18/202391受熱面金屬實(shí)際的腐蝕速度與硫酸蒸汽的凝結(jié)濃度和數(shù)量有關(guān)，而這8/18/2023928/5/2023925、影響低溫腐蝕的因素（1）燃料中的硫分；（2）爐內(nèi)溫度；（3）過(guò)量空氣系數(shù)；（4）飛灰的成分；（5）煙氣中氧化鐵（Fe2O3）和氧化釩（V2O5）等催化劑的含量；8/18/2023935、影響低溫腐蝕的因素8/5/2023936、減輕和防止低溫腐蝕的措施（1）提高空氣預(yù)熱器金屬壁面溫度由公式（8-5）可知，提高空氣預(yù)熱器壁溫可減少硫酸蒸汽凝結(jié)量并減緩低溫腐蝕。而壁溫度的提高則需要提高排煙溫度和入口空氣溫度，這將使排煙熱損失提高。實(shí)際上提高空氣預(yù)熱器壁溫最常用的方法是提高入口空氣溫度，常采用如下三種方法。①將空氣預(yù)熱器出口的部分熱風(fēng)通過(guò)管道再送回空氣預(yù)熱器入口，使空預(yù)器入口空氣溫度升高并提高金屬壁面溫度。

②在空氣預(yù)熱器和送風(fēng)機(jī)之間加裝暖風(fēng)器作為前置式空氣預(yù)熱器。暖風(fēng)器是利用汽輪機(jī)抽汽加熱空氣的面