鍋爐原理--第8章--省煤器和空氣預(yù)熱器

1、熱能與動(dòng)力工程,1,第八章省煤器和空氣預(yù)熱器,熱能與動(dòng)力工程,2,一、分類與結(jié)構(gòu) 省煤器：加熱鍋爐的給水，水平管圈,第一節(jié)省煤器,熱能與動(dòng)力工程,3,省煤器動(dòng)畫,熱能與動(dòng)力工程,4,二、布置方式（尾部煙氣流通截面為矩形） 綜合考慮蛇型管圈中的水速及管外側(cè)的磨損程度分為： 1）蛇型管垂直于前墻布置：水速最低，但每根管均會(huì)受到磨損。 2）蛇型管平行于前墻布置：水速最高，僅磨損幾根管子，支吊不方便 3）蛇型管平行于前墻，雙側(cè)進(jìn)水布置，水速適中，支吊方便。,熱能與動(dòng)力工程,5,三、支吊方式 1支承只用于小型鍋爐； 2懸吊集箱在煙道中，減少穿墻管的數(shù)目，以出水引出管為懸吊管，有利于熱膨脹，大型電站鍋爐普

2、遍采用。,熱能與動(dòng)力工程,6,空氣預(yù)熱器的作用 1、進(jìn)一步降低煙氣溫度 大容量鍋爐，給水溫度250-290 120 2、制粉系統(tǒng)干燥 3、強(qiáng)化著火,第二節(jié)空預(yù)器,熱能與動(dòng)力工程,7,一、氣體間的換熱方式 1）間壁式換熱通過壁面的導(dǎo)熱，冷熱流體不接觸 2）再生式換熱冷熱流體輪流接觸受熱面的蓄熱元件，也稱為蓄熱式 3）直接混合式冷熱流體直接混合交換熱量。,熱能與動(dòng)力工程,8,二、 電站用空氣預(yù)熱器的分類,熱能與動(dòng)力工程,9,三、管式空氣預(yù)熱器 一）結(jié)構(gòu) 直徑為4051mm、壁厚為1.251.5mm的普通薄壁鋼管密集排列、錯(cuò)列布置，組成立方體型的管箱，數(shù)個(gè)管箱排列在尾部煙道中。 二）主要特點(diǎn) 體積大

3、，數(shù)倍于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，金屬耗量大，易受腐蝕，損壞，不易更換，清灰困難，管板易發(fā)生變形，漏風(fēng)較小，運(yùn)行方便，應(yīng)用較少。,熱能與動(dòng)力工程,10,三）布置方式 1垂直布置 煙氣管內(nèi)縱向沖刷，空氣管外橫向沖刷，須滿足煙氣及空氣流速的不同要求。 2水平布置 煙氣在管外，空氣在管內(nèi)，可以提高壁溫、減輕金屬腐蝕；采用較少。 鍋爐容量增大，管式空氣預(yù)熱器體積增加，鍋爐尾部布置困難。,熱能與動(dòng)力工程,11,四、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 大型電站鍋爐均采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 工作原理：再生式，煙氣和空氣交替地流過受熱面（蓄熱元件）放熱和吸熱。 兩種結(jié)構(gòu)：受熱面旋轉(zhuǎn)式（用的較多），風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)式。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 波形板受熱面裝

4、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蓄熱板,熱能與動(dòng)力工程,12,熱能與動(dòng)力工程,13,空氣預(yù)熱器動(dòng)畫,熱能與動(dòng)力工程,14,熱能與動(dòng)力工程,15,熱能與動(dòng)力工程,16,空氣預(yù)熱 器分解圖,熱能與動(dòng)力工程,17,熱能與動(dòng)力工程,18,五漏風(fēng),熱能與動(dòng)力工程,19,熱能與動(dòng)力工程,20,熱能與動(dòng)力工程,21,熱能與動(dòng)力工程,22,一、腐蝕的原因 SO3在200C以下與煙氣中的水蒸汽結(jié)合形成H2SO4蒸汽， 硫酸蒸汽在受熱面上凝結(jié)，造成腐蝕， 硫酸蒸汽凝結(jié)取決于煙氣露點(diǎn)溫度及煙氣中硫酸蒸汽得以凝結(jié)的受熱面溫度。,第三節(jié)鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的

5、腐蝕,熱能與動(dòng)力工程,23,二、煙氣露點(diǎn) 煙氣中存在兩個(gè)露點(diǎn)溫度： 硫酸蒸汽對(duì)應(yīng)于酸露點(diǎn)溫度； 水蒸汽對(duì)應(yīng)于水露點(diǎn)溫度。,熱能與動(dòng)力工程,24,1酸露點(diǎn)溫度 比水露點(diǎn)溫度高得多，取決于SO3和水蒸汽的含量，一般可達(dá)120140， 極少量的硫酸蒸汽就會(huì)對(duì)酸露點(diǎn)影響很大； 酸露點(diǎn)估計(jì)依靠經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式確定 可以由儀器直接測(cè)定。,熱能與動(dòng)力工程,25,2水露點(diǎn)溫度 取決于水蒸汽在煙氣中的分壓力，煙氣中水蒸汽分壓力很低，水露點(diǎn)溫度一般為4555， 空氣中的水蒸汽分壓力更低，水露點(diǎn)溫度一般為1020， 一般不會(huì)出現(xiàn)由于水蒸汽凝結(jié)造成鍋爐腐蝕,熱能與動(dòng)力工程,26,三、受熱面發(fā)生腐蝕的條件 能否發(fā)生腐蝕決定于

6、腐蝕介質(zhì)，介質(zhì)的量（濃度），得以凝結(jié)的受熱面溫度。 四、SO3的形成 可燃硫分燃燒生成SO2，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成SO3的很少，煙氣中SO3含量?jī)H為SO2的3%5%，煙氣中SO3只占到幾十萬分之幾。,熱能與動(dòng)力工程,27,五、腐蝕過程 1煙氣中SO3與煙氣中水蒸氣結(jié)合成硫酸蒸汽， 2煙氣中硫酸蒸汽在“冷”受熱面上凝結(jié)發(fā)生在沿?zé)煔饬鞒桃欢畏秶Y(jié)的硫酸濃度逐漸降低 3開始煙氣中硫酸濃度大，可在較高溫度的壁面上凝結(jié)下來，隨著濃度降低，露點(diǎn)下降，可以在較低溫度的壁面上凝結(jié)； 4凝結(jié)的硫酸濃度對(duì)受熱面腐蝕的速度影響很大，濃硫酸幾乎不腐蝕，稀硫酸腐蝕（40%50%）很強(qiáng)。,熱能與動(dòng)力工程,28,六、防腐措施

7、1提高金屬管壁溫 a、提高空氣預(yù)熱器入口空氣溫度（暖風(fēng)器，熱風(fēng)再循環(huán)等） b、預(yù)熱器水平布置， c、新型換熱器等采用等； 2采用防腐材料；,熱能與動(dòng)力工程,29,一、燃煤鍋爐受熱面灰垢及其影響 1積灰的幾種形態(tài)： 1）熔渣結(jié)渣 原因：飛灰呈熔融狀的黏性顆粒黏附在管壁上； 位置：爐膛受熱面及高溫對(duì)流受熱面的入口處。 2）高溫黏結(jié)灰 原因：鈉、鉀、鈣、硅等氧化金屬在高溫環(huán)境中發(fā)生氧化物的升華，氧化金屬呈分子狀態(tài)冷凝在受熱面上，與煙氣中SO3形成硫酸鹽，有黏性，大量捕捉飛灰，位置：爐膛受熱面及高溫對(duì)流受熱面。,第四節(jié)鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)的積灰和磨損,熱能與動(dòng)力工程,30,3）低溫黏結(jié)灰 原因：飛灰與冷凝在受熱面上的硫酸溶液形成水泥狀物質(zhì)，呈硬結(jié)狀，堵死，并加重低溫腐蝕。 位置：空氣預(yù)熱器受熱面 4）松散積灰 原因：飛灰中1020微米顆粒，沖刷管束時(shí)，背風(fēng)區(qū)產(chǎn)生旋渦，進(jìn)入旋渦區(qū)的灰顆粒分子吸附力大于其質(zhì)量，在靜電力、表面粗糙度作用下，積灰最后達(dá)到平衡狀態(tài)。易清除，與煙氣流速有關(guān)。 位置：省煤器受熱面,熱能與動(dòng)力工程,31,2灰垢對(duì)鍋爐傳熱設(shè)計(jì)的影響 鍋爐的設(shè)計(jì)中，往往出現(xiàn)對(duì)灰垢熱阻估計(jì)不準(zhǔn)確造成設(shè)計(jì)與運(yùn)行的差距，受熱面過多或不足， 鍋爐運(yùn)行中，燃燒煤種發(fā)生較大的變化 造成鍋爐出力不足或超溫， 目前主要依