锅炉第7章过热器与再热器.ppt

第七章 过热器与再热器 锅炉汽水流程 过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。在锅炉负荷或其他工况变动时应保证过热蒸汽温度正常，并处在允许的波动范围之内。 随着蒸汽压力的提高，要求相应提高蒸汽温度，否则在汽轮机尾部的蒸汽湿度会过高，影响汽轮机的安全。但过热汽温又受金属材料的限制，日前，受金属材料的限制，绝大部分锅炉的过热汽温仍保持在540～555℃的范围内，为避免汽轮机尾部叶片蒸汽湿度太大，采用中间再热系统。 再热器器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀做功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。 一般再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20％左右。采用再热系统可使电站热经济性提高约4％～5％。 过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，特别是再热蒸汽的吸热能力（冷却管子的能力）较差，如何使管子金属能长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题 运行中应保持汽温稳定。汽温的波动不应超过＋5～－10℃； 过热器和再热器要有可靠的调温于段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温； 尽员减少并联管间的热偏差。 按过热器在锅炉布置中所处的位置及结构，可分为：在炉膛壁面的墙式过热器；在炉膛上部不同位置的分隔屏和后屏；在对流烟道中的垂直式过热器和水平式过热器；构成水平烟道和尾部竖井烟道的包覆过热器。 根据传热方式和布置方式，过热器与再热器可以分为对流式、辐射式、半辐射式和包覆壁式四类 1．对流式 过热器系统中的末级高温过热器，以及再热器系统中的末级再热器和某些低温再热器，常布置在水平烟道和尾部竖井烟道中。它们主要依靠对流传热方式从烟气中吸收热量，属对流式过热器。对流式过热器和再热器基本由蛇形管排组成 。 根据管内外蒸汽和烟气总的流动方向，对流过热器和再热器可有逆流、顺流和混合流三种布置方式 逆流布置有最大的传热温压，金属耗量最少，但蒸汽出口温度最高处也是烟温最高处，管子工作条件差。一般在烟温较低区域的低温过热器和低温再热器采用逆流布置方式。 顺流方式则相反，传热温压小，耗用金属多，但蒸汽出口处的烟气温度最低，管壁工作条件好。 为在使用现有钢材条件下获得尽可能高的蒸汽温度，末级高温过热器和末级高温再热器都采用顺流布置方式。 烟气横向冲刷顺列布置受热面管子时的传热系数比冲刷错列布置时小，但顺列管束管外积灰易于被吹灰器清除。 布置在高烟温区的过热器或再热器一般易产生粘结性积灰，为便于蒸汽吹灰器清除积灰及支吊方便，都以顺列方式布置。 尾部烟井中低温过热器和低温再热器一般采用错列布置，以增强传热，但有的大型电站锅炉将它们以顺列方式布置，以便于吹灰和支吊。 过热器和再热器并联蛇形管的排数主要由烟气速度决定。其横向管间相对节距s1/d，顺列布置时选取s1/d＝2.0～3.5，错列布置时取s1/d＝3.0～3.5。 大容量锅炉的烟道宽度相对较小，满足烟气流速度的管排数后，就不能满足蒸汽流速的要求。因其管内流通截面太小，蒸汽质量流速太大，超过工质压降限制，所以通常以多管并联套弯的型式来满足蒸汽流速的要求。通常，蛇形管有如图所示的单管圈和多管圈结构。 蛇形管的布置有垂直放置（立式）和水平放置（卧式）两种型式。 立式过热器和再热器：通常布置在烟温较高的水平烟道中，如末级高温过热器和末级再热器。 优点：支吊结构简单，吊挂方便,且不易积灰。 缺点：停炉后管内积水不易排除，长期停炉将造成腐蚀。在升炉时工质流量不大，因管内存有积水，可能形成气塞，将管子烧坏，所以在升炉时应注意控制过热器的热负荷；在空气没有完全排除以前热负荷不能太大。 水平对流式过热器和再热器：布置在尾部竖井烟道内。易于疏水排气，但支吊比较麻烦，通常采用有蒸汽或水冷却的悬吊管吊挂。 2．辐射式（壁式、墙式） 布置在炉膛壁面上、直接吸收炉膛辐射热的过热器或再热器，称为辐射式（或墙式）过热器或再热器。 高参数大容量锅炉蒸发吸热所占比例减小，为了在炉膛内部布置足够的受热面，就需要布置辐射式过热器或再热器。 辐射式过热器布置方式： 墙式过热器：布置在炉膛壁面上； 顶棚过热器：水平布置在炉顶； 前屏过热器：悬挂在炉膛上部并靠近前墙。 辐射式过热器不仅使炉膛有足够的受热面来冷却烟气，同时由于辐射式过热器的温度特性与对流式过热器相反，还可改善锅炉汽温调节特性。 对于中参数的的锅炉机组，过热器吸热量占炉水总吸热份额吸热比例不是太高，因此，不需要布置墙式过热器和前屏过热器，仅仅采用顶棚过热器。 亚临界以上的锅炉机组有时还采用前屏过热器或墙式过热器。 由于炉内热负荷很高，辐射式过热器的工作条件恶劣，为了改善工作条件，辐射式过热器通常作为低温级受热面，布置在远离火焰中心、热负荷稍低的炉膛上部。 辐射式过热器和辐射式再热器的设计