第一节 概述 第二节 省煤器 第三节 空气预热器 第四节 低温受热面的布置...
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1 .利用锅炉尾部烟气的热量加热给水,提高进入汽包的给水温度,减少蒸发受热面;
2 .早期是为了降低排烟温度,提高效率,蒸发受热面 降低排烟温度的幅度有限;
3 .高参数大容量锅炉中,省煤器不可缺少;4 .高压以上锅炉均有回热循环,给水温度升高,并有
空气预热器,主要目的不仅是为了降低排烟温度;5. 特点—传热温差大,强制对流,金属消耗比蒸发受热
面少得多,价格低。
一、省煤器的作用
二、空气预热器的作用1 .电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水,省煤器入口水
温很高,锅炉排烟温度降低受限制,须利用空气预热器降低排烟温度;
2 .磨制、烘干煤粉,改善燃料着火与燃烧,强化炉内辐射换热,要求将空气加热到较高的温度,空气预热器是必须的。
一、分类与结构
省煤器:加热锅炉的给水,水平管圈
根据出口工质的状态分沸腾式—用于中低压锅炉,沸腾度小于 20% ,工质侧的阻力较大非沸腾式—高压以上的锅炉省煤器
根据管子的排列方式分类:
错列—布置紧凑,传热效果好,积灰少,但第二排磨损严重
顺列—传热效果较差,但磨损较轻
根据管子的结构方式分类:
铸铁式—仅用于压力低,给水品质要求不高,耐磨,耐腐蚀等
光管式— 28~42( 51)mm外径的蛇型钢管,普通钢材
扩展受热面式—鳍片管、螺旋肋片管、膜式管等
二、布置方式(尾部烟气流通截面为矩形)
综合考虑蛇型管圈中的水速及管外侧的磨损程度分为:1 )蛇型管垂直于前墙布置:水速最低,但每根管均会受
到磨损。2 )蛇型管平行于前墙布置:水速最高,仅磨损几根管子,
支吊不方便3 )蛇型管平行于前墙,双侧进水布置,水速适中,支吊
方便。
完成低温烟气与空气间的热交换
一、气体间的换热方式1 )间壁式换热—通过壁面的导热,冷热流体不接触2 )再生式换热—冷热流体轮流接触受热面的蓄热元件,也
称为蓄热式3 )直接混合式—冷热流体直接混合交换热量。
三、管式空气预热器
一)结构直径为 40~51mm 、壁厚为 1.25~1.5mm 的普通薄
壁钢管密集排列、错列布置,组成立方体型的管箱,数个管箱排列在尾部烟道中。
二)主要特点体积大,数倍于回转式空气预热器,金属耗量大,易受腐蚀,损坏,不易更换,清灰困难,管板易发生
变形,漏风较小,运行方便,应用较少。
三)布置方式
1 .垂直布置烟气管内纵向冲刷,空气管外横向冲刷,须满足烟气
及空气流速的不同要求。2 .水平布置
烟气在管外,空气在管内,可以提高壁温、减轻金属腐蚀;采用较少。
锅炉容量增大,管式空气预热器体积增加,锅炉尾部布置困难。
四、回转式空气预热器
大型电站锅炉均采用回转式空气预热器工作原理:再生式,烟气和空气交替地流过受热面(蓄热元
件) 放热和吸热。两种结构:受热面旋转式(用的较多),风罩旋转式。
优点:尺寸小,重量轻,制造水平要求高; 烟气侧腐蚀小,受热面温度高,允许有较大磨损量和腐
蚀量,检修方便。 缺点:存在漏风,结构复杂,耗电大。
一)受热面回转式
1 .结构1 )可转动的园筒型转子,内置蓄热元件;2 )固定的园筒型外壳,扇形顶板和底板将转子流通截
面分为两部分,分别与固定的烟气及空气通道相连接;3 )转子截面分三个区:烟气流通部分约 50%、空气
流通部分:约为 30%、密封区:其余部分。2 .工作过程 每分钟旋转 1~4周。转子受热面顺序通过烟气侧,吸热升
温,通过空气侧放热降温,旋转一周完成一个热交换过程。
五.漏风
1 )漏风来源 转动和固定部分间存在一定的间隙,空气与烟气间存在
一定的压差,转动部分带入风量;2 )漏风危害:送风量增大,引风也增加,排烟损失增加;3 )漏风量:先进水平 5~8%,一般为 10%左右,最高可达 40%;
4 )要求有良好的密封装置,在运行中吹灰
尾部省煤器与空气预热器的布置方式分为单级和双级布置
1 、单级布置 管式预热器的热空气温度低于 280℃时采用, 大型锅炉采用单级回转式空气预热器的布置
2 、双级布置 管式预热器为了获得较高的热空气温度, (采用双级的原因:烟气热容量大于空气热容量,空气
温度上升速度比烟气温度下降得快) 为保证上级空气预热器上管板的安全, 必须在空气预热器之间夹一级省煤器,省煤器也为双级
布置(省煤器结构复杂)。
2 .水露点温度
取决于水蒸汽在烟气中的分压力,烟气中水蒸汽分压力很低,水露点温度一般为 45~55℃,
空气中的水蒸汽分压力更低,水露点温度一般为 10~20℃,一般不会出现由于水蒸汽凝结造成锅炉腐蚀
三、受热面发生腐蚀的条件
能否发生腐蚀决定于腐蚀介质,介质的量(浓度),得以凝结的受热面温度。
四、 SO3 的形成 可燃硫分燃烧生成 SO2 ,进一步转化成 SO3 的很少,烟
气中 SO3含量仅为 SO2 的 3%~5% ,烟气中 SO3 只占到几十万分之几。
五、腐蚀过程
1 .烟气中 SO3 与烟气中水蒸气结合成硫酸蒸汽,2 .烟气中硫酸蒸汽在“冷”受热面上凝结发生在沿烟气流程一段范围,凝结的硫酸浓度逐渐降低
3 .开始烟气中硫酸浓度大,可在较高温度的壁面上凝结下来,随着浓度降低,露点下降,可以在较低温度的壁面上凝结;
4 .凝结的硫酸浓度对受热面腐蚀的速度影响很大,浓硫酸几乎不腐蚀,稀硫酸腐蚀( 40%~50%)很强。
一、燃煤锅炉受热面灰垢及其影响
1 .积灰的几种形态:1 )熔渣—结渣 原因:飞灰呈熔融状的黏性颗粒黏附在管壁上; 位置:炉膛受热面及高温对流受热面的入口处,2 )高温黏结灰 原因:钠、钾、钙、硅等氧化金属在高温环境中发生氧化物的升华,氧化金属呈分子状态冷凝在受热面上,与烟气中 SO3 形成硫酸盐,有黏性,大量捕捉飞灰,位置:炉膛受热面及高温对流受热面。
3 )低温黏结灰原因:飞灰与冷凝在受热面上的硫酸溶液形成水泥状物质,呈硬结状,堵死,并加重低温腐蚀。位置:空气预热器受热面
4 )松散积灰原因:飞灰中 10~20微米颗粒,冲刷管束时,背风区产生旋涡,进入旋涡区的灰颗粒分子吸附力大于其质量,在静电力、表面粗糙度作用下,积灰最后达到平衡状态。易清除,与烟气流速有关。位置:省煤器受热面