省煤器的作用及种类简介

省煤器的作用及种类简介
1省煤器的作用
省煤器是利用锅炉尾部烟气的余热来加热锅炉给水的设备。

锅炉采用省煤器后，会带来以下好处：
1.1节省燃料
现代锅炉中，燃料生成的高温烟气，将热量传递给水冷壁、过热器和再热器后，其温度还很高，如不设法利用，将造成很大的热损失。

在锅炉尾部装设省煤器，可以进一步降低烟气温度，减少排烟热损失，提高锅炉效率，因而节省燃料。

1.2改善了汽包的工作条件
由于采用省煤器，提高了进入汽包的给水温度，减小了汽包壁与进水之间的温度差，降低了因温差而引起的热应力，从而改善了汽包的工作条件，延长了使用寿命。

1.3降低了锅炉造价
由于水的加热过程由管径较大、管壁较厚、价格较高的蒸发受热面转移到管径较小、管壁较薄、价格较低的省煤器中，这就降低了锅炉的造价。

2省煤器的种类
省煤器按使用材料可分为钢管省煤器和铸铁省煤器。

目前大、中容量锅炉广泛采用钢管省煤器，其优点是：强度高，能承受冲击，工作可靠；传热性能好，重量较轻，体积小，价格低廉。

缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉的给水都是经过严格处理，管内腐蚀这一缺点已基本得到解决。

省煤器按出水温度可分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。

2.1沸腾式省煤器
在这种省煤器中，其出口水温不仅可以达到饱和温度，而且可以使部分水汽化，汽化量一般约占给水量的10%～15%，最多不超过20%，以免省煤器中介质的流动阻力过大。

2.2非沸腾式省煤器
在这种省煤器中，其出水温度低于该压力下的饱和温度20～25℃。

中压锅炉多采用沸腾式省煤器，这是因为中压锅炉水的汽化潜热大，加热水的热量小，所以需要将一部分水的蒸发放在省煤器中进行，以防止炉膛温度过低引起燃烧不稳和炉膛出口烟温过低造成过热器等受热面金属耗量增加。

高压以上锅炉则采用非沸腾式省煤器，这是因为，随着锅炉压力的提高，水的汽化潜热相应减小，加热水的热量相应增大，所以需要把水的部分加热转移到炉内水冷壁管中进行，以防止炉膛温度和炉膛出口温度过高，引起炉内和炉膛出口处受热面结渣。

3省煤器的结构、工作原理、布置和支吊
省煤器由进、出口集箱和许多并列的蛇形管组成。

蛇形管与集箱的连接一般采用焊接，集箱一般布置在锅炉烟道外面。

如果省煤器的受热面较多，总高度较高时，通常把它分成几段布置。

省煤器大多卧式布置在尾部烟道中，这既利于停炉时排除积水，减轻停炉期间的腐蚀，也有利于改善传热，节约金属。

其工作原理是水在蛇形管内自下而上流动，烟气在管外自上而下横向冲刷管壁，以实现烟气与给水之间的热量交换。

这种换热方式，由于水在蛇形管内自下而上流动便于排除空气，从而避免引起局部的氧气腐蚀。

而烟气自上而下流动，这不但有利于吹灰，还使烟气与水呈逆向流动，从而增大了传热的平均温差，有利于对流传热。

省煤器按蛇形管的排列方式可分为顺列布置和错列布置两种，按蛇形管在烟道中的布置方式可分为纵向布置和横向布置两种。

省煤器的支吊方式有支承结构和悬吊结构两种。

支承结构的蛇形管通过固定支架支承在支持梁上，支持梁做成空心，中间通空气冷却，外部用保温材料包裹，以防变形和烧坏。

悬吊结构的出口集箱布置在烟道外，省煤器蛇形管的重量由引出管（亦称悬吊管）悬吊。

悬吊管由省煤器蛇形管出来的给水冷却，所以工作可靠。

4省煤器设计中应考虑的问题及保护
4.1省煤器设计中应考虑的问题
省煤器蛇形管中水的流速不仅影响传热，而且对金属的腐蚀也会有一定的影响。

当给水除氧不完善时，进入省煤器的水在受热后会放出氧气。

这时如果水的流速很低，氧气就会附着在金属的管壁上，造成局部金属腐蚀。

因此，对于水平管子当水的流速大于一定值时（非沸腾式省煤器0.5m/s，沸腾式省煤器1.0m/s），可以避免氧气的附着，从而避免金属的局部腐蚀。

省煤器外烟速的选取应综合考虑传热、磨损和积灰三个因素。

高的烟速可增强传热，节省受热面，但管子的磨损也较严重，同时也增加了风机的耗电；反之，过低的烟速，不仅传热性能差，还会导致管子的严重积灰。

因此，烟速不宜过高或过低，一般控制在3～13m/s范围内。

煤的灰分多和灰分的磨损性强时取低值，灰分少和灰分的磨损性较差时取高值。

4.2省煤器的保护
在锅炉启动时，省煤器常常是间断进水，当停止进水时，省煤器中的水就会处于不流动状态。

这时，由于高温烟气的不断加热，会使部分水汽化，生成的蒸汽就会附着在管壁上或集结在省煤器的上段，造成管壁超温烧坏。

停炉后亦然。

因此，省煤器在锅炉启动时及停炉后应进行保护。

一般的保护方法是在省煤器进口与水冷壁下集箱之间装设一根不受热的再循环管，借助再循环管与水冷壁中工质的密度差，使省煤器中的水不断循环流动,管壁也不断得到冷却而不致烧坏。

正常运行时应关闭省煤器再循环门。

5案例：某公司锅炉省煤器管路系统及其特点
某公司锅炉的省煤器布置于后烟井低温过热器的下面，有两组，采用光管蛇形管，管子规格为Φ51×6.5mm，材料20G，共169排，每排由三根并联蛇形套管组成（图5-1）。

采用顺列布置，横向节距为115mm，纵向节距为102mm。

省煤器由吊杆和管夹支吊分别承载于三只省煤器中间集箱下，分三列悬吊，每列再通过省煤器中间集箱上的64根悬吊管悬吊承载，悬吊管规格为Φ60×14mm，共192根，材料20G，悬吊管内的介质来自省煤器。

省煤器的入口管道上设有一只DN350的逆止门和一只DN350的电动截止门。

在炉膛后下水包与省煤器进口管道之间设有一根省煤器再循环管。

为了确保后烟井烟气分布均匀，在后烟井入口的后墙包覆管及省煤器进口处前后墙包覆管上均焊有烟气阻流板，以防止形成烟气走廊，造成局部磨损。

为了防止锅炉尾部烟道的振动，在省煤器蛇形管组区域沿宽度方向设有四道防振隔板。

在锅炉启动时，必须开启省煤器再循环门，以使省煤器中有足够的水流量通过，防止省煤器中的水汽化和管子烧坏，直至锅炉建立连续的给水流量后，方能关闭再循环门。