锅炉受热面
锅炉受热面
为了采用悬吊结构和敷管式炉墙,在水平烟道和后部 竖井的内壁,象水冷壁那样布置过热器管,称为包墙管过 热器。减轻炉墙重量,简化炉墙结构。烟气流速较低,传 热效果较差。
六、再热器 实际上是一种中压过热器,它具有汽温高、流量大的特 点,工作条件不好。与过热器相比,主要特点:再热器蒸汽 压力低,蒸汽比容大,密度小,放热系数比过热蒸汽小得多, 仅为过热器的五分之一。所以,再热蒸汽对管壁的冷却能力 差;阻力不易过大,一般不超过0.2Mpa;热偏差较大;要考 虑在锅炉启停过程及汽轮机甩负荷时的保护问题。 七、过热器与再热器系统的设计与布置 在现代锅炉中,过热器和再热器系统的设计是较为复杂 的,应根据锅炉容量和参数综合考虑管壁温度、系统阻力、 调温方式、钢材耗量等方面的要求,并应根据锅炉整体的布 置作全面考虑,必要时应进行不同方案的技术经济比较,然 后选择最佳布置系统。 对于低压小容量锅炉,过热器温不高,比较简单,一般 采用纯对流过热器,布置在对流管束之间烟气温度不超过 700-800℃的烟道内,采用逆流布置。
2、结构形式:水冷壁通常采用Φ=51-60mm的无缝钢管组成, 材料为20#钢,管壁厚为3-5mm。在中小容量锅炉上用得比较 广泛的是光管水冷壁,一般贴近炉膛四壁,互相平行的垂直 布置,上部与锅筒或上集箱连接,下部与下集箱相连。光管 水冷壁S/d=1.05-1.2。在大容量锅炉中,较多的采用了膜式水 冷壁。膜式水冷壁由光管和鳍片焊接而成。膜式水冷壁的 S/d=1.3-1.35。
膜式水冷壁的优点
炉膛气密性好 降低金属耗量 不用耐火材料,只需轻型绝热材料,减少
炉墙重量。 便于采用悬吊结构 锅炉蓄热能力减小,炉膛升温快,缩短启 动和停炉时间。
水冷壁结构简图
3、对于挥发分低且不易着火的燃料,为使燃料迅速着火和 稳定燃烧,或在旋风炉及液态排渣炉中为了获得较高的温 度,常常需要把一部分水冷壁管表面遮盖起来,以减少该 部位的吸热量,这部分水冷壁表面称做卫燃带。常用的敷 设卫燃带的方法是在卫燃带区域的水冷壁管表面焊上许多 长20-25mm、直径6-12mm的销钉,然后敷上硌矿砂耐火塑 料,在这里销钉起着冷却和固定的作用。 4、折焰角的定义:炉膛后墙水冷壁接近炉膛出口处向炉膛 内突出的部分。 折焰角的作用:⑴改善烟气流冲刷屏式过热器的空气动力 特性,增加横向冲刷的作用⑵增长烟气流程,加强烟气混 合,使烟气流沿着烟道高度分布趋于均匀。突出部分通常 占炉膛深度的30%左右。
§4-5锅炉受热面讲解
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj 上升管侧 Yss p2 p1 H hu g pss
水在回路中循环流动时,下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差Yss
膛出口处,起到一定的悬吊作用 在此烟气冷却,灰渣凝结,因此名凝渣管。
而由于凝渣管束的横向节距和纵向节距都很大, 不易发生堵渣现象。
3、汽包(不受热)
直径:1.7m左右
作用:
1与下降管、水冷壁构成水循环系统;
2接受省煤器来的给水,向过热器输送饱和蒸 汽;
2.压力升高,则汽水密度差下降,所以,随锅炉 压力参数的升高,为保证水循环,炉膛的高度通常 越高;
3.高压以上锅炉上升管的含汽率也高,即循环倍 率随压力参数升高而减小;
4.当压力很高时,自然循环将无法保证,必须采 取强制循环的手段。在亚临界压力参数下工作的锅 炉还可以满足水循环的要求。
二 自然循环的两个特征参数
水冷壁
水冷壁的作用
a. 吸收火 焰辐射 热 ,使 水蒸发 汽化; (介绍3种导热方式)
b. 保护炉墙; c. 将炉膛出口烟气温度冷却到要求的允
许值; d. 充分利用高温下辐射热强度高于对流
热强度的特点,降低锅炉总受热面的金 属耗量与造价。
分类
a,光管水冷壁;漏风,强度低, b,膜式水冷壁;密封性好,减少漏风,炉墙很薄,
循环流速w0及循环倍率K。
1.循环流速w0:工质流量下按管子截面计 算的饱和水速。
w0
G
'F
m/s
可理解为上升管的入口水速。
锅炉原理 第二章 锅炉受热面
➢ 作用
1.加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点; 2.具有一定的蓄热能力,适应外界负荷变化; 3.蒸汽分离、净化处理; 4.外接附件保证锅炉工作安全,水位计、安全阀、压力表、事故放水等
➢ 安全性要求高
• 汽包上下壁、内外壁允许温差为40℃,最大不超过50℃。 • 受热不均会产生热应力:
热应力t — 温差Δt和壁厚S 温差Δt — 温度变化速度(dt/d)
2.4 过热器和再热器
2.4.1过(再)热器的作用和工作特点
过热器—将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面部件。
作用:
• 饱和蒸汽或低温蒸汽→过热蒸汽 • 调节蒸汽温度:一般在-10℃~+5 ℃
提高蒸汽过热(温度和热焓)目的:
6.在锅炉启停和甩负荷时可能发生不安全现象,需要旁路和排汽系统。 见p29图2-9
再热器及其工作特点
再热器—将汽轮机高压缸(或中压缸)排汽重新加热到额定再
热温度的锅炉受热面部件。
工作特点:
1.管内流的是中压蒸汽,比容大,流动阻力大,为降低压损采用的蒸汽 流速低,冷却更差,且也布置在高温区,工作条件更差。
➢ 顺流:蒸汽与烟气的流向相同,蒸汽出口段位于烟温最低 处,管子相对较安全,但传热温差小,金属耗用多
➢ 混合流:沿着烟气流动方向,既有逆流也有顺流(串联混 合流);或者在烟道的宽度方向上,两侧为逆流,中间为 顺流(并联混合流)
2. 半辐射过热器
半辐射过热器布置在炉膛上部或出口烟窗处,既接受炉膛内 火焰的辐射换热,又接受烟气对流冲刷换热。
➢ 重要设计参数s/d • 光管:相对节距s/d= 1.05-1.2,离炉墙
e/d=0-0.5 • 膜式水冷壁: s/d= 1.2-1.35 • 相对节距与金属利用率、炉墙保护效果及
第三章锅炉受热面
《锅炉原理》
一、锅炉管束
采用锅炉管束的原因: 工业锅炉压力比较低,水的汽化蒸发吸热占水在锅炉 中总吸热的比例很大(在以后受热面的配臵中详细 讲),因此仅靠炉膛中水冷壁的吸热远不能满足吸热 要求,故在炉膛出口后面还要布臵较多的蒸发受热面 即锅炉管束。如图
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角
对高压锅炉及超高压锅炉,广泛采用平炉顶 结构,炉顶由过热器顶棚管组成。在平炉顶结构 中,后水冷壁上部常做成一个折焰角(或简称鼻 子)与上集箱相连,炉膛出口处不装凝渣管束。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的作用
c: 埋管受热面。
§3-1受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
1、辐射受热面 是以辐射换热为主要换热方式的受热面。 其特点是传递热量的多少主要取决于辐射换热 的强弱。虽然也有对流换热,但换热的影响基 本上可忽略。 主要包括:
板式辐射受热面
管式辐射受热面
如炉胆 如水冷壁
§3-1受热面
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的结构
折焰角的突出部分一般为为炉 膛深度的30%左右 一般取
25 ~ 45, 45 ~ 75
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
锅炉受热面概述
锅炉整体布置图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
末级过热器 屏式过热器
燃烧器 炉膛及水冷壁
冷灰斗
高温再热器 低温再热器 一级过热器 省煤器 空预器
锅炉受热面概述
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器(再
热器)、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么? 通过图形建立感性认识。
2.锅炉受热面的布置
省煤器的布置位置 过热器的布置位置 再热器的布置位置 水冷壁(蒸发受热面)布置的位置 空气预热器布置的位置
3.锅炉受热面基本工作原理
传热特点及传热影响因素: 省煤器传热特点及传热影响因素 水冷壁传热特点及传热影响因素 过热器(再热器)传热特点及传热影响
因素 空气预热器传热特点及传热影响因素
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器:工质温度低,壁温较低,可采用一般 材料,主要失效原因由磨损造成;
水冷壁(蒸发受热面) :工质温度不变,正
第6节 锅炉受热面
第6节 锅炉受热面
1.蒸发受热面 锅炉蒸发受热面是指工质在其中吸热汽化的受热面,根据传热方式可分
为辐射式蒸发受热面与对流式蒸发受热面.
辐射式蒸发受热面 --水冷壁; 对流式蒸发受热面 -- 锅炉后部的对流管束及炉膛出口处的水冷壁拉稀
形成的凝渣管束.
图2-28为一自然循环工业锅 炉的水冷壁。
膜式水冷壁: 改善炉膛的密封性,减少漏风; 可采用轻型绝热材料,减轻炉墙的重量; 制造工艺复杂,两相邻管子金属温度不得超过50℃,以免水冷壁变
形损坏.(水流量分配问题) 带销钉的光管水冷壁和带销钉的膜式水冷壁: 此类型的水冷壁主要用于旋风炉、液态排渣炉和炉膛卫燃带.
第6节 锅炉受热面
1.蒸发受热面 (2). 凝渣管:
屏式过热器
高/低温过热器
第6节 锅炉受热面
2.过热器和再热器 (1)过热器
过热器布置,按烟气和蒸汽的相对流动方向可分为顺流、逆流、双 逆流和混流四种.
第6节 锅炉受热面
2.过热器和再热器 (1)过热器
过热器布置,可按照烟道的烟气温度高低以及蒸汽温度而定. 顺流式过热器壁温最低,但传热最差,较多用于高温烟区. 逆流式过热器则相反,壁温最高,传热最好,较多用于低温区. 过热器中的蒸汽流速(质量流速): 中压锅炉 ρυ=250~400kg/(㎡·s) 高压锅炉 ρυ=400~700kg/(㎡·s) 过热器系统的总阻力应不超过过热器出口压力的10%. 过热器管束中的烟气流速: 屏式过热器 6 m/s; 对流过热器 8~15 m/s.
结构: 与对流过热器相似,由大量平行连接的 蛇形管所组成
低温再热器
第6节 锅炉受热面
3.省煤器 省煤器是锅炉尾部烟道中烟气与给水换热部件,目的是提高给水温 度及降低排烟温度. 型式: 按工质分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器; 按结构和材料分为铸铁省煤器和钢管省煤器.
锅炉受热面损坏的原因及预防措施
锅炉受热面损坏的原因及预防措施锅炉受热面是锅炉中最重要的组件之一,常见的受热面包括水壁、过热器、再热器等,锅炉的运行和安全性都取决于受热面的状态。
然而,由于各种原因,锅炉受热面常常出现损坏,这不仅会影响锅炉的正常运行,还会给设备带来不可逆转的损害。
本文将重点分析锅炉受热面损坏的原因和预防措施。
一、锅炉受热面损坏的原因1. 腐蚀腐蚀是锅炉受热面常见的一种损坏方式,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是由于水中存在溶解的氧、二氧化碳等酸性物质导致的,电化学腐蚀则是由于金属表面与水中的氧发生反应,形成电化学腐蚀电池所致。
腐蚀会导致受热面上的金属被腐蚀掉,从而减小受热面的厚度,降低受热面的强度和容量。
2. 爆炸爆炸是锅炉受热面损坏的另外一种常见方式。
它通常是由于锅炉中存在错误的操作、设备故障或进料不稳定等因素所引起的。
当锅炉内发生爆炸时,受热面上的金属会因瞬时高温和高压而产生各种破坏,从而导致受热面损坏。
3. 磨损磨损通常是由于锅炉中存在颗粒物、杂质等对受热面的冲击和摩擦所导致的。
这些物质会在受热面上不断摩擦,磨损下受热面上的金属,从而导致受热面形成孔隙、裂纹、减薄等损坏。
二、锅炉受热面损坏的预防措施1. 及时检查定期检查锅炉受热面的状态可以及时发现受热面上的异常情况,从而采取相应措施,避免受热面损坏。
检查内容包括受热面的厚度、变形、变形速度、腐蚀情况等。
2. 增加材料的厚度编辑人员:由于受热面厚度越大,其容量和强度都会相应提高。
因此,可以通过增加受热面的厚度来提高其承受压力的能力,减少其损坏的可能性。
3. 选择适当的材料选用适当的材料可以使受热面的耐腐蚀性、耐磨性和强度等性能得到提高,从而延长其使用寿命。
高强度、高硬度、高耐腐蚀性等优质材料尤其适合用于锅炉受热面。
4. 加强清洗清洗锅炉中的各种杂质可以有效地避免磨损,通常可以采用机械碰撞、高压水淋洗等方式进行清洗。
此外,生产过程中需要控制设备的进料速度和质量,以减少锅炉内的杂质。
锅炉受热面概述
锅炉整体布置图
末级过热器 屏式过热器
燃烧器过热器 省煤器 空预器
锅炉受热面基础知识
1.锅炉受热面的作用 2.锅炉受热面的布置 3.锅炉受热面基本工作原理 4.锅炉受热面一般工作特点 5.锅炉受热面的基本结构
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器(再
热器)、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么? 通过图形建立感性认识。
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器:工质温度低,壁温较低,可采用一般 材料,主要失效原因由磨损造成;
水冷壁(蒸发受热面) :工质温度不变,正
常工作状况下壁温稳定且较低,可采用一般材 料 过热器(再热器):工质温度高,壁温最高, 主要失效原因均与超温具有直接或者间接的关 系 空气预热器:漏风及腐蚀
第五章-1 锅炉受热面的作用及结构解析
第三节 省煤器及空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置 管式空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置 回转式空气预热器
一、 省煤器
省煤器的作用:
1、降低排烟温度,减少排烟热损失,节约燃料; 2、减少蒸发受热面,降低锅炉造价:
以管径小、管壁薄、价格较低的省煤器代替管径大、 管壁厚、价格较高的水冷壁 换热好(低温、强制流动、逆流布置)
下降管
作用:把汽包内的水连续不断地通过下联 箱供给水冷壁,以维持正常的循环。
布置在炉外不受热 有小直径分散型和大直径集中型两种
联箱
作用:汇集、混合、分配工质。 布置在炉外不受热 由无缝钢管两头焊接平封头构成。
汽包
汽包的作用
是加热、蒸发、过热三个过程 的连接枢纽和大致分界点;
具有一定的蓄热能力,能较快 适应外界负荷变化;
过热器及再热器的形式
根据布置位置与传热方式,分为对 流式、半辐射式、辐射式三种。 供热锅炉采用的都为对流式过热器, 由蛇形管构成。
根据放置形式分为立式、卧式。对 流式过热器目前多为立式,支吊简 单可靠,不易积灰,但疏水排气性 差。
根据蒸汽和烟气的流向,分顺流、 逆流、混流,多采用混流。
过热器中流动的工质温度最高,放 热系数小,工作条件最差;为了避 免使用贵重金属并保证传热温差, 供热锅炉的过热器一般布置在烟温 900℃左右的烟道中。
3、提高了给水温度,减少给水与汽包壁的温差,降低热 应力,延长使用寿命。
省煤器分类及布置特点
1、按制造材料:钢管式、铸铁式(压力 < 4 MPa) 2、按水的预热程度:非沸腾式、沸腾式(中压)
沸腾式:其出口水温不仅可达到饱和温度,而且可使 部分水汽化,汽化水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。 非沸腾式:其出口水温比相应压力下的饱和温度低。 3、错列减少积灰、换热强、磨损大 顺列利于吹灰、换热弱、磨损小
第7章 锅炉各种受热面的作用及结构
分类:Βιβλιοθήκη 光管式和膜式。光管式水冷壁就是通过锅筒及集箱连接起来的一排布置在 炉墙内侧的光管。所谓膜式水冷壁就是各光管之间用鳍片 或扁钢焊接成的一管屏。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
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钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁
膜 式 水 冷 壁
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
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较大容量的锅炉一般做成平炉项,但一般在 炉膛后墙水冷壁上部接近炉膛出口处设有折 焰(烟)角。这样做的目的是:提高炉膛内 的充满程度,避免涡流与死角,提高炉膛辐 射受热面的利用程度,改善屏式过热器及对 流过热器的冲刷条件,防止上部烟气短路。 增加水平连接烟道长度, 在不增加锅炉深 度下,可布置更多的对流受热面。
为此,各国都对蒸汽温度的允许偏差都明 确的规定,此外,还规定的允许汽温变化 速度,持续时间等。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
三、汽温调节的原理和主要方法 1、变化特性 饱和蒸汽在过热器中被加热提高温度后即变成过热蒸汽。 由热量平衡关系有:
i
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
其中
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
再热器的作用与结构
过热器在汽轮机中膨胀作功到一定程度后, 再回到锅炉中进行加热,然后再回到汽机中 作功,这种受热面就叫再热器。 它实质上也是过热器,但与前面所讲的过热 器相比,工质的压力较低,大约 1/5~1/3 。一 般都做成对流式,布置在水平烟道或垂直烟 道中。布置在水平烟道中,常垂直放置,布 置在垂直烟道中,常水平放置。 由于蒸汽的压力低,密度小,放热系数小, 使得再热器不宜放在烟温度较高的区域,一 般≤800℃
锅炉本体结构和主要受热面
锅炉启动时间:冷态启动
7~8小时
温态启动
2~3小时
热态启动
1~1.5小时
极热态
<1小时
水冷壁前上集箱 顶棚进口集箱 二级过热器汇集集箱 过热器二级减温器 二级过热器进口集箱 三级过热器进口集箱 三级过热器出口集箱 水冷壁凝渣管束 水冷壁后墙出口集箱
高再进口集箱 高再出口集箱 后竖井前墙集箱 再热器减温器 低再出口集箱 再热器减温器 后竖井吊挂管集箱 后竖井中隔墙集箱 一级过热器出口集箱 后竖井吊挂管集箱 后竖井后墙集箱 顶棚出口集箱
主要用于褐煤型锅炉
日本超临界燃煤锅炉均采用此种 布置方式
适合600MW-1050MW超临界燃煤 变压锅炉
-高灰份 缺乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验
结构与安装 具备成熟的结构技术及众多业绩, 需研究大容量超临界锅炉可靠性 可靠性高
性能及运行 煤适应性好(采挡板调节再热汽 再热器采用喷水及燃烧器摆动调温,对
螺旋水冷壁管
• 炉膛下部水冷壁(包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋 水冷壁)都采用螺旋盘绕膜式管圈,从水冷壁进 口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。
锅炉本体
1、总体布置
采用П型布置形式
П型布置是传统普遍采用的方式, 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟 道,在尾部烟道通过各受热面后排 出。
其主要优点是锅炉高度较低, 尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰 作用,各受热面易于布置成逆流形 式,对传热有利等。
布置简图
锅炉∏型布置和塔型布置的比较
概念 业绩
世界上烟煤型锅炉典型布置
特点:气密性好,减少炉膛漏风,改善燃烧,降低锅炉的排烟热损失;增加传热面积,减少 高价钢材;减轻炉墙厚度和重量,降低成本;蓄热少,锅炉启动速度加快;炉膛抗爆能力增 强;可成片安装,便于悬吊,缩短工期;制造、检修工艺复杂。(对炉墙具有良好的保护作 用,不用高温耐火材料,只需轻质保温材料降低炉墙质量,蓄热量只是使用耐高温材料锅炉 的1/4左右,燃烧室升温和降温速度快,使启动和停运过程缩短)
锅炉受热面结构范文
锅炉受热面结构范文1.墙壁受热面:墙壁受热面是锅炉最基本的受热面结构之一,分为水冷壁和磁化壁两种。
水冷壁通常由管子组成,管子内充满水,通过管道循环,在燃烧室周围形成一层水膜,起到吸收热量的作用。
磁化壁则是通过电磁感应加热壁面,使其达到高温,吸收燃烧产生的热量。
2.顶棚受热面:顶棚受热面一般位于锅炉的顶部,用于吸收燃烧室高温烟气中的热量。
顶棚受热面通常由屏护管、螺旋状管和烟气逆流管等组成。
屏护管一般位于顶棚的下部,用于抵御高温烟气的侵蚀,保护螺旋状管和烟气逆流管;螺旋状管主要用于增加受热面积,提高热传导效率;烟气逆流管则充分利用烟气的余热,提高燃烧效率。
3.屏式受热面:屏式受热面也是一种常见的受热面结构,通常位于燃烧室的前墙和后墙之间。
屏式受热面由一系列垂直的屏管组成,这些屏管一般和墙面成一定的角度,用于阻挡燃烧室中的高温烟气,将其强制分布到屏管的两侧。
这样可以延长烟气与受热面的接触时间,提高吸热效果。
4.低温省煤器:低温省煤器位于锅炉烟气的后部,主要用于回收烟气中的余热,提高锅炉的热效率。
低温省煤器通常由一系列平行的管道组成,烟气在通过管道时会与低温省煤器表面的管道壁发生热量交换,将部分热量传递给水,使其升温。
低温省煤器能够降低烟气排放温度,提高燃烧效率,同时还能减少烟气中的污染物排放。
5.高温省煤器:高温省煤器位于锅炉烟气的前部,主要用于回收烟气中的余热,提高热效率。
高温省煤器通常由一系列平行的管道组成,燃料燃烧后的高温烟气会在高温省煤器中与管道壁面发生热量交换,传递给水,使其升温。
高温省煤器能够提高燃烧效率,减少燃料的消耗,降低锅炉排放的烟气温度。
总之,锅炉受热面结构的选择对锅炉的性能和效率有着重要的影响。
不同类型的锅炉需要根据自身的燃烧特点和工作要求选择合适的受热面结构,以达到最佳的热交换效果和安全运行。
锅炉受热面
省煤器
• 省煤器是锅炉汽水的预热受热面,送入锅炉的给水先经省没器加 热成为压力下的饱和水,在送入到汽包到水循环系统.在锅炉尾部 布置省煤器,在于降低排烟温度,节省燃料,提高锅炉的效率.由 于提高了汽包的进水温度,可减小给水与汽包间的温差,降低汽 包的热应力。 • 省煤器的材料一般为20号碳钢,是由多排蛇型管与进出口联箱焊 接而成。 • 大型的省煤器一般由水平蛇型管和垂直悬吊管两部分组成,布置 在尾部竖井低温过热器下方,给水通过省煤器的蛇型管进入联箱, 经过悬吊管进入省煤器的出口联箱后引入汽包。 • 另外,在锅炉的启停过程中,需要采用间断供水。当停止供水省 煤器中的水流不动会导致管字过热高温。为此,在省煤器入口联 箱和水冷壁下联箱之间连有一跟不受热的管子,称为省煤器再循 环管。当停止供水时,省煤器内的水在工质密度差或循环的推力 下形成临时回路内的循环,达到保护省煤器的目的
回转式空气预热器
• 回转式空气预热器又分受热面回 转和风罩回转式两种。受热面回 转式又叫容克式。其受热面装于 可转动的圆筒形转子,即转子分 成许多扇形仓格,每仓格充满了 传热元件。转子顶部和低部被上 下连接板分隔成对应的烟起流通 区,空气流通区和密封区等。烟 气空气分别与烟道风道相连。当 转子转动时,受热面就不断的经 过烟气流通区和空气流通区,每 一扇仓格转到烟气区时传热元件 就吸收烟气的热量,转到空气时, 又把热量传给空气,这样转一周 就完成一个热交换过程。
自然循环锅炉的水冷壁
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自然循环锅炉的水循环回路如右图,它是由布置在炉顶的气泡,炉外不受热的 下降管和炉内受热的上升管组成的汽水流动封闭通道,用以完成锅炉水的蒸发任务 在水循环回路中,由于进入冷水冷壁的水受热变成汽水混合物,其密度小于下降 管内饱和水的密度,因此在下联箱两侧产生压力差,此压力差的作用下,上升管 的汽水混合物向上流动并进入气包,在气包内通过汽水分离装置分离出来的饱和 蒸汽引出到过热器,而分离出的水与省煤器的的给水混合后,有经过下降管进入 水冷壁重复上述循环.这种利用工质密度差所产生的推动力,使水及汽水混合物在 水循环回路中不断流动,称为自然循环 自然水循环的推动力又叫运动压头,是由于下降管和上升管内工质密度不同造成 的,故数值上等于密度差乘以高度.这一压头正好克服下降管和上升管等循环回路 的阻力,维持水循环的安全进行.当工质的密度差越大和高度越高时,运动压头就 越大,循环就越安全。工质的密度差在压力一定时取决上升管内的含气率,当上 管受热越强,含气率越高,密度差就越大。运动压头越大,循环也就越安全。 水循环回路是否安全可靠的评价指标是循环流速和循环倍率: 循环流速是指上升管入口处的流速,反映了管内流动的水生成的蒸汽和炉水带走 污垢的能力。 循环倍率是上升管进口处水的总流量与上升管的产气量的比值,反映了1Kg的蒸 汽需要多少千克水进入水循环系统进行循环. 水循环回路要有足够的循环流速和循环倍率才能保证水循环安全可靠.对于超高压 规定的最小循环流速大于1m/s,循环倍率不小于2.5。
锅炉原理-第五章锅炉受热面及工作特点
过热器与再热器的结构形式
过热器和再热器的作用与特点
工作特点 外部烟温高:大约在600~1400℃。 内部汽温高:一般在320 ~ 540℃,近年出口汽温 可达560 ~ 620℃。 冷却条件差:亚临界压力下的蒸汽密度比水小,蒸 汽与管壁间的对流放热系数小,冷却能力差;提高蒸 汽流速,可使蒸汽冷却能力增强,但会增大压降,降 低蒸汽的做功能力。 安全裕度小:壁温高,管子的工作温度接近允许使 用温度。
能有效防止炉壁结渣
悬吊敷管炉墙(炉墙全部重量靠水冷壁支承)
主蒸发受热面(直流锅炉除外)
水冷壁
水冷壁的结构
水冷壁分光管壁、膜式壁两种 膜式壁炉膛气密 性好,可减少漏风,降低热损失,提高锅炉效率;有较 大的辐射受热面积,可降低受热面金属耗量;炉墙 重量轻,便于采用悬吊结构;锅炉蓄热能力减少, 有利负荷调节,锅炉启停快。
(a)(b)
直流锅炉水冷壁
UP型垂直上升管屏水冷壁
一次上升型(a)
特点:系统简单,流动阻力小;相邻 管屏外侧管间壁温差较小;可采用全悬吊 结构;水力特性较为稳定;但对锅炉负荷 适应性较差,金属耗量大
上升 - 上升型( b ) 炉膛下部高热负 荷区域布臵两个串联回路,用于提高管内 工质质量流速以避免流动异常和传热恶化
气量的方法(如分隔烟道挡板)调节汽温
蒸汽温度调节
喷水减温方法
喷水减温器是将清洁度
很高的水直接喷入过热蒸
汽中以降低汽温(大锅炉 直接由水泵出口取水) 喷水减温装臵通常安装 在过热器连接管道或联箱 中
蒸汽温度调节
喷水减温方法
主要有旋涡式、笛形管
(多孔喷管)式两种
结构简单,惯性小,调
节灵敏,易于自动化,可
第六章锅炉受热面
= G p G pj
q F G (6 4)
q F G
式中:η
分别为吸热、结构和流量不均匀系数
显然, 越大,偏差管与管组工质平均温度偏差越大,偏差管易超温
烟气侧热力不均(吸热不均)
沿烟道宽度方向烟气速度场和温度场不均匀 炉膛四壁水冷壁的吸热与 粗糙表面使炉壁附近烟气温度及流速远比火焰中心低,并延伸到对流烟道, 是造成过热器并列管组热力不均的主要原因 烟气走廊 并列过热器管中个别管排间较大的节距形成。较大的烟气流 通截面使流阻小,烟速大,对流传热强;且具有较大的辐射层厚度,辐射 吸热增加,造成热力不均 受热面不同程度的污染 燃烧器负荷不一致,火焰中心偏斜;炉膛上部或过热器局部地区发生煤 粉再燃烧
炉膛出口烟气流的残余扭转
工质侧水力不均(流量不均)
G =
Gp G pj
=
K pj pj p K p p pj
6 7) (
各并列管圈进、出口压降△p 取决于进、出口联箱中压力的变 化,而后者又取决于受热面的连接方式, Z形连接方式各并列管圈 的△p 偏差最大,多管连接方式最小 △p大的管圈,蒸汽流量大, △p 的偏差造成各管流量的不均
工质侧水力不均(流量不均)
管圈的阻力特性 K 与管子的结构尺寸、粗糙度等有关,管圈的K 值越大,即阻力越大,流量越小 工质比容υ 并列管受热不均时,受热强的管吸热量多、工质温度 高、比容υ 增大,蒸汽流量减小
G =
Gp G pj
=
K pj pj p K p p pj
6 7) (
第六章 锅炉受热面
(1)锅炉主要受热面 (2)受热面主要问题
蒸发受热面
主要作用:
⑴强化传热,减少锅炉受热面面积,节省金属消耗量;
2.2.6 锅炉受热面
2.2.6 锅炉受热面
过热器的汽温调节方式: 过热器的汽温调节方式: 喷水减温 即在高温蒸汽中喷入高 纯度的除盐水,水滴的 汽化使蒸汽的温度降低。 调节喷入的水量,可以 达到调节汽温的目的。
再热器的吊装
2.2.6 锅炉受热面
2、过热器与再热器 、
三、过热器和再热器的种类
2.2.6 锅炉受热面
对流式—以对流传热方式为主,密集蛇型管束, 对流式 以对流传热方式为主,密集蛇型管束,布置在 以对流传热方式为主 对流烟道 过热器与再 热器的种类 辐射式—以辐射传热方式为主,布置在炉膛的壁面上 辐射式 以辐射传热方式为主, 以辐射传热方式为主 半辐射式—对流 辐射 稀疏管屏, 半辐射式 对流+辐射,稀疏管屏,布置在炉膛的上部 对流 辐射,
第二章 火力发电
2.2 锅炉设备
2.2.6 锅炉受热面
2.2 锅炉设备
一、基本概述 二、电厂锅炉常用燃料
目录结构
三、煤的燃烧计算与锅炉热平衡 煤的燃烧计算与锅炉热平衡 四、煤粉及其制备系统 五、煤粉燃烧及燃烧设备 六、锅炉受热面
七、锅炉主要辅助设备
2.2.6 锅炉受热面
锅炉受热面:炉膛受热面和对流受热面。 锅炉受热面:炉膛受热面和对流受热面。 炉膛受热面 炉膛受热面又称水冷壁,传热方式主要以辐射换热为 主,对于小型工业锅炉,还有部分锅筒表面参与换热。 对流受热面 电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、尾部对 流受热面(省煤器、空气预热器)
过热器与再热器的结构形式基本相同
2、过热器与再热器 、
四、布置方式
2.2.6 锅炉受热面
对流过热器按烟气与蒸汽相对流向的布置方式
(a)顺流布置;(b)逆流布置;(c)双逆流布置;(d)串联混合流布置
第5章 锅炉受热面汇总
绝
特点:
热
层
➢ 炉墙蓄热量少,炉膛升温快,缩
短启停时间,利于负荷调节。
光管扁钢膜式水冷壁
➢ 防止水冷壁管壁超温,相邻管子 可辅助冷却。
➢ 刚性较好,增强炉膛抗爆能力。
➢ 设计及制造工艺较复杂。
轧制鳍片管膜式水冷壁
3. 销钉式水冷壁:为保证燃烧器区域高温,利于低挥发 分煤的着火燃烧,可在光管式或膜式水冷壁管上焊接 销钉,用于敷设卫燃带。销钉可使铬矿砂耐火材料与 水冷壁牢固连接。
➢ 辐射受热面积大,鳍片成本较低, 可降低受热面金属耗量。
➢ 无需耐火层,只需轻型绝热层, 轧制鳍片管膜式水冷壁 减轻炉墙重量,利于悬吊布置。
2. 膜式水冷壁:各光管之间用鳍片或扁钢焊接成一组管 屏,四壁连成一个整体。现代大型锅炉多采用此结构。 膜式水冷壁有两种结构,一种是光管与扁钢的焊接, 另一种是轧制鳍片管焊接。
第五章 锅炉受热面及工作特点
❖ 蒸发受热面 ❖ 过热器和再热器 ❖ 省煤器和空预器
工质在锅炉中的吸热是通过布置各种受热面来完成 的。由于受热面所处的烟温区域不同,受热面所起的作 用也不同。
Hale Waihona Puke 12-水冷壁 13-屏式过热器 14-高温过热器 19-再热器 20-低温过热器 23-省煤器 27-空预器
锅炉受热面的典型布置形式
内螺纹管水冷壁
三、自然循环锅炉蒸发受热面:
1. 自然循环工作原理:蒸发受热面内的 工质,依靠下降管中的水与上升管中
的汽水混合物之间的密度差所产生的 压力差进行循环。
2. 过程:水由给水泵压送,经省煤器预 热后进入汽包。下降管位于炉膛外不 受热,管内工质为水,上升管即水冷 壁受热,管内工质为汽水混合物,下 降管内水的密度大于上升管内汽水混 合物的密度,在密度差作用下,推动 工质在封闭蒸发系统中循环流动。
锅炉受热面热偏差分析
锅炉受热面热偏差分析1. 引言锅炉是工业生产中常见的设备,用于产生蒸汽或热水。
锅炉的受热面是锅炉中直接与燃烧物接触的部分,其热偏差是指受热面各部分受热水温度的差异。
热偏差对锅炉的性能和运行安全性有重要影响,因此对锅炉受热面的热偏差进行分析是至关重要的。
2. 锅炉受热面的分类和作用根据受热面所处位置和用途的不同,锅炉的受热面可分为主受热面和次受热面。
主受热面主要用于吸收燃烧物释放的热量,向受热介质传递能量。
次受热面主要用于增加烟气与受热介质的接触面积,提高传热效率。
3. 锅炉受热面热偏差的原因3.1. 流体流动不均匀性在锅炉内部,受热介质的流动状态会影响受热面的温度分布。
如果流体流动不均匀,部分受热面可能会接收更多的热量,导致热偏差的产生。
3.2. 燃烧不完全燃烧不完全会导致烟气中存在未燃尽的燃料或反应产物,这些物质附着在受热面上会形成隔热层,使得受热面的温度分布不均匀,进而引起热偏差。
3.3. 受热介质的变化受热介质的变化也是导致热偏差的原因之一。
例如,在锅炉运行过程中,受热介质的流量、温度、性质等发生变化,都会对受热面的温度分布产生影响。
4. 热偏差的影响热偏差会对锅炉的性能和运行安全性产生重要影响。
4.1. 降低传热效率热偏差会导致受热面的温度分布不均匀,部分受热面温度过高,另一部分受热面温度过低,从而降低受热面的传热效率。
4.2. 增加烟气侧温度在存在热偏差的情况下,部分受热面温度过高,会导致烟气侧的温度升高,使得锅炉烟气的排放温度升高,增加了对环境的污染。
4.3. 加剧受热面的磨损和腐蚀热偏差可能导致受热面温度不均匀,部分受热面温度过高,可能会引发受热面的磨损和腐蚀,缩短锅炉的使用寿命。
5. 热偏差分析方法为了准确分析锅炉受热面的热偏差,可以采用以下方法:5.1. 温度测量与记录通过在受热面不同位置安装温度传感器,可以测量并记录受热面的温度。
这样可以获取受热面的温度分布情况,并判断是否存在热偏差。