锅炉过热器和再热器

管子规格(外径×壁
mm
厚)
节距(横向/纵向)
mm
材质
相对应的材质重量 管组平均烟速 出口烟温 进口烟温 最高设计压力 运行压力 出口工质温度 最高计算工质温度 出口金属壁温 最高金属壁温 材质适用温度界限 并联管数
kg m/s ℃ ℃ MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 根
管组1
Φ45.0×7.8/8.9
烟气挡板调温时受热面系统布置（烟气流程方向）
(a)B＆W300MW锅炉受热面布置；(b)FW660MW锅炉受热面布 置
汽温（℃）
700 650 600 550 500 450 200 200
过热器出口
150 150
SH Sp
100 ay 100 t/h
50 50
过热器喷水量(t/h)
总喷水量
一级喷水量
❖过热器与再热器的冷却条件较水冷壁、省煤器差
再热器的换热条件更差： 放热系数小； 质量流速低； 比热小，热偏差较大；
❖过热器与再热器的出口汽温随负荷而变
❖过热器与再热器管间的烟气流速受多种因素影
响
❖启停需要保护
过热器、再热器启动、停炉、甩负荷保护
减温减压旁路系统、排汽系统 亚临界300MW中间再热机组
管组1(垂直 段)
管组2
管组3
管组4
mm
Φ50.8×4.8
Φ50.8×4 Φ50.8×4
.5
.5
Φ57.0×4 .5
mm
228.6/70 114.3/70 114.3/70 114.3/70
12Cr1MoVG 15CrMoG 15CrMoG SA-210C
kg m/s ℃ ℃ MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 根
m/s kg
数值
Φ540×74/Φ575.1×78 SA-335P91 27/51 65200
Φ682×23.5 SA-335P91
59 26700
冷再热蒸汽管道
管径×壁厚 材质
Φmm×mm
流速（B-MCR）
m/s
重量
kg
给水管道
管径×壁厚 材质
Φmm×mm
流速（B-MCR）
m/s
重量
kg
Φ635×17 SA-106C
kg m/s ℃ ℃ MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 根
105000 5.5 770 797
455 497 473 502 552 8×84
50000 9.5 700 740
27.8 26.41
451 491 470 500 552 4×168
230000 10.1 612 729
449 490 465 495 552 4×168
进口/出口蒸汽温度(B-MCRBMCR) 321℃/569℃
进口/出口蒸汽温度(BRL) 315℃/569℃
给水温度(BRL)
288 ℃
第一节 过热器与再热器的运行特点 一、过热器、再热器的功用和特点
再热循环（温熵图）
T
S 超临界机组的朗肯循环
随着机组容量，锅炉各受热面比例的变化
预热份额 蒸发份额 过热及再热份额，50%以上：
0 400
0 400
35%B-MCR
800
1200
1600
50%MCR
75%MCR
100%ECR T-MCR
主蒸汽流量(t/h)
2000 B-MCR
过热蒸汽温度性能曲线
汽温 (℃)
再热器喷水量(t/h)
650
600
再热器出口
550
500
450
100
80
80
60
40
20
0 400 35%B-MCR
70
228.6/70
SA-213TP347H
125000 12.6 917 1025 5.4 4.64 569 597 605 633 700
10×84
过热蒸汽管道
项目
管径×壁厚 材质
流速（B-MCR） 重量 再热蒸汽管道
管径×壁厚 材质
流速（B-MCR） 重量
单位 Φmm×mm
m/s kg
Φmm×mm
40 25900 推荐
Φ508.0×80 SA-106C
7.3 无
再热汽温的调整
1、摆动式燃烧器调温对受热面布置的要求
采用摆动式燃烧器调节汽温时，过热器受热面不仅 会向炉内高温区域扩展，而且还会向尾部对流烟道 扩展，形成辐射+对流式的过热器系统，这种布置 方式可以获得平缓的汽温变化特性，使汽温随负荷 变化的幅度减小，有利于降低汽温调节幅度，减少 减温水量，控制过热汽温的波动幅度。同时，为了 提高再热汽温的调节能力，再热器也向炉膛内移动 或靠近，以增强辐射传热。
Φ45.0×8.2/11.5
1371.6/57 SA-213T91
Φ45.0×10.8
1371.6/57 SA-213TP347H
125000
445 490 481 563 650 24×13
1193 1418 27.5 26.13
70000
513 571 563 608 700 24×13
3. 末级过热器
热偏差系数
ip qp ApGpj qA ipj qpj ApjGp G
一、吸热不均(烟气侧) 温度场不均 速度场不均
1)锅炉炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性 2)四角切圆燃烧锅炉炉膛出口气流的残余
宽度方向的烟温、烟速不均 分隔屏消旋； 消旋风； 一、二次风反切；
右侧
左侧
烟速
右侧
左侧
过热器和再热器
基本参数 锅炉的主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等 要求与汽轮机的参数相匹配。锅炉出口蒸汽参数 为25.4MPa(g)/571℃/569℃ 。
河南民权电厂过热、再热和省煤器蒸汽参数
过 热 蒸 汽： 最大连续蒸发量(B-MCRBMCR) 1950 t/h
额定蒸发量(BRL)
1858.5 t/h
2. 屏式过热器
管子规格(外径×壁
mm
厚)
节距(横向/纵向)
mm
ห้องสมุดไป่ตู้
材质
相对应的材质重量 管组平均烟速 出口烟温 进口烟温 最高设计压力 运行压力 出口工质温度 最高计算工质温度 出口金属壁温 最高金属壁温 材质适用温度界限 并联管数
kg m/s ℃ ℃ MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 根
管组1
管组2
Φ45.0×6.6 SA-213TP347H
Φ45.0×9.7 SA-213TP347H
屏式过热器
Φ45.0×7.0 SA-213TP347H
高温过热器
再热器系统流程如下
Φ45.0×7.9 SA-213T12
Φ45.0×7.1 SA-213T12
低温过热器结构示意图
河南民权电厂过热器和再热器
摆动式燃烧器调温时受热面系统布置
摆动式燃烧器对再热汽温的调节特性曲线 (a)向上摆动；(b)向下摆动
这种布置方式的优点是除了能提高再热汽温的调节能 力外，再热器的受热面积大幅度减少，能使再热蒸汽 的流动阻力控制在0.2MPa以下。与采用烟气挡板调 节方式相比，再热器受热面大约减少65%，因此， 再热汽温的调节响应特性比较灵敏。一般从燃烧器开 始摆动，lmin内再热汽温开始变化，大约 15~20min后汽温趋于稳定，如图 -2所示。汽温达 到稳定的时间首先与燃烧器的摆动角度范围有关，摆 动角度的范围比较大时，汽温达到稳定的时间相对比 较长。一般摆动10°时的汽温稳定时间大约需要 9~l0min。
85000 10.3 845 883
464 523 500 552 580 12×84
77000
88000
12.2
10.6
629
471
835
620
5.4
4.72
439
346
478
441
457
415
512
438
552
552
6×168 6×168
446000 8.5 399 468
331 416 400 434 450 6×168
2、烟气挡板调温对受热面布置的要求
采用烟气挡板调节汽温时，再热器受热面布置在 对流传热较强的尾部烟道中，而且必须布置数量 较多的低温对流受热面以保证汽温调节效果。而 大部分过热器靠近炉膛布置。与摆动式燃烧器调 温方式相比，采用烟气挡板调温的锅炉的过热器 受热面约减少25%。由于再热器受热面数量较 多且处于低温烟道调节再热汽温，因此汽温调节 反应的灵敏性较差。试验表明，从挡板开始动作， 大约经过1.2min汽温开始变化，一般情况下， 汽温达到稳定的时间比摆动式燃烧器调温的时间 略长一些
609.6/57
SA-213TP347H
140000 10.2 1060 1193 27.1 25.75 571 585 589 603 700
20×31
4. 低温再热器
管子规格(外径×壁 厚) 节距(横向/纵向) 材质
相对应的材质重量 管组平均烟速 出口烟温 进口烟温 最高设计压力 运行压力 出口工质温度 最高计算工质温度 出口金属壁温 最高金属壁温 材质适用温度界限 并联管数
烟温
技术要求
必须保证燃烧室空气动力场良好，出口温度场较 均匀，炉膛出口同一标高烟道两侧对称点间的烟 温偏差不得超过50℃。炉膛出口和水平烟道沿炉 宽烟速偏差不大于20%。沿炉宽各管间热偏差系 数小于1.2。
表1-6-4 过热器壁温测点位置及数量
壁温测点位置
数量
顶棚管出口
7
尾部包墙出口
23（前5/侧4*2/后5/中隔墙5）
水平烟道（前）出口
2
水平烟道（后）出口
2
水平烟道（底部）出口
7
尾部包墙汽吊管出口 低温过热器出口 屏过出口 高过出口 汽水分离器筒体 高过出口集箱筒体
16 7 14 7 4（内外壁各2） 4（内外壁各2）
外圈U形管： 工质行程长、阻力大、流量小，又受到高温烟气直接冲刷
4、包覆管过热器 在水平烟道或竖井，像布置水冷壁那样布置过热器
烟气单面冲刷 蒸汽温度低（来自炉顶过热器或直接来自汽包） 管壁温度低散热损失小 输送作用送至低过
二、过热器、再热器系统
过热器、再热器的布置要求： 满足蒸汽要求 灵活的调温手段 不超温 热偏差小 比较高的经济性 比较平稳的汽温特性
第二节 过热器的系统布置 一 过热器系统的结构形式
过热器、再热器按传热方式的分类
对流式 辐射式 半辐射式
1、对流式受热面
水平烟道：立式，支吊简单，不易积灰 不利疏水 尾部竖井：卧式，悬吊管，易积灰 利于疏水
低温过热器、高温过热器 低温再热器、高温再热器
布置方式 高温段：顺流或混合流；低温段：逆流
1. 低温过热器
管组1(垂直段) 管组2
管组3
管子规格(外径×壁
mm
厚)
节距(横向/纵向)
mm
材质
Φ45.0×7.0
228.6/63.5 12Cr1MoVG
Φ45.0×7.0 Φ45.0×7.0
114.3/63.5 15CrMoG
114.3/63.5 15CrMoG
相对应的材质重量 管组平均烟速 出口烟温 进口烟温 最高设计压力 运行压力 出口工质温度 最高计算工质温度 出口金属壁温 最高金属壁温 材质适用温度界限 并联管数
过热器侧
60
50
再热器侧
40
30
再热器喷水量
20
800
1200
1600
2000
50%MCR 75%MCR
100%ECR T-MCR B-MCR
主蒸汽流量(t/h)
再热蒸汽温度性能曲线
烟气份额 (%)
第三节 热偏差
热偏差：由于诸多因素的影响，导致各平行管 圈吸热量个不相同，管内蒸汽的焓增 也不相同，这一现象称为过热器（或 再热器）的热偏差。
5. 高温再热器
管子规格(外径×壁
mm
厚)
节距(横向/纵向)
mm
材质
相对应的材质重量 管组平均烟速 出口烟温 进口烟温 最高设计压力 运行压力 出口工质温度 最高计算工质温度 出口金属壁温 最高金属壁温 材质适用温度界限 并联管数
kg m/s ℃ ℃ MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 根
Φ50.8×4.5
2、辐射式受热面
前墙、侧墙的上部：缩短或遮盖水冷壁 顶棚；
低温级受热面 较高的质量流速
3、半辐射式受热面
前屏（分隔屏过热器） 后屏过热器 后屏再热器
1）吸收了相当部分的热量，降低了炉膛出口烟气温度， 解决了大容量锅炉炉壁面积相对较小，布置辐射受热面 太少的困难 2）屏间节距大，较稀疏 汽冷定位夹紧管防止运行中的摆动横向节距 3）切割气流消旋 4) 增加辐射，更平稳的汽温特性
必须采用更多辐射式、半辐射式过热器、再热器
过热器、再热器的工作特点
❖壁温最高 受所用钢材(碳钢、合金钢)限制，汽温一般为540 －555 ℃；日本568－570 ℃； 钢材？ ❖工质压降不能太大
过热器内工质压降不超过其工作压力的10% 再热器不超过0.2Mpa
技术要求 过 热 器 蒸 汽 侧 的 压 降 一 般 应 不 大 于 1.60 MPa （按B-MCR工况计算）。 再 热 器 蒸 汽 侧 的 压 降 应 不 大 于 0.19MPa （ 按 BMCR工况计算）
额定蒸汽压力
25.4 MPa.g
额定蒸汽温度
571 ℃
再 热 蒸 汽： 蒸汽流量(B-MCRBMCR/BRL) 1593.41 t/h
蒸汽流量(BRL) 1514.36 t/h
进口/出口蒸汽压力(B-MCRBMCR) 4.61/4.42 MPa.g
进口/出口蒸汽压力(BRL) 4.47/4.33 MPa.g