(完整版)过热器再热器
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第八章过热器和再热器
ϕ=
∆p h ∆o h
∆p= h
qp Ap Gp
qo A o ∆o= h G o
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允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最 高许用值时的热偏差。
∆r h ϕr = ∆o h
ϕ p &数、流量不均、结构不均。
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四、减少热偏差的措施 Measurements for reducing the heat deviation 1.受热面分段串联 2.段间连接采取措施 多管连接 3.在受热面具体结构上采取措施 均匀管束结构尺寸；减小管束前烟气 空间的深 度；增大联箱直径；短接、交叉连接屏式过热 器管子 如下图所示
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第四节 汽温调节
Adjustment for temperature
●本节要求掌握不同受热面的汽温特性，调节汽温 常用的方法。 一、汽温要求Requirement for temperature ※维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度。 ※汽温允许波动范围+5～－10℃。 二、汽温特性 Characteristics of temperature 1.对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷 的增加，汽温增加。 2.辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷 的增加，汽温降低。 如下图所示。
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※积灰的危害：经济性、安全性 ※对于容易积粘结灰的燃料，必须采取相应措施： (1)选取有效的吹灰装置。 (2)正确设计和布置对流面。 顺列布置、大横向节距。 (3)在锅炉运行初期，及时投入吹灰装置，否则，如 果受热面已粘结了灰就不易清除。 (4)采用低温燃烧(炉膛燃烧热强度不过高) 。 (5)喷射添加剂。 (6)飞灰再循环等方法。
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第六章_过热器和再热器教材
第六章 过热器与再热器
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
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★某1900t/h 超临界锅炉 汽水系统流程
（600MW机组）
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2
• 600MW超临界锅炉主蒸汽（含给水）系统流程 给水→省煤器→螺旋管水冷壁→过渡联箱→垂直管
水冷壁→启动分离器→顶棚和包墙过热器系统→ 低温过热器→一级喷水减温器→屏式过热器→二 级喷水减温器→末级过热器→汽轮机高压缸
一、锅炉为什么要进行汽温调节？
锅炉过热器（再热器）可使用纯对流型或对流辐 射联合型。
对流辐射联合型如果以对流为主，汽温特性为对 流型；如果以辐射为主，汽温特性为辐射型。
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一、锅炉为什么要进行汽温调节？
过热器本身的汽温特性是否满足要求？ 结论：不能。
(3)尽量防止或减少平行管之间的热偏差。
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§6-2 过热器和再热器的型式和结构
• 再热器与过热器的结构相似，故重点介 绍过热器，然后将再热器与过热器的区 别进行说明。
• 过热器构成：进口联箱、出口联箱、并 列的受热面管组三部分连接构成
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三、为什么要设置再热器？
• 提高蒸汽压力和温度可以 提高循环效率，但是提高 温度受到材料限制，而只 提高压力受到蒸汽在汽轮 机内膨胀终止时的湿度限 制；
• 故采用再热循环，既保证
了循环效率提高，又使膨
胀终点湿度在允许范围内。
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★某1900t/h 超临界锅炉 汽水系统流程
（600MW机组）
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• 600MW超临界锅炉主蒸汽（含给水）系统流程 给水→省煤器→螺旋管水冷壁→过渡联箱→垂直管
水冷壁→启动分离器→顶棚和包墙过热器系统→ 低温过热器→一级喷水减温器→屏式过热器→二 级喷水减温器→末级过热器→汽轮机高压缸
一、锅炉为什么要进行汽温调节？
锅炉过热器（再热器）可使用纯对流型或对流辐 射联合型。
对流辐射联合型如果以对流为主，汽温特性为对 流型；如果以辐射为主，汽温特性为辐射型。
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一、锅炉为什么要进行汽温调节？
过热器本身的汽温特性是否满足要求？ 结论：不能。
(3)尽量防止或减少平行管之间的热偏差。
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§6-2 过热器和再热器的型式和结构
• 再热器与过热器的结构相似，故重点介 绍过热器，然后将再热器与过热器的区 别进行说明。
• 过热器构成：进口联箱、出口联箱、并 列的受热面管组三部分连接构成
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三、为什么要设置再热器？
• 提高蒸汽压力和温度可以 提高循环效率，但是提高 温度受到材料限制，而只 提高压力受到蒸汽在汽轮 机内膨胀终止时的湿度限 制；
• 故采用再热循环，既保证
了循环效率提高，又使膨
胀终点湿度在允许范围内。
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锅炉原理过热器与再热器
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Principles of Boiler
2021/7/23
二、过热器和再热器的工作特点
1、工作特点： （1）蒸汽压力高，压力可以达到超临界以上； （2）过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件； （3）蒸汽（特别是再热蒸汽）冷却管道的能力较差； 2、工作要求 （1）运行中应保持汽温稳定：波动不超过5～-10℃； （2）过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况 在一定范围内变化时能维持额定的汽温； （3）尽量减少并联管间的热偏差。
多管圈
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二、屏式过热器（再热器）
屏式过热器（再热器）布置在炉膛内部，吸收炉膛的 辐射热量，减少烟气扰动，降低沿烟道宽度的热偏差，改 善过热蒸汽或再热蒸汽的汽温特性。
1、辐射式和半辐射式过热器 ➢辐射式过热器（再热器）：布置在炉 膛上部，接受炉膛辐射热，横向节距较 大（3-4m），如前屏、大屏等； ➢半辐射式过热器（再热器）：布置在 炉膛出口烟窗处，既接收炉内的辐射热， 又吸收烟气的对流热， 防止对流受热面 结渣，如后屏过热器。
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Principles of Boiler
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四、顶棚过热器和包覆管过热器（附加受热面）
1、顶棚过热器：布置在炉膛顶 部的膜式受热面，通过吊杆悬 吊在炉顶钢梁上。吸热量不大， 主要作用是支承炉顶的耐火材 料和保温材料，并保持锅炉的 严密性。
2、包覆管过热器：布置在水平烟道和尾部竖井的壁面上 的膜式受热面，类似水冷壁。烟气温度较低，且仅受烟气 单面冲刷，因此吸热量少。主要作用是形成烟道壁面，提 高锅炉严密性，减少烟道漏风。
（1）过热器和再热器结构： 过热器和再热器的结构基本相同，二者区别在于：
再热器压力低，汽体比体积较大，管径比过热器大。 （2）过热器和再热器分类： ➢对流式过热器（再热器）； ➢半辐射式（屏式）过热器（再热器）； ➢辐射式过热器（再热器）。
过热器和再热器PPT课件
B G
Qar,netb
保证煤水比即可以维持汽温的稳定。实际过程中控制中间点温度。
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第四节 过热器和再热器的汽温特性
• 再热器的汽温特性
– 再热器的汽温特性原则上与过热器的汽温特性相似，但又 有其不同的特点 。
– 再热器的汽温受进口汽温影响，其工质进口参数决定于汽 轮机高压缸的排汽参数。
• 定压运行时，锅炉负荷降低，汽轮机高压缸排汽温度降低，再热 器的进口汽温也随之降低，所以出口汽温一般随之下降。
低)
低少)
调温幅度（℃） ～16
～40
～50
延迟时间（s）
65
75
90
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旁路系统示意图
图6-24 保护再热器的旁路系统示意图 1—锅炉；2—高压缸；3—再热器；4—中压缸；6—凝汽器；7—高压旁路；
8—低压旁路
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• 为维持过热汽温，需要适当提高B/G比：B不变，适当减小G，但机组 负荷降低；满负荷时，G不变，必须增加B，锅炉超出力运行，需 注意受热面金属温度，防止超温
4）受热面的污染情况 • 水冷壁结渣，过热汽温有所下降；过热器结渣、积灰，过热汽温下降明 显。
5）燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式） • 火焰中心高度变化的影响类似于过量空气系数的影响。
3）给水温度
• 给水温度降低，产生一定蒸汽量所需的燃料量增加，与负荷变化相同， 对流传热量增加，辐射传热量变化较小。
• 对流式过、再热器汽温升高，辐射式过、再热器汽温基本保持不变。
4）受热面的污染情况 5）饱和蒸汽用量 6）燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式） 7）燃料种类和成分
各因素对过热汽温的影响综合表
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第五节 运行中影响汽温的因素
第七章过热器和再热器
第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用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。
再热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作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。
二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。
但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，现在蒸汽温度还维持在540℃左右。
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。
在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应保持汽温稳定。
汽温的波动不应超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的气温；⑶尽量减少并联管间的热偏差。
三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必须确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗腐蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。
蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生变化。
主要是蒸汽参数变化时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了变化，从而引起了受热面布置的变化。
第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，按照不同的分类方式，其型式不同。
按照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。
一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，主要吸收烟气的对流放热量。
对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口分别用联箱连接。
1、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。
过热器和再热器
位置：炉膛上部， 位置：炉膛上部，贴炉墙 换热方式：辐射换热（伴有对流换 换热方式：辐射换热（ 热）
增强对流换热的措施
鳍片管
肋片管
内螺纹管
辐射和半辐射 过（再）热器的分类
屏式：炉膛上部，作高温段使用 屏式：炉膛上部， 壁式：墙式， 壁式：墙式，作低温段使用
屏 式 过
后屏 大屏 半大屏
热 器 的 布 置
中间点温度修正的相关量
锅炉负荷 分离器压力 喷水/给水比 喷水 给水比
过热汽温细调
锅炉调节中受影响的因素很多， 锅炉调节中受影响的因素很多，只靠燃水比的粗 调是不够的 可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此， 可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此， 一般在屏式过热器的入口处和高温过热器(末级过 一般在屏式过热器的入口处和高温过热器 末级过 热器)的入口处分别布置一级和二级减温水 热器 的入口处分别布置一级和二级减温水 喷水减温器调温惰性小、反应快， 喷水减温器调温惰性小、反应快，开始喷水到喷 水点后汽温开始变化只需几秒钟， 水点后汽温开始变化只需几秒钟，可以实现精确 的细调。 的细调。 必须注意的是，要严格控制减温水总量， 必须注意的是，要严格控制减温水总量，以保证 有足够的水量冷却水冷壁；投用时， 有足够的水量冷却水冷壁；投用时，尽可能多投 一级减温水，少投二级减温水， 一级减温水，少投二级减温水，以保护屏式过热 器。
过热汽温的粗调
煤水比的调节的主要温度参照点是中间点 (即内置式分离器出口处 焓值 或温度 。锅 即内置式分离器出口处)焓值 或温度)。 即内置式分离器出口处 焓值(或温度 炉负荷大于40％ 炉负荷大于 ％MCR时，分离器呈干态， 时 分离器呈干态， 中间点温度为过热温度。 中间点温度为过热温度。 当负荷变化，燃水比控制的不准确， 当负荷变化，燃水比控制的不准确，中间 点就会偏离设定值，应及时调节燃水比， 点就会偏离设定值，应及时调节燃水比， 消除中间点温度的偏差。 负荷增大， 消除中间点温度的偏差。如：负荷增大， 给水增加，燃料量未增加，则中间点温度 给水增加，燃料量未增加， 下降，此时必须及时增加燃料量。 下降，此时必须及时增加燃料量。
增强对流换热的措施
鳍片管
肋片管
内螺纹管
辐射和半辐射 过（再）热器的分类
屏式：炉膛上部，作高温段使用 屏式：炉膛上部， 壁式：墙式， 壁式：墙式，作低温段使用
屏 式 过
后屏 大屏 半大屏
热 器 的 布 置
中间点温度修正的相关量
锅炉负荷 分离器压力 喷水/给水比 喷水 给水比
过热汽温细调
锅炉调节中受影响的因素很多， 锅炉调节中受影响的因素很多，只靠燃水比的粗 调是不够的 可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此， 可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此， 一般在屏式过热器的入口处和高温过热器(末级过 一般在屏式过热器的入口处和高温过热器 末级过 热器)的入口处分别布置一级和二级减温水 热器 的入口处分别布置一级和二级减温水 喷水减温器调温惰性小、反应快， 喷水减温器调温惰性小、反应快，开始喷水到喷 水点后汽温开始变化只需几秒钟， 水点后汽温开始变化只需几秒钟，可以实现精确 的细调。 的细调。 必须注意的是，要严格控制减温水总量， 必须注意的是，要严格控制减温水总量，以保证 有足够的水量冷却水冷壁；投用时， 有足够的水量冷却水冷壁；投用时，尽可能多投 一级减温水，少投二级减温水， 一级减温水，少投二级减温水，以保护屏式过热 器。
过热汽温的粗调
煤水比的调节的主要温度参照点是中间点 (即内置式分离器出口处 焓值 或温度 。锅 即内置式分离器出口处)焓值 或温度)。 即内置式分离器出口处 焓值(或温度 炉负荷大于40％ 炉负荷大于 ％MCR时，分离器呈干态， 时 分离器呈干态， 中间点温度为过热温度。 中间点温度为过热温度。 当负荷变化，燃水比控制的不准确， 当负荷变化，燃水比控制的不准确，中间 点就会偏离设定值，应及时调节燃水比， 点就会偏离设定值，应及时调节燃水比， 消除中间点温度的偏差。 负荷增大， 消除中间点温度的偏差。如：负荷增大， 给水增加，燃料量未增加，则中间点温度 给水增加，燃料量未增加， 下降，此时必须及时增加燃料量。 下降，此时必须及时增加燃料量。
过热器与再热器
蒸汽压力愈低，密度愈小，传热性能 愈差。再热蒸汽的放热系数比过热蒸汽的 小的多,约为其20%。
39-37
（二）再热器的结构特点
国产再热机组大多布置在烟温不超过 850℃的对流烟道中。
为限制再热器的压力降，一般采取以下措 施：
（1）适当降低再热器中蒸汽的质量流速。 推荐对流再热器的质量流速w= 250∼400 kg /(m2•s)，辐射再热器w =1000∼1200 kg /(m2•s) 。
对于高压煤粉炉，就必须把部分过热 器布置在炉膛内。超高压、亚临界压力和 超临界压力的锅炉，上述布置特征就更明 显了。并且还把部分再热器布置在炉膛内。
39-8
第二节 过热器与再热器的型式结构
按传热方式分类，过热器可分为对流型、 辐射型及半辐射型三种型式。
高压以上的大型锅炉大多采用辐射、半
辐射与对流型多级布置的联合型过热器。过
（2）再热器受热面管子直径与联箱直径较 大；管圈数增多，管间节距增大。
（3）简化再热器系统。
39-38
为了维持再热器的管壁金属温度低于 其金属材料的许用温度，可采取以下措施：
（1）再热器大都为对流型受热面，并 布置在高温对流过热器后的烟道内；
（2）有的锅炉把部分再热器做成壁式 受热面布置在炉膛上部吸收炉膛辐射传热 量或做成后屏再热器布置在后屏过热器之 后作为第二后屏。
39-14
（二）放置方式
蛇形管垂直放置时称为立式放置。立 式放置对流过热器都布置在水平烟道内。 蛇形管水平放置时称为卧式放置方式，卧 式对流过热器都布置在垂直烟道内。
立式过热器的优点是支吊比较方便 （见图8-7 ），它的缺点是停炉时管内积水 不易排出，锅炉点火时由于通汽不畅易使 管子过热。
卧式过热器虽然疏水、排汽比较方便， 但支吊结构比较复杂（见图8-8 ）， 常以 有工质冷却的受热面管子作为悬吊管。
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（二）再热器的结构特点
国产再热机组大多布置在烟温不超过 850℃的对流烟道中。
为限制再热器的压力降，一般采取以下措 施：
（1）适当降低再热器中蒸汽的质量流速。 推荐对流再热器的质量流速w= 250∼400 kg /(m2•s)，辐射再热器w =1000∼1200 kg /(m2•s) 。
对于高压煤粉炉，就必须把部分过热 器布置在炉膛内。超高压、亚临界压力和 超临界压力的锅炉，上述布置特征就更明 显了。并且还把部分再热器布置在炉膛内。
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第二节 过热器与再热器的型式结构
按传热方式分类，过热器可分为对流型、 辐射型及半辐射型三种型式。
高压以上的大型锅炉大多采用辐射、半
辐射与对流型多级布置的联合型过热器。过
（2）再热器受热面管子直径与联箱直径较 大；管圈数增多，管间节距增大。
（3）简化再热器系统。
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为了维持再热器的管壁金属温度低于 其金属材料的许用温度，可采取以下措施：
（1）再热器大都为对流型受热面，并 布置在高温对流过热器后的烟道内；
（2）有的锅炉把部分再热器做成壁式 受热面布置在炉膛上部吸收炉膛辐射传热 量或做成后屏再热器布置在后屏过热器之 后作为第二后屏。
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（二）放置方式
蛇形管垂直放置时称为立式放置。立 式放置对流过热器都布置在水平烟道内。 蛇形管水平放置时称为卧式放置方式，卧 式对流过热器都布置在垂直烟道内。
立式过热器的优点是支吊比较方便 （见图8-7 ），它的缺点是停炉时管内积水 不易排出，锅炉点火时由于通汽不畅易使 管子过热。
卧式过热器虽然疏水、排汽比较方便， 但支吊结构比较复杂（见图8-8 ）， 常以 有工质冷却的受热面管子作为悬吊管。
过热器与再热器
图7－2为一垂直布置的末级对流过热器的结构图。
水平式布置在尾部烟道中，这种布置易于疏水， 但支吊较复杂，常采用管子吊挂的方式，以节约 合金钢的耗量。
图7－3是一水平式布置的对流过热器结构图，受 热面管子通过悬吊管支承到炉顶的过渡梁上。
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屏式过热器和再热器的布置如图7－10所示。
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屏式受热面具有较高的热负荷。特别是外 圈管子，受热最强，长度最长，因此阻力 大，工质流量小，易发生超温爆管，为保 证其工作安全，可采取如图7－11所示的各 项措施。
屏式过热器的作用:1、降低炉膛出口烟温, 防止水平烟道结渣；2、改善汽温特性；3、 减轻残余旋转,减小水平烟道受热面的热偏 差.
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烟温偏差和烟速偏差
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一台300ＭＷ锅炉上的实测数据
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（4）过热器和再热器的积灰结渣。
过热器和再热器的积灰结渣总是不均匀的，这就使灰层热 阻是不均匀的，从而导致过热器和再热器的热负荷的不均 匀。另外，积灰结渣会造成阻塞，引起烟速分布不均，会 进一步加剧热负荷的不均。
位于炉膛出口处的后屏既吸收炉膛辐射热， 又吸收高温烟气的对流热,即半辐射式受热 面。
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屏式过热器与集箱组装后
屏式过热器 屏过联箱
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屏式过热器
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水平式布置在尾部烟道中，这种布置易于疏水， 但支吊较复杂，常采用管子吊挂的方式，以节约 合金钢的耗量。
图7－3是一水平式布置的对流过热器结构图，受 热面管子通过悬吊管支承到炉顶的过渡梁上。
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屏式过热器和再热器的布置如图7－10所示。
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屏式受热面具有较高的热负荷。特别是外 圈管子，受热最强，长度最长，因此阻力 大，工质流量小，易发生超温爆管，为保 证其工作安全，可采取如图7－11所示的各 项措施。
屏式过热器的作用:1、降低炉膛出口烟温, 防止水平烟道结渣；2、改善汽温特性；3、 减轻残余旋转,减小水平烟道受热面的热偏 差.
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烟温偏差和烟速偏差
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一台300ＭＷ锅炉上的实测数据
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（4）过热器和再热器的积灰结渣。
过热器和再热器的积灰结渣总是不均匀的，这就使灰层热 阻是不均匀的，从而导致过热器和再热器的热负荷的不均 匀。另外，积灰结渣会造成阻塞，引起烟速分布不均，会 进一步加剧热负荷的不均。
位于炉膛出口处的后屏既吸收炉膛辐射热， 又吸收高温烟气的对流热,即半辐射式受热 面。
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屏式过热器与集箱组装后
屏式过热器 屏过联箱
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过热器再热器介绍
过热器是负责把锅炉中首次蒸发的蒸汽加热成高品质的过热蒸汽；过热蒸汽在汽轮机高压缸中做功后，低压低温的蒸汽（称冷再）被重新引入再热器，再热器就是负责把这部分蒸汽重新加热成高温蒸汽，在再热器中，通常压力不能提高，而是把温度提高到和过热蒸汽通样或略低的温度。
加热后的再热蒸汽（称热再）再进入汽轮机中、低压缸继续做功，最后进入凝汽器凝结成水。
从以上过程可知，再热器和过热器都是用来加热蒸汽的，只是其中蒸汽的参数不一样。
过热器中的蒸汽属于高温高压，材料要求比再热器高，而再热器中的蒸汽属于高温低压，材料要求比过热器低。
设置安全阀，就是因为任何材料都有自己的工作限额，作为过热器或者再热器，其材料同样有一定的工作限额，包括温度和压力。
设置安全阀，就是为了让蒸汽压力超过整定值时，通过安全阀的动作使过热器或再热器泄压，不至于因材料超过承受极限发生爆管甚至爆炉的事故。
第七章过热器和再热器
第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有必然温度的过热蒸汽。
在锅炉负荷或其他工况变更时应保证过热蒸汽温度正常，并处在许诺的波动范围之内。
再热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作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。
二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。
但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，此刻蒸汽温度还维持在540℃左右。
过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，专门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平安工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。
在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应维持汽温稳固。
汽温的波动不该超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有靠得住的调温手腕，使运行工况在必然范围内转变时能维持额定的气温；⑶尽可能减少并联管间的热误差。
三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必需确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗侵蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。
蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生转变。
主若是蒸汽参数转变时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了转变，从而引发了受热面布置的转变。
第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，依照不同的分类方式，其型式不同。
依照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。
一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，要紧吸收烟气的对流放热量。
对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口别离用联箱连接。
一、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。
过热器和再热器
1
2
过热器系统 低温级过热器水平段→垂直段→I级喷水减温→分隔屏→后屏过热器→II级减温→末级过热器→汽轮机高压缸
再热器
汽轮机→事故喷水→壁式再热器→屏式再热器→末级再热器→汽轮机中压缸
01
02
4．减温器—一般为喷水减温方式 减温器在过热器系统中的位置 （1）安全：布置在可能超温的过热器管段前面， 起到保护受热面的作用； （2）灵敏：使其尽量靠近过热器出口，减少调 温的滞后性。 一般为两级喷水减温，各尽其责： 一级喷水减温器在屏式过热器的入口，保护屏式过热器。 二级喷水减温器在末级过热器之前，主要作用是调节出口汽温，也起保护作用。
缺点：停炉时易发生积水腐蚀，再起动时，会形成气塞及水击。
水平式：与上相反（布置在垂直烟道）。
蛇型管圈的布置方式
单根管圈与多重管圈。 目的：在保持烟气流速（烟气流通截面积）
不变 的条件下，改变蒸汽流通截面积 采用几重管圈，决定于设计要求的管内蒸汽
流速 和管外烟气流速。 烟气流速决定了传热系数、积灰和飞灰磨损
烟气侧汽温调节方法,主要针对再热器调温 炉膛火焰中心位置的调整 在一定范围内，改变炉膛出口烟气温度，以改变其后对流受热面吸热量，不很精细。 尾部烟道内设置烟气分流档板 尾部烟道的某一段分为两个通道 某级过热器与省煤器分别布置在两烟道中 用档板调节通过两侧的烟气流量，改变传热。采用较多，主要用来调节再热汽温。再热汽喷水1%，循环热效率降低0.1%~0.2%。但变压运行可以。变压运行时高缸排汽温度基本不变，影响不大，可采用。
先通过辐射式过热器。蒸汽在饱和线附近具有
较大的比热容，工质吸收较多热量而温度升高
不多，且传热温压大。 将过热器划分为若干段，各段之间采用集箱联
1
2
2
过热器系统 低温级过热器水平段→垂直段→I级喷水减温→分隔屏→后屏过热器→II级减温→末级过热器→汽轮机高压缸
再热器
汽轮机→事故喷水→壁式再热器→屏式再热器→末级再热器→汽轮机中压缸
01
02
4．减温器—一般为喷水减温方式 减温器在过热器系统中的位置 （1）安全：布置在可能超温的过热器管段前面， 起到保护受热面的作用； （2）灵敏：使其尽量靠近过热器出口，减少调 温的滞后性。 一般为两级喷水减温，各尽其责： 一级喷水减温器在屏式过热器的入口，保护屏式过热器。 二级喷水减温器在末级过热器之前，主要作用是调节出口汽温，也起保护作用。
缺点：停炉时易发生积水腐蚀，再起动时，会形成气塞及水击。
水平式：与上相反（布置在垂直烟道）。
蛇型管圈的布置方式
单根管圈与多重管圈。 目的：在保持烟气流速（烟气流通截面积）
不变 的条件下，改变蒸汽流通截面积 采用几重管圈，决定于设计要求的管内蒸汽
流速 和管外烟气流速。 烟气流速决定了传热系数、积灰和飞灰磨损
烟气侧汽温调节方法,主要针对再热器调温 炉膛火焰中心位置的调整 在一定范围内，改变炉膛出口烟气温度，以改变其后对流受热面吸热量，不很精细。 尾部烟道内设置烟气分流档板 尾部烟道的某一段分为两个通道 某级过热器与省煤器分别布置在两烟道中 用档板调节通过两侧的烟气流量，改变传热。采用较多，主要用来调节再热汽温。再热汽喷水1%，循环热效率降低0.1%~0.2%。但变压运行可以。变压运行时高缸排汽温度基本不变，影响不大，可采用。
先通过辐射式过热器。蒸汽在饱和线附近具有
较大的比热容，工质吸收较多热量而温度升高
不多，且传热温压大。 将过热器划分为若干段，各段之间采用集箱联
1
2
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四 章
开对流过热器，应用广。
过
热 器
平行并列蛇形管+集箱
与 再 热
器结
构
管内蒸汽 管外烟气 立式 卧式
dw=38 42 壁厚=3-7
S1=(2-3.5)d S2=f(弯管半径)
三、对流过热器
第 四 章 过 热 器 与 再 热 器
《锅炉原理》
三、对流过热器
结构上的一些措施
第 四
A、当烟温达到1000℃上
器 与
而由于受到阻力的限制，又不能采用过
再 多的混合和交叉措施。由于这些因素，使
热 器
得再热器的工作条件比过热器中更差。
结构
1、采用较大的管径（42-60mm）
2、多管圈（直到6-8根）。
3、采用纵向内肋片管，由于管子内壁表面 积增加，在同样工作条件下，可以降低 管壁温度约20～30℃。
《锅炉原理》
热
器 C、外圈管子
交
D、换外到圈内管圈子;
采
E、用外更圈好管材子料短; 路.
《锅炉原理》
二、半辐射过热器—屏式过热器
《锅炉原理》
屏式过热器的优点：
第
四 ①降低进入对流受热面烟温，防止密集对流受热面结渣.
章
过 热
②减轻了大型锅炉炉膛壁面积相对较小，不能布置辐射受
器 热面的困难。
与
再 ③使过热器布置在更高的烟温区域，减少金属耗量.
章 过
G
热 器 与 再 热 器
ip
i pj
qp Ap q pj Apj
Gp
rl jg sl
G pj
i p
q p Ap Gp
i pj
q pj Apj G pj
原 因：各管子的热负荷不同；
各管子工质流量不同；
各管子的受热面积不同。
主要原因：吸热不均和流量不均。
§4-2过热器再热器的热偏差
《锅炉原理》
三、热力不均
第 四
热力不均的原因：
章 （1）炉膛烟气的温度场和速度场分布不均；
过 热
对流过热器：沿宽度的热力不均匀约为20-30％；
器 与
辐射过热器：沿宽度的热力不均匀约为30-40％；
再 （2）各燃烧器负荷不一致，煤粉和空气送入不均匀，
热 器
火焰充满情况不好；
（3）炉膛上部或过热器区域的局部地区发生煤粉再燃；
器 与
面冲刷，而且烟速较低，因此
再 对流传热效果较差—不同于对
热 器
流过热器。
包墙管处于烟温较低区域，因
此辐射传热效果较差—不同于
辐射过热器。
《锅炉原理》
五、再热器
《锅炉原理》
作用：
第 四
加热高压缸排汽（3MPa
章 上下）抽回的一部分蒸汽，
过 使之重新加热，到一定温
热 度后，再送到中压、低压
器 与
章 下时，为避免结渣而堵
过 热 器
塞烟气通过，将前几排 管子由顺列变成错列，
与 再 热
增大S1（拉稀管排）。 B、为保证蒸汽速度，过
器 热器的蛇形管可以采用
单绕、双绕和三绕。
《锅炉原理》
三、对流过热器
布置方式
第 四
1、垂直布置
章 应用：П型锅炉，布置
过 热
于水单，吊挂
再 方便，结灰渣较少，广
热 器
后再送到汽轮机的中压缸及低压缸中膨胀作功。
过热器 高压缸
再热器
中、低压缸
§4-1过热器再热器结构型式
第
四 过热器的分类
章
过
热
器
辐射过热器
与
再 热
半辐射（屏式）过热器
器
对流过热器
包墙管过热器
《锅炉原理》
一、辐射过热器
《锅炉原理》
布置方式
第 四
在自然循环锅炉中，垂直布置在炉膛壁面上。
章 可布置在炉膛四壁的任一面墙上。
管壁超温。
把蒸汽的低温段设计成逆流，高温段设计成顺流，就
可兼有逆流和顺流的优点。
选用流动方式的原则：综合考虑温压和壁温两个因素，
在保证管壁温度不超温的前提下，尽可能获得较大的 传热温压。
三、对流过热器
《锅炉原理》
第 四 章
过
热
器 与
速
再度
热 器
选 择
蒸
汽 速
中压炉
度
250-400kg/㎡S 15-25m/s
其位置应使火焰中心远离辐射过热器，而靠近蒸发受热
面管子，这样既可避免烧坏过热器管子，又可加快蒸汽
的产生。
二、半辐射过热器—屏式过热器
第 四
位置：布置在炉膛出口，吸收对流热
章 +辐射热（炉膛辐射+屏间烟气辐
过 射）。
热 器
形状：对流烟道之前，稀疏的管屏。
与
再
热 结构：Dw=32-42mm无缝钢管
器
S1＝500-900mm
过
热
给水按照给水泵→省煤器→辐射过热器→除氧器
器 与
的线路进行循环，直到锅炉压力达到额定值以后，暂
再 时熄火，切断给水线路，把辐射过热器中的水放掉，
热 器
然后按照锅炉的正常系统，重新点火，此时可用锅炉
本身产生的蒸汽来冷却管子。
缺点：系统和操作复杂，也不能保证工作可靠，已不 常采用。
一、辐射过热器
《锅炉原理》
ΔPzr增加0.1MPa，汽轮机热耗增加0.28％
规定：ΔPzr≤10％Pzr’，一般≤ 0.2-0.3MPa，
其中：再热器本身50％，连接管50％。
五、再热器
工作条件比过热器更差的第三条原因
第 四
3、由于P低，比热容小，对热偏差比较
章 敏感，即在同样热偏差条件下，其出口汽
过 热
温的偏差比过热蒸汽要大。
第四章 过热器与再热器
第四章 过热器与再热器
《锅炉原理》
第
四 章
1 结构型式
过
热 器
2 热偏差
与
再
热 器
3 汽温变化特性
4 汽温调节
5 系统布置
§4-1过热器再热器结构型式
《锅炉原理》
第 过热器
四 章
将蒸汽从饱和温度加热到额定的过热温度。
过
热 器
再热器
与
再
将汽轮机高压缸的排汽再回到锅炉中加热到高温，然
缸继续做功的受热面。
再
热 器
蒸汽再热循环：
电站热效率提高6～8％；
保证蒸汽到汽轮机最后一 两级叶片时，水分含量不 过高，不会引起此处叶片 过度的侵蚀。
1-锅炉 2-汽机高压缸 3-汽机中压缸 4-汽机低压缸 5-发电机 6-凝汽器 7-过热器 8-再热器 9-凝结水泵
应用：125MW以上
五、再热器
《锅炉原理》
工作特点：
第 四
1、流量大 Dzr=80%D
章
过 热
2、压力低 Pzr=（20-25%）P 3、温度高 tzr=tgr
器
与 再
工作条件比过热器更差：
热 器
1、由于P低，比容大，ρ小，α小， αzr= αgr/5。再热蒸汽
对管壁的冷却能力差，tbzr > tbgr 。
2、热力系统的经济性受再热系统阻力的影响很大。
A、结构不合理：在过热器管之间穿插蒸发受热面管子；
B、安装不严格：没有保证过热器管之间的节距；
C、运行中发现过热器受热面太多而将一些蛇形管割除；
个别蛇形管爆管损坏而将它割除。
§4-2过热器再热器的热偏差
《锅炉原理》
四、流量不均系数
第
四 流量不均与集箱的连接方式有关。根据联箱中的静压分
章
过 布情况，可判断流量分布。
§4-2过热器再热器的热偏差
第 一、热偏差定义
四 章
过 热 器
过热器（再热器） 由许多平行并列的
与 再
管子构成。
热
器
平行管列工质焓
增不均匀的现象称
为热偏差。
《锅炉原理》
§4-2过热器再热器的热偏差
《锅炉原理》
热偏差系数
第
四
章 过
ip
平行管子中偏差管内工质的
焓增和整个管组工质的平均
热 器
第 四 章
正常工作时，Tb,max=Tg（工质）+100～120℃。 要限制Tb,max，就要限制Tg。一般将辐射过热器设
过 计成低温过热器， Tgr”不要过高。
热
器 与
用15CrMo钢时， Tgr” ≤400℃
再 热
用12Cr1MoV钢时， Tgr”≤ 450℃
器
1、限制热流密度，尽量避开火焰温度最高的区域。
温烟区通常采用管子吊挂的
方式，以节省高合金钢的耗
量。
《锅炉原理》
三、对流过热器
第 四
章 流动方式
过 热 器 与 再 热 器
a、顺流 b、逆流 c、双逆流 d、混流布置
《锅炉原理》
三、对流过热器
《锅炉原理》
第 顺流
四 章
过 热
逆流
器
与
再
热
器 混流
优点：烟气温度最高处，蒸汽温度最低，管壁温度低。 缺点：温压小（工质侧），换热面积大，金属耗量多。 优点：温差大，换热面积小，金属耗量小。 缺点：烟气温度最高点和蒸汽温度最高点重合，易使
热
器 ④辐射吸热比例增大（吸收炉膛辐射热；在更高的烟温区
域，有较大的气体辐射层厚度，气室辐射热量增加），改
善了过热汽温的调节特性。
实践证明：屏式过热器能在1000-1300℃烟温区域可靠工 作，并具有稳定的汽温特性。