省煤器与空气预热器
第章省煤器与空气预热器
第章：省煤器与空气预热器节能减排一直都是环保领域的重要议题和热点话题，而对于锅炉系统，省煤器和空气预热器则是最基础也是最有效的节能设备之一。
本文将从省煤器和空气预热器的基本原理、优势和应用方面进行讲解。
省煤器基本原理锅炉在发挥燃烧产生热量的同时，大量的热气流失在烟气中，而省煤器则是将烟气排出前的余热收回，在进入锅炉燃烧室之前预先加热水并提高锅炉的热效率，从而实现锅炉燃料的节约和减少烟气排放。
当烟气经过省煤器时，其温度下降，水冷却的同时烟气释放的热量被吸收，温度进一步降低，这样减少了烟气温度，同时烟气中所含的水蒸气在低温下会凝结成水滴，因此降低了烟气的排放温度，实现了余热回收和烟气排放的减少。
优势省煤器作为节能设备具有明显的经济性和环保性，其主要优势包括:1. 减少燃料消耗省煤器的出现使锅炉在燃烧过程中，通过烟气余热回收减少了锅炉燃料的消耗。
2. 热效率提高烟气中含有的温度可以最大限度地通过升温水的方式来发挥热效益，从而提高了锅炉的热效率。
3. 烟气排放降低烟气的进一步清洁也是省煤器的一个重要作用，通过余热回收，烟气所含的一些污染物质也得到了处理。
这样能够有效降低烟气排放浓度和排放量。
应用方向目前，省煤器的应用已经相当普及，主要应用在各种工业锅炉、发电厂的锅炉和城市集中供暖的锅炉中。
而在我国，锅炉尤其是工业锅炉的主力消费者——煤炭工业中，由于煤炭资源相对丰富且价格低廉，工业锅炉使用省煤器显得更为有利。
空气预热器基本原理空气预热器的主要作用是通过预热空气的方式来增加锅炉燃烧室内的氧气浓度和温度，进而提高了锅炉对燃料的利用效率和燃烧稳定性，同时也可以减少烟气中的氮氧化物排放。
工作时，烟气通过空气预热器，将空气预热至一定温度后，进入锅炉燃烧室提供充足的氧气以加快煤炭等燃料的燃烧，从而提高整个锅炉热效率。
优势空气预热器作为一种流行的节能设备，主要优势包括:1. 增加热效率空气预热器可以预先加热空气，使得空气中的氧气温度提高，同时也保证了氧气的充足，从而提高了锅炉的热效率。
第七章 省煤器和空气预热器
容克式空气预热器
三分仓空气预热器示意图
三分仓空气预热器结构
三分仓空气预热器机壳
图7-14 三分仓回转式预热器的外壳板 1—主外壳板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；2—副外壳板Ⅰ、Ⅱ；3—侧外壳板；4—轴向密
封装置；5—驱动装置；6—冷段蓄热元件检修门；7—人孔口
机壳
– 上梁、下梁与主壳体板Ⅰ 、Ⅱ连接，组成一个封 闭的框架，为支承预热器转动件的主要结构。
– 按结构形式分类
• 光管式 • 鳍片式：扩展受热面，强化烟气侧传热。 • 膜片管式(简称膜式) ：。。。 • 肋片管式 ：。。。
– 按管子排列方式分类
• 错列：传热效果好，结构紧凑，并能减少积灰，但磨损比 顺列布置严重、吹灰较困难；
• 顺列 ：容易吹灰、磨损较轻，但积灰相对严重。
第二节 省煤器
二、省煤器的布置方式
三分仓空气预热器
• 整体结构及部件
– 三分仓受热面回转式预热器由机壳、转子及受热面、 密封装置、传动装置、轴承座及其润滑系统等组成。
• 机壳 • 转子 • 传热元件（受热面） • 密封装置
回转式空气预热器的漏风
• 回转式空气预热器的漏风
– 漏风量大是回转式空气预热器的主要缺点。先进空气预热器的漏 风率为5-6%。
径向密封装置
蘑菇状变形和径向密封间隙的调整
轴向和旁路密封装置
回转式空气预热器径向、轴向双密封系 统
• 主要缺点：漏风量大；密封结构要求高；易积灰、堵灰，必须经常 吹灰甚至清洗。
第四节 回转式空气预热器
二、受热面回转的三分仓空气预热器
空气通道分为一次风和二次风两个通道；烟气、一次风和二次风流 通区所占的圆周角一般分别为165、 50 和100， 其余为三个 密封区，各占15。
省煤器和空气预热器
空气侧又分为一次风通 道及二次风通道 烟气流经转子，烟气放 热降温，蓄热元件吸热升 温 蓄热元件旋转到空气侧， 将热量释放给空气
空预器漏风的测定
漏风率定义： 漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气质量之比 ——GB 10184-88 电站锅炉性能试验规程
漏风率的测定：测定空预器进出口的烟气含氧量O2，计算进 出口空气过剩系数， 根据GB 10184-88 （附录K、式47）计算
1684 31
1684 31 277 67
低再 1.2 555 312.1 452
8.43
31
3874 51.7 3874 52 263 51
省煤器 空预器
1.2
1.2
296 130
249
20
330.7 240
9.11 10.6
0.63 18.9
14727 28224
78.3
46
14727 28224
八．省煤器和空气预热器
Economizer& air heater
1. 省煤器
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 降低排烟温度，提 高锅炉效率 改善汽包工作条件。 提高进入汽包的给水温 度，减小汽包壁的热应 力 降低锅炉成本。省煤 器管比水冷壁管价格低 得多。
φ48X6 149排，横向节距120mm 4管头，纵向78排 纵向节距97mm
300MW CFB 锅炉（FW） 3管头，纵向28排
600MW 超临界煤粉炉
•上下两组，逆流布置 •蛇形管：Φ50.8×7.1 （SA-210C），4管圈绕 •横向节距114.3mm，192排 •省煤器进口集箱： φ508×88，SA-106C； •省煤器出口集箱： φ508×88，SA-106C。
省煤器与空气预热器
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八、省煤器出口水温的选择 对高压以上锅炉，省煤器均采用非沸腾式，即省煤器出口 水温有一定的欠焓值，避免省煤器中发生汽化，以保证省 煤器管中的水流量分配均匀，且使水在进入水冷壁管时不 发生汽化，保证水冷壁入口的水流量分配均匀，提高水循 环的安全性。 对控制循环锅炉，一般将省煤器出口的水直接引入汽包的 下降管入口处，以保证水进入再循环水泵时不发生汽化， 要求省煤器出口水温欠温60℃。 对直流锅炉，省煤器出口水约需要有380KJ/kg的欠焓，才 能保证给水进入水冷壁管子时流量分配较为均匀。
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吊挂受热面-省煤器
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低温再热 器进口
省煤器进口
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12Biblioteka 五、省煤器引出管与汽包连接 采用套管连接方式； 六、省煤器中的水速 （一）省煤器中的质量流速和水速 省煤器中水流的ρ ω 可取600～800kg/(㎡·S),对水平管 子，当水的流速大于0.5m/s时，可以避免金属局部氧腐蚀。 如果省煤器管内达到沸腾状态，非沸腾部分水速不低于 0.3m/s，管内是汽水混合物水速较低容易发生汽水分层， 即水在管子下部，而蒸汽在管子上部，与蒸汽接触的金属 管壁温度较高，有可能发生超温现象。容易引起金属的破 坏，因而蛇形管沸腾部分中水流速度应不低于1m/s。 （二）烟气流速的选取 烟速太大磨损，太小导致积灰。一般经济烟速在8～11m/s， 含灰量大于40%时，最大烟速11m/s，含灰量在14%～20%时， 最大烟气流速可以达12.24m/s～18.3m/s。 特别注意:引进技术机组,烟速指管束进口处流速；国产机 组是指进、出口平均流速。
电厂锅炉原理ppt第章省煤器和空气预热器.
原煤中灰的组成：石英、黄铁矿 灰含量：撞击次数
石英玻璃化 黄铁矿氧化
燃烧后灰的性质：几何形状、几何尺寸、成分组成
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第四节 尾部受热面运行中的问题
防止措施
烟气流速适当
塔形布置 节流装置 均匀挡板
避免局部飞灰浓度过高
Aar，red 5
6~7
采用膜式或肋片式省煤器
9~10 30
加装防磨装置
横向冲刷：角钢、圆钢、防磨瓦 纵向冲刷：内衬管、短管
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第二节 省煤器
5. 流动参数选择
介质流向 工质侧
烟气从上而下 水从下而上
水速↑
流动阻力↑
逆流
高压锅炉：不大于5％汽包压力 中压锅炉：不大于8％汽包压力
水速↓
烟气侧
磨损
管内空气阻塞
氧腐蚀
汽水分层
超温 疲劳破坏
w＝8~10m/s
非沸腾式 不小于0.3m/s
沸腾式 不小于1m/s
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第三节 空气预热器 1. 分类
局部磨损（后墙附近少数管子）
流动阻力大
双管圈或双面进水
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第二节 省煤器 4. 布置方式
垂直于前后墙 平行于前后墙
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第二节 省煤器
4. 布置方式 支吊方式
支撑
支撑梁的冷却
悬吊
管组高度
单级或一组高度不大于1~1.5m（便于检修） 管组之间高度不小于600~800mm （便于清灰） 与空气预热器距离不小于800~1000mm （便于清灰）
传热温压大
5
温度 温度
第一节 尾部受热面的作用和工作特点
2. 工作特点
烟气
出口温差小
烟气
水
入口温差小
锅炉原理省煤器和空气预热器分解课件
检查省煤器入口水温是否过低或过 高，调整入口水温至适宜范围。
空气预热器常见故障及排除方法
空气预热器漏风
检查空气预热器密封件是否老化 或损坏，及时更换密封件。
空气预热器堵塞
定期对空气预热器进行清洗，清 除积灰和杂质，保持空气流通。
空气预热器振动
检查空气预热器支撑是否稳固， 加固支撑结构，减少振动。
配合维修计划
省煤器和空气预热器的维护与保养应 相互配合，按照锅炉维修计划进行， 避免重复或遗漏。
省煤器和空气预热器的故障排
05
除
省煤器常见故障及排除方法
省煤器泄漏
检查省煤器管路是否有腐蚀、磨 损或焊接问题，及时修复或更换
损坏的管路。
省煤器管路堵塞
定期对省煤器管路进行清洗，清除 积垢和杂质，保持管路通畅。
按照制造材料，省煤器可分为铸铁和钢管两类。铸铁省煤器通常适用于工作压力较 低的场合，而钢管省煤器则适用于高压锅炉。
省煤器的特点是能够利用高温烟气的余热，提高锅炉给水温度，降低燃料消耗，同 时还能减小对环境的热污染。
省煤器在锅炉系统中的作用
提高给水温度
通过吸收烟气余热，将 给水加热至所需温度， 减少燃料消耗，提高锅 炉效率。
02
省煤器内部通常装有蛇形管或螺旋管，管内通入锅炉给 水，而管外则通过高温烟气。
03
当锅炉给水经过省煤器时，水被加热并吸收烟气的热量 ，从而实现热能的有效利用。
省煤器分类与特点
根据结构形式，省煤器可分为立式和卧式两种。立式省煤器通常安装在烟气垂直流 向的锅炉尾部，而卧式省煤器则安装在烟气水平流向的尾部。
03
板式空气预热器
结构简单，维护方便，但传热效率较低，且容易发生堵 塞和漏风。
省煤器和空气预热器
省煤器的型式和布置：
分类：沸腾式、非沸腾式 材料：铸铁、钢管（氧腐蚀－除氧） 形式：立式、卧式 结构：φ28～51蛇形管 排列：错列、顺列 流程：水平布置、逆流 布置：垂直前墙、平行前墙（双面进水、单面进水） 水速：金属温度、氧腐蚀（非沸腾式>0.3m/s，沸腾式>1m/s) 烟速：积灰（>6m/s)、磨损（<10m/s） 蛇形管：光管、扩展表面管（鳍片管.5) 温压按交叉流计算，传热面积按换热管平均直径计算。
单面进风与双面进风 单级布置与双级布置 一次风与二次风分别加热
回转式空气预热器
大型锅炉通常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。 回转式特点：
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。
固定的圆筒型外壳（烟、风罩），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；
受热面转动的回转式空气预热器
2、工作过程
装有受热面的转子由电机通过传动装置带动，以2～4r/min的转速 转动。因此受热面不断地交替通过烟气流通区和空气流通区，当受 热面转到烟气流通区时，烟气自上而下流过受热面，从而将热量传 给受热面（蓄热板），当它转到空气流通区时，受热面又把积蓄的 热量传给自下而上流过的空气，这样循环下去，转子每转动一周， 就完成一个热交换过程 。
钢管式省煤器——按结构形式分类
按结构形式可分为鳍片式、 膜片管式、肋片管式；
这些结构形式主要是为了 强化烟气侧的换热措施
应综合考虑其传热和阻力 特性，以及燃料的结灰特 性
螺旋型鳍片管
省煤器按布置方式可分为错列布置和顺列布置。
4、省煤器和空气预热器
3、省煤器磨损
含有硬粒飞灰的烟气相对于管壁流动，对管壁产生磨损称 为冲击磨损，亦称冲蚀。冲蚀有撞击磨损（法向力）和冲刷磨 损（切向力）两种。
影响省煤器磨损的因素主要有烟气流速、飞灰浓度、灰的 物理化学性质，受热面的布置与结构特性和运行工况等。 受热面金属表面的磨损正比于飞灰颗粒的动能和撞击次 数。飞灰颗粒的动能和速度的平方成正比，而撞击次数同速度 的一次方成正比。故管子的磨损同就同烟气速度的三次方成正 比。可见烟气流速对受热面的磨损起决定性作用。 在管束四周与烟道的间隙中，形成烟气走廊，由于阻力 较小，局部烟气流速可达到平均流速的两倍而形成严重的局部 磨损。当烟气经水平烟道转入尾部烟道时，由于气流转弯，飞 灰被抛向后墙附近，使这里的飞灰度增高，靠后墙的管子就会 受到更大的磨损。
三、尾部受热面的低温腐蚀 露点
水蒸汽或硫酸蒸汽开始凝结的温度
低温腐蚀
当烟温降低或接触到温度较低的金属受热面时， 只要温度低于露点，水蒸汽或硫酸蒸汽就会凝结 水蒸汽凝结： 氧腐蚀
硫酸蒸汽凝结：酸腐蚀
影响腐蚀的因素
硫酸蒸汽的凝结量 凝结液中硫酸浓度 受热面金属壁温
四 低温腐蚀的减轻和防止
堵塞烟道，阻力 ，风机电耗
导致低温腐蚀
影响积灰的因素
飞灰颗粒组成成分。微小颗粒容易沉积。 烟气流动工况 错列：稀疏（类似单管），紧密（气流冲刷、减少 积灰） 顺列：积灰严重 烟气速度：烟速大、冲刷作用大 受热面金属温度
减轻和防止的积灰的措施
1)足够高的烟速6m/s
2)采用小管径和错列布置
第八章 省煤器和空气预热器
第一节 尾部受热面概述
尾部受热面：省煤器和空气预热器
省煤器作用： 1 降低排烟温度、提高锅炉效率、节省燃料 2 用省煤器这样的低温部件代替部分价格高的高温水冷壁，降低锅炉造价 3 提高进入汽水分离器（汽包）的给水温度，减少给水与汽包壁之间的温 差，降低汽包的热应力
省煤器和空气预热器
省煤器与空气预热器省煤器和空气预热器是现代锅炉不可缺少的受热面，由于他们装在锅炉尾部烟道内，故称为尾部受热面。
省煤器一省煤器的作用及种类1省煤器的作用省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气热量加热锅炉给水。
省煤器是现代锅炉中不可缺少的受热面，一般布置在烟道内，吸收烟气的对流热，个别锅炉有水冷壁相间布置的，以吸收炉膛的辐射热。
2省煤器对锅炉的作用1）节省燃料。
在现代锅炉中燃料燃烧产生的热量，被水冷壁，过热器再热器吸收后，烟气温度还很高，这部分烟气热量如不设法利用，将造成很大的热损失。
再锅炉尾部装省煤器可降低锅炉排烟温度，减少排烟热损失，所以节省燃料。
2）改善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，减少了汽包壁与给水之间温度差引起的热应力，从而改善汽包的工作条件。
3）降低锅炉造价。
由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温材料，所以降低锅炉造价。
二省煤器的类型及结构特点。
1按材料分类目前大容量锅炉广泛采用钢管省煤器，优点是：强度高，能承受冲击，工作可靠，传热性能好，重量轻，体积小，价格低廉。
缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉给水都经过严格处理，所以不是很严重。
2按出口参数分类沸腾式省煤器是出口水温达到饱和温度，并且还有部分水蒸气汽化的省煤器。
汽化水量一般占总水量的0。
1—0。
15倍，一般不超过20%，以免省煤器中的介质流动阻力过大，非沸腾是省煤器是出口水温低于该压力下的沸点，即未达到饱和状态。
一般低于沸点20---25℃注意：中压锅炉多采用沸腾式省煤器，这是因为中压锅炉水的压力低，汽化潜热大，加热水的热量小，蒸发所许热量大，故需要不一部分水的蒸发放到省煤器中进行。
，以防止炉膛温度过低引起燃烧不稳定和炉膛出口烟温降低，以造成过热器表面的金属消耗量增大。
高压以上的锅炉多采用非沸腾是省煤器，因为随着压力的升高，水的汽化潜热减小，加热水的热量响应增大，蒸发所需热量减少，故需把水的加热转如炉膛水冷壁中进行，防止炉膛温度和炉膛出口烟温过高。
锅炉原理省煤器和空气预热器分解课件
降低排烟温度
改善炉内工况
预热空气可以改变炉内温度场和气流 分布，从而改善炉内工况，减少炉膛 结渣和腐蚀的可能性。
预热空气可以降低锅炉排烟温度，减 少排烟热损失，提高锅炉热效率。
空气预热器的分类
根据传热方式
可以分为间壁式、蓄热式和热管 式三种类型。
根据结构形式
可以分为管式、板式和回转式三 种类型。
空气预热器的工作原理
降低污染物排放
降低烟气温度，减少烟气 中的污染物排放。
省煤器的分 类
光管式省煤器
采用普通无缝钢管制成， 结构简单，制造成本低。
鳍片式省煤器
在无缝钢管上焊接鳍片制 成，传热效率高，适用于 高参数锅炉。
H型省煤器
采用H型截面结构，具有 较高的传热效率和刚度， 适用于大型锅炉。
省煤器的工作原理
省煤器由许多蛇形管组成，蛇形 管内通入锅炉给水，外流过高温
清洗保养
定期对空气预热器进行清洗，清除积灰和杂质， 保持其良好的换热效果。
维修更换
对于损坏或老化严重的空气预热器部件，应及时 进行维修或更换。
常见故障及处理方法
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省煤器泄漏 如发现省煤器有泄漏现象，应及时停炉并修复泄 漏部位。
空气预热器堵塞 如发现空气预热器堵塞，应进行清洗或更换堵塞 的部件。
间壁式空气预热器
利用间壁两侧的热交换，通过金 属壁面将热量传递给空气。空气 通过加热壁面被预热，同时壁面
也被冷却。
蓄热式空气预热器
利用蓄热球或陶瓷蜂窝体等蓄热 元件，将热量先储存起来，然后 再慢慢释放给空气。这种方式可 以使得空气得到预热的同时，回
收烟气余热。
热管式空气预热器
利用热管内部的液态工质在加热 后蒸发、冷凝的循环过程传递热 量。由于热管内部工质的相变传 热，使得热管具有很高的传热效
第九章、省煤器和空气预热器
四、锅炉给水系统
现代大容量火电厂，均采 用单元制给水系统。
除氧器－前置泵－给 水泵（1-2台汽泵，1台电 泵备用）－止回阀－减负 荷阀－高压加热器－主闸 阀－沿两路进入省煤器－ 汽包。
第二节 空气预热器的型式
随着锅炉参数的提高，进入省煤器的给水 温度也越高。如亚临界机组，入口温度 达280℃左右。因此，单纯应用省煤器 已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温 度。这样，引入空预器。
降低汽包的热应力 空气预热器作用： 1 降低排烟温度，提高锅炉效率 2 改善着火条件，强化燃烧过程，减少不完全燃烧热损失 3 提高炉膛温度，强化炉膛辐射换热、减少水冷壁受热面 4 给制粉系统提供干燥剂 问题：低温腐蚀、飞灰磨损、积灰
尾部受热面的作用和工作特点 一、 尾部受热面（低温受热面） 省煤器和空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后，
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。
受热面回转式空气预热器主要组成部件 包括：外壳转子(内装传热元件的圆筒体)、 外壳动静部件间的密封装置、主轴、上 下部风烟管口、上下横梁、上下端板、 传动机构、吹灰及冲洗装置等。
6取、1烟0～速1：4m适/s当提高↑wy→hc↑→有较强的自吹灰，一般
7、最小间隙：过大：管箱体积增大 过小：流阻增大，不小于10mm。 8、膨胀补偿：管子温度>外壳温度>钢架温度，三者
膨胀量不同。在上管板与钢架间用膨胀补偿器联结， 补偿两者相对位移，防止空预器漏风。
二）主要特点
体积大，数倍于回转式空气预热器，金属耗 量大，
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。
8第八章 省煤器和空气预热器
第八章省煤器和空气预热器第一节省煤器一、省煤器的作用及种类1、省煤器的作用省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。
省煤器对锅炉的作用：（1）节省燃料：在现代锅炉中，燃料燃烧生成的高温烟气，将热量传递给水冷壁、过热器和再热器后，烟气温度还很高，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，可降低烟气温度，减少排烟热损失，因而节省燃料。
（2）改善汽包的工作条件：由于采用省煤器，提高了进入汽包的给水温度，减少了汽包壁与给水之间的温度差而引起的热应力，从而改善了汽包的工作条件，延长了使用寿命。
（3）降低锅炉造价：由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温水冷壁材料，从而可降低锅炉造价。
二、省煤器的类型及结构特点1、按材料分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,重量轻,体积小，价格低廉；缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉给水都经严格处理，管内腐蚀已彻底得到解决。
2、按出口参数分类省煤器按出口水温可分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。
3、按结构形式分类省煤器按结构形式分为光管式、鳍片式、膜片管式（简称膜式）和螺旋肋片管式四种，其结构如图8—1所示。
（a）（b）（c）（d）图8—1省煤器按结构形式（a）光管；（b）鳍片管；（c）膜片管；（d）螺旋肋片管图8—2钢管式省煤器的结构l—蛇形管；2—进口联箱；3—出口联箱；4—支架；5—支承架；6—锅炉钢架；7—炉墙；8—进水管4、按管子排列方式分类省煤器按蛇形管的排列方式分为错列和顺列两种，如图8—1（a）（d）为顺列、（b）（c）为错列。
错列布置传热效果好，结构紧凑,并能减少积灰，但磨损比顺列布置严重、吹灰困难；顺列布置容易对管子进行吹灰、磨损轻，但积灰严重。
三、省煤器的布置方式省煤器按蛇形管在烟道中的布置方式分为纵向布置和横向布置两种，如图8—3所示。
锅炉原理 第八章
三分仓受热面转动的回转式空气预热器 的密封系统由轴向密封、径向密封、环向密 封三部分组成。
•径向密封用于阻止热冷端面与扇形板之间因压差 而存在的漏风。 •轴向密封用于防止空气从密封区转子外侧漏入烟 气区。
•环向密封用于防止气流不经过受热面直接从转子 一端跑到另一端。
3、回转式空气预热器的热变形 回转式空气预热器在热态运行时，烟气自 上而下流动，烟气温度逐渐降低。空气自下 而上流动，空气温度逐渐升高。
可弯曲扇形板的 外力由传动连接装置 中的千斤顶施加，如 图8—19所示，当千 斤顶向下施加外力时， 通过传动连接装置密 封面就可弯曲，形成 近似于转子下垂时的 形状相一致的曲面。
第四节
尾部受热面的磨损、积灰和腐蚀
一、省煤器的积灰 1、积灰形成的原因 在锅炉的运行中，当含灰烟气在流经受热 面时部分灰粒沉积在受热面上的现象称为积 灰。烟气流速不同时，受热面上积灰的情况 如图8—29所示。
管式空气预热器结构如图8-6所示。
为使传热更接近于逆流传热，常采用如图 8—7所示的多次交叉型式。
2、回转式空气预热器 回转式特点： 1）传热面密度大，结构紧凑，占地面积小，在相 同体积内，回转式可布置的受热面面积是管式预热 器的6～8倍。 ； 2）总重量轻； 3）布置灵活方便； 4）受热面金属温度高，低温腐蚀轻； 5）漏风量较大，对密封结构要求较高，8%～10%； 6）结构复杂，制造工艺高，运行维护检修复杂， 工作量大；
2、飞灰磨损的最大磨损量
磨损量常用管壁最大磨损厚度 δmax来表示， 可由下列经验公式估算：
max
C js
m f fh w w 3 m f fh w w 3
其中：
C
08第八章 省煤器和空气预热器
08第八章省煤器和空气预热器第八章省煤器和空气预热器锅炉尾部受热面或低温受热面在电站锅炉中，锅炉的作用是利用燃料燃烧放出的热量加热水，使之成为高温高压蒸汽，去汽轮机做功发电。
烟气离开受热面的烟气温度，主要由锅炉工作压力下对应的蒸汽饱和温度决定。
在超临界锅炉中，离开低温过热器的烟温达500℃以上。
从锅炉历史上看，这部分烟气的热量首先总是被给水吸收的。
称受热面为“省煤器”。
利用冷空气部分或全部吸收这部分余热，以提高燃烧用空气的温度也可提高锅炉效率。
这不仅是因为冷空气回收了余热，而且还改进了炉膛燃烧条件，提高了燃烧效率。
1880年，就有人开始使用这种换热器来改善船用蒸汽锅炉的性能。
虽然这种换热器也节约了锅炉燃料，但省煤器的名称已经被使用了，就称加热冷空气的换热器为“空气预热器”。
采用回热系统后，供给锅炉的水被汽轮机的抽汽加热，给水温度提高，使离开省煤器的烟温仍然很高。
超临界锅炉的给水温度高达280℃ 以上，省煤器后烟温达400℃以上。
空气预热器就成为必不可少的余热回收设备。
省煤器和空气预热器都是在欧洲发明的。
省煤器和空气预热器布置在锅炉尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此通常把这两个受热面统称为尾部受热面或低温受热面。
第一节省煤器的作用与结构一、省煤器的作用与特点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，降低汽包热应力，减少蒸发受热面； 2.早期是为了降低排烟温度，提高效率。
给水温度提高后，降低排烟温度的幅度有限； 3.特点—传热温差大，强制对流，逆流传热，金属消耗比蒸发受热面少，价格低。
二、省煤器的结构省煤器：加热锅炉的给水，水平管圈沸腾式—用于中低压锅炉，沸腾度小于20%,工质侧的阻力较大根据出口工质的状态分类非沸腾式—高压以上的锅炉的省煤器错列—布置紧凑，传热效果好，积灰少，但第二排磨损严重根据管子的排列方式分类顺列—传热效果较差，但磨损较轻铸铁式—仅用于压力低，给水品质要求不高，耐磨，耐腐蚀等根据管子的材质结构分类光管式—28_51 mm外径的无缝蛇型钢管，普通钢材20G钢扩展受热面式—鳍片管、螺旋肋片管、膜式管等，可强化传热三、省煤器的布置 (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。
什么是水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器
什么是水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器？水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器都是与锅炉烟气进行热交换的热交换器。
它们利用了烟气的余热，使锅炉降低了能耗。
同时又与水系统是密切相关的。
（1）水冷壁在炉膛四周内壁上竖立布置很多直径为50～80mm 的管子，组成水冷壁。
它的作用是吸收烟气辐射的热量，同时起到保护炉墙的作用。
在烟道前方的后墙水冷壁上部拉稀成数列管束，称为防渣管。
它的作用是防止结渣，同时保护后方的过热器。
从汽包来的炉水经下降管进入联箱，再分布到水冷壁管组，水在水冷壁管内一边上升一边被加热，变为水汽混合物，再回到汽包中。
（2）过热器和再热器为蛇管式换热器，一般由直径为30～50mm 管组成。
由汽包来的饱和蒸汽通过过热器管内与烟气热交换被加热成为过热蒸汽。
烟气离开炉膛与过热器热交换之后，温度降至500～600℃。
在超高压系统常设再热器，又称二次过热器或中间过热器。
由汽轮机高压缸来的蒸汽进入再热器与烟气热交换之后升温送往汽轮机中压缸再使用。
（3）省煤器为蛇管式换热器，管外径一般为25～38mm。
由给水泵送来的给水送入管内与管外的烟气进行热交换之后提高温度，然后送入汽包。
（4）空气预热器通常布置在锅炉出口。
空气在此与烟气进行热交换，加热后的空气送至燃烧器助燃。
空气预热器分管式及回转式两种。
管式为间壁传热，由两端设管板的多根平行管组成，烟气走管内，空气由送风机送来从管间通过，与烟气热交换。
离开锅炉的烟气大约100～200℃。
回转式空气预热器利用蓄热板传热。
在旋转的转子周围装有许多蓄热板。
当蓄热板转到烟气通道时，吸收了热量，温度升高；当蓄热板转到空气通道时，放出热量，温度下降，同时使空气被加热到300～400℃。
锅炉原理 第五章 省煤器与空气预热器
焊接鳍片管省煤器、轧制鳍片管省煤器、膜式省煤器
为了强化烟气侧的传热，并使省煤器结构更加紧凑，可在省 煤器的钢制蛇形管上焊接矩形鳍片。在传热量相等、金属耗 量相等、且通风耗能量也相等的情况下，焊有鳍片的受热面 的体积可比光管受热面的体积小25~30%。如果采用由鳍片 异型管(梯形鳍片)制成的省煤器，鳍片管可使省煤器的外形 尺寸缩小40~50%。还可使用管外带横向肋片(环状或螺旋状) 的省煤器以强化传热，这类省煤器适用于灰分不粘结的燃料。
煤器的水阻力将过大，一般规定，省煤器中的水阻力，对于高 压锅炉不能超过锅筒中压力的5%，对于中压锅炉不得超过锅 筒中压力的8%。水速过低要引起管内空气的阻塞及管子的局 部腐蚀，在沸腾式省煤器中，则会产生汽水分层。为了避免这 种现象的发生，在锅炉的额定负荷下，对于非沸腾式或沸腾式 省煤器的非沸腾部分的水速，不应小于0.3m/s；对于沸腾式 省煤器的沸腾部分的水速不得小于1.0m/s。
省煤器和空气预热器的应用，主要是为了降低排烟温度， 提高锅炉效率，节约燃料消耗量；也为了减少价格较贵的蒸发 受热面及改善燃烧与传热效果。因此，设计省煤器和空气预热 器时，应抓住节约燃料与节约钢材等投资之间的矛盾，以达到 用较少的投资而能节约更多的燃料。
省煤器和空气预热器工作于较低的烟温区域，工作条件虽 然已不像过热器那样严重，然而如果不重视它们的设计制造和 运行要求，亦常产生影响锅炉可靠性方面的问题。例如省煤器 常因制造工艺及安装施工上的缺陷，发生焊缝渗漏等迫使停炉 的事故。事实上，对于现代大型锅炉，防止和减轻省煤器的磨 损和结灰，防止和减轻空气预热器的腐蚀和堵灰以及解决回转 式空气预热器的漏风等问题，已成为设计和运行中的主要问题。 这些问题对整台锅炉的可用率及热效率均有很大影响。
当蛇形管布置成垂直于锅炉前墙时，管子的支吊比较简单， 因为烟道的深度较小，就在弯头附近的两端支持已经足够。但 是，这样的布置使全部蛇形管都要穿过对流烟道的后墙，这在 Π型布置的锅炉中会加剧飞灰磨损的危害。因为当烟气从水平 烟道流入对流竖井时，作了90°的转弯而产生了很大的离心力， 烟气中的灰分质点在离心力的作用下，向烟道后墙的一侧集中， 这就使那里的烟气有局部的最大灰分浓度，结果导致全部蛇形 管都发生剧烈的局部(弯头处)磨损。
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三、省煤器设计中应考虑的问题 1）省煤器蛇形管中的水流速度影响 省煤器蛇形管中的水流速度影响传热 和管内壁金属的腐蚀。一般沸腾式省煤 器蛇形管进口水速不应低于1.0m/s。
2）省煤器管外烟速的影响 省煤器管外烟速应考虑传热、磨损和 积灰三方面的影响。 一般，在7 13m/s的范围内选取。
工作原理：省煤器一般多卧式布置在尾 部烟道中，其工作原理：利用水在蛇形 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。 省煤器大多采用光管受热面，省煤器的膜 式受热面是很有前途的，优点是强化传热， 节约材料，器的布置 （1）按蛇形管的排列方式可分为顺列布置 和错列布置两种。错列布置传热效果好，结 构紧凑并能减少积灰，得到广泛采用。 （2）按蛇形管在烟道中的放置方式有纵向 布置和横向布置两种。 纵向布置定义： 横向布置定义：
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纵横向布置的特点： 纵向布置特点：管子较短，支吊比较简 单：平行工作的管子数目较多，因而水的 流速较低。但全部蛇形管严重局部磨损， 检修工作量大。多用于大容量的锅炉。 横向布置特点：蛇形管排数少，管内水 速较高；管子较长，支吊比较复杂，但能 减轻飞灰磨损，防护维修较简便。多用于 中小容量锅炉。
（二）省煤器的种类 材料为钢管。 按出口水温分为沸腾式和非沸腾式省煤器。
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二、省煤器的结构及布置
（一）结构及工作原 理
结构如图所示。 省煤器按高度可分 成几段，每段高度 为1 1.5m，段间空 间为0.60.8m；省 煤器与其相邻的空 气预热器之间应留 0.8 1m高的空间 。
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四、省煤器的启动保护 原因：省煤器起动时，常是间断 给水，省煤器中的水处于停滞状态。 易造成管壁超温烧坏。 一般保护方法是在省煤器进口与 汽包下部之间装有不受热的再循环管。 或是在省煤器出口与除氧器之间装有 一根带阀门的再循环管。
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第八章 省煤器和空气预热器
省煤器和空气预热器均布置在锅炉对流 烟道的尾部，烟温较低，常通称为尾部 受热面。 本章重点：
省煤器和空气预热器的种类、结构、 工作原理以及布置方式。 积灰、磨损、低温腐蚀的形成原因、 防止措施。
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第一节 省煤器
一、省煤器的作用和种类 （一）省煤器的作用
利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。 节省燃料 改善了汽包的工作条件。 降低了锅炉造价。
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（三）省煤器的支吊方式 方式：支承结构与悬吊结构两
种。省煤器用悬吊结构时，一般
省煤器出口联箱引出管就是悬吊 管，用省煤器出口给水来进行冷 却，工作可靠。
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（四）省煤器引出管与汽包的连接 为避免在汽包壁上因温差热应力
或金属热疲劳使汽包产生裂纹，在省 煤器引出管与汽包连接处加套管，防 止汽包壁的损伤。