循环流化床锅炉汽水系统设备

过热器的结构
对流过热器
对流过热器布置在锅炉的对流烟道中， 主要依靠对流传热从烟气中吸收热量。在 中小型锅炉中，一般采用纯对流式过热器； 在大型锅炉中，采用复杂的过热器系统， 然而对流过热器仍是其中主要的部分
对流过热器的布置
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；(e)并联混合流布置；
包覆墙过热器
❖在大型锅炉的水平烟道、转向室和垂直烟道内 壁，一般都布置有包覆墙过热器。
❖由于靠近炉墙处的烟气温度和烟气流速都较低， 因此包覆墙过热器的辐射和对流吸热量都很少。
❖布置包覆墙过热器的主要作用是：便于采用敷 管式炉墙，以简化烟道炉墙的结构和重量，为悬 吊结构创造了条件；同时提高了炉墙的严密性， 减少了烟道漏风。
热偏差
减轻热偏差的措 施
从设计结构方面 采取的减轻热偏 差的措施
从运行操作方面 采取减轻热偏差 的措施
调温设备
运行中必须维持过热蒸汽温度和再热蒸汽温度的 稳定。正常情况下，允许波动范围是额定汽温的10～+5℃。
为了满足蒸汽温度的要求，锅炉必须有合理的汽 温调节方法和装设可靠的汽温调节装置。对锅炉 汽温调节装置的基本要求是：调节灵敏、时滞性 小；调节装置结构简单，工作可靠，调温范围大； 节约钢材以及对循环热效率影响小等。
8-出口阀；9-除氧器；10-给水泵；11-高压加热器
省煤器的布置与结构
空气预热器
空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量加热 空气的热交换设备，它是锅炉沿烟气流程 的最末一级受热面 。
现代电厂锅炉的空气预热器型式有管式、 回转式及热管式三种。
空气预热器的作用
利用空气吸收烟气热量，进一步降低排烟温度，提高锅炉 效率，节省燃料。
省煤器的类型
省煤器按出口工质状态分为沸腾式和非沸腾式省 煤器两类。若省煤器出口水温不仅达到饱和温度， 并有部分水汽化，称为沸腾式省煤器。
当省煤器出口水温低于其压力下的饱和温度时， 则称为非沸腾式省煤器，出口温度一般比饱和温 度低20～25℃。
现代超高压及以上锅炉普遍采用非沸腾式省煤器。
作温度和电耗降低，提高了引风机工作的可靠性和经济性。
管式空气预热器
管式空气预热器 (a) 空气预热器纵剖面图； (b) 管箱
回转式空气预热器
热管式空气预热器
图9-21 热管空气预热器 (a) 热管的工作原理；(b) 热管空气预热器 1-壳体；2-液体；3-蒸汽；4-吸液芯；5-充液封口管 l1-加热段（蒸发段）; la-绝热段（传热段）; l2-冷却段（凝结段）;
（1）节省燃料。省煤器吸收烟气热量加热给水后，降 低了锅炉排烟温度，减少了排烟热损失，提高了锅炉效率， 因而节省燃料。
（2）降低了锅炉造价。以管径较小、管壁较薄、传热 温差较大、价格较低的省煤器加热受热面代替了部分造价 较高的蒸发受热面。
（3）改善了汽包的工作条件，延长其使用寿命。由于 采用省煤器，提高了进入汽包的水温度，因而减小了给水 管与汽包壁之间的温差热应力，从而改善了汽包的工作条 件。
条件下，再热器出口蒸汽的温度偏差比过热器大，容易引起 管子超温。此外，为配合相应调温方式的特性，再热器有时 也布置在烟气温度较高的区域，因此再热器的工作条件比过 热器更差，管壁更容易超温。
热偏差
热偏差的概念
过热器与再热器都是由许多并列管子组成的 管组，而各根管子由于结构和运行条件不可能 完全相同，造成各管子中蒸汽的焓增量不同， 这样各管的蒸汽温度和管壁温度就有高有低。 这种在并列工作的管组中，部分管内蒸汽的焓 增大于整个管组平均焓增的现象称为热偏差。 这些管子叫偏差管。
屏式过热器
半辐射式过热器
半辐射过热器布置在炉膛出口处，它既接受炉膛 的辐射热量，又吸收烟气对流热。半辐射过热器 也采用挂屏形式，又称后屏过热器。
虽然前屏过热器和后屏过热器在结构上基本相同， 但它们的布置位置不同，因此传热情况不同。
前屏过热器受烟气冲刷不充分，对流传热较少， 而主要吸收的是炉膛的辐射热，故属于辐射过热 器；而后屏过热器受烟气冲刷较好，同时由于有 折焰角的遮蔽，只有部分管子吸收炉膛辐射热量， 所以属于半辐射过热器。
省煤器的结构
图9-1 省煤器的结构 （a）错列布置结构；（b）顺列布置结构
省煤器结构类型
鳍片管式、膜式、肋片式省煤器 (a) 焊接鳍片管式省煤器；(b) 轧制鳍片管式省煤器(c) 膜式省煤器；(d) 肋片式省煤器
省煤器的布置形式
省煤器蛇形管在烟道中的布置方式 (a) 纵向布置；(b) 横向布置，双面进水；(c) 横向布置，单面进水
调温设备
蒸汽温度调节
蒸汽温度的调节可分为蒸汽侧调节和烟气侧调节两 大类。
蒸汽侧调温方法 现代锅炉蒸汽侧调温方法基本上都采用喷水减温器。
目前常用的是多孔喷管式减温器 再热蒸汽温度的调节通常采用烟气例调温方法作为主
要手段；而为了精确地调节再热蒸汽温度，用微量喷 水减温器（辅助喷水减温器）作为辅助调节手段，进 行再热汽温的细调。
热偏差
热偏差产生的原因
1．烟气侧的热负荷不均 过热器、再热器并列管的热负荷不均，使各管的吸热
不均，这使各管蒸汽的焓增不同而产生热偏差。造成 热负荷不均有结构方面的因素，也有运行方面的因素。 2．蒸汽流量不均 在同样的热负荷下，当并列各管的蒸汽流量不均匀 时，流量小的管子蒸汽焓增大，蒸汽温度和管壁温度 高；而流量大的管子蒸汽焓增小，蒸汽温度和管壁温 度低。所以流量不均也会产生热偏差。
1-中间联箱；2-进口联箱；3-出口联箱

对流过热器图
辐射式过热器的形式
屏式过热器由进出口联箱和管屏组成， 做成一片一片“屏风”式的受热面。
墙式过热器的结构与水冷壁相似，其受热 面紧靠炉墙，通常布置在炉膛上部的墙上， 集中布置在某一区域或与水冷壁管间隔布 置。
顶棚过热器布置在炉膛顶部，一般采用膜 式受热面结构。
再热器的特点
再热器管内流过的是中压高温蒸汽，蒸汽的比容较大，应采 用较低的蒸汽流速，以减小流动阻力，否则蒸汽压力下降过 大，使汽轮机中低压缸进汽压力降低，造成汽轮机热耗增加。 再热系统的压降一般不超过再热蒸汽进口压力的10％。
再热蒸汽密度小，流速低，蒸汽对管壁的冷却能力更差。 再热蒸汽的比热容小，对热偏差敏感，即在相同的热偏差
提高了炉膛的温度水平，改善了燃料的着火与燃烧条件， 减少了不完全燃烧损失，进一步提高了锅炉热效率。
节省金属，降低锅炉的造价。由于炉膛温度的提高，使炉 内辐射换热加强，在锅炉容量一定时，水冷壁可以布置得 少一些。
用热空气干燥煤粉，有利于制粉系统工作。 改善了引风机的工作条件。排烟温度的降低使引风机的工
循环流化床锅炉
汽水系统设备
锅炉整体布置
锅炉炉膛
锅炉水冷壁
过热器的作用
过热器是将锅炉产生的饱和蒸汽进一步加 热成具有一定温度的过热蒸汽的部件。
受合金钢材高温强度的限制，过热蒸汽温 度为540~555 ℃
过热器的类型
按照传热方式，过热器可分为:
➢ 对流过热器 ➢ 辐射过热器 ➢ 半辐射过热器 ➢ 包覆墙式过热器
调温设备
图8-18 分隔烟道挡板和烟气再循环调温示意 (a) 分隔烟道挡板调温示意；(b) 烟气再循环调温示意
过热蒸汽系统流程
再热蒸汽系统流程
图670t/h超高压一次再热循环流化床锅炉再热蒸汽系 统流程图
省煤器
省煤器是利用锅炉尾部烟气热量加热锅炉给水的热交换设 备。省煤器是汽水系统中的承压部件，其主要作用是：
调温设备
图8-16 喷水减温器结构 (a) 多孔喷管式喷水减温器的结构；(b) 微量喷水减温器的结构 1-外壳；2-混合管；3-多孔喷管；4-端盖；5-加强片；6、7、8-
管接头；9-连接法兰
调温设备
烟气侧调温方法
烟气侧调温原理是通过改变流经过热器、再 热器的烟气流量或烟气温度，以改变烟气的放 热量，从而改变蒸汽吸热量，来达到调节汽温 的目的。烟气侧的调温一般作为调节再热汽温 的主要手段。其方法有：采用分离烟道挡板或 烟气再循环等。
过热器集箱
循环流化床锅炉过热器
图8-11 屏式受热面结构 1-翼形管；2-联箱；3-穿墙结构
4-水冷壁
过热器气温特性
图8-12 过热器的汽温特性 a-对流过热器；b-辐射过热器管；
c-半辐射和组合式过热器
再热器
再热器的作用是将汽轮机高压缸排出的蒸 汽送回锅炉，再加热成具有一定温度的再 热蒸汽后，再送往汽轮机中低压缸做功。 采用蒸汽再热后，一般可使电厂的循环热 效率提高4％～6％。国产超高压及以上压 力机组普遍采用了再热器。
省煤器与汽包的连接
省煤器的出水管与汽包的连接 (a)给水引入汽包水空间时的内部套管 (b)给水引入汽包汽空间时的外部套管
省煤器的保护
省煤器的再循环管和回水管 (a) 省煤器的再循环管； (b) 省煤器与除氧器之间的回水管 1-自动调节阀；2-逆止阀；3-进口阀；4-再循环门；5-再循环管；6-回水管；7-截止阀；