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。
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七、省煤器的启动保护 在锅炉启动过程中，省煤器内会发生汽化，需要采取必要 的措施，保证省煤器中的水产生流动。采用的方法是在省 煤器进口管与锅筒下降管之间装设再循环管。 1、自然循环锅炉的省煤器再循环管 对自然循环锅炉，省煤器的再循环管如图8-3（a）所示。 即在锅炉下降管和省煤器进水管之间装设一个有再循环阀 的再循环管，由汽包——下降管——再循环管——省煤 器——汽包之间形成自然循环回路。 2、控制循环锅炉的省煤器再循环管 对于控制循环锅炉，省煤器再循环系统如图8-3（b）所示。 锅炉的下降管系统中均装有再循环泵，水在泵中进一步升 压后进入水冷壁下联箱（下水包）。
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第二节 空气预热器
一、空气预热器的作用 空气预热器利用了烟气余热。 （1）进一步排烟温度降低，提高了锅炉热效率； （2）改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧损失； （3）强化辐射传热，节省金属，降低造价； （4）改善引风机工作条件。 1、钢管式空气预热器 钢管式空气预热器为传热式，常用于中、小型锅炉，它是 由直径40～51mm，壁厚为1.25～1.5mm的有缝薄壁钢管与错 列开孔的上、下管板焊接而成，形成立体管箱。 为使传热更接近于逆流传热，常采用多次交叉型式。一般 空气预热器中烟气流速取10～14m/s为宜。根据经验，空气 流速应是烟气流速的0.4～0.55倍为宜。
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对于气体燃料，采用CU型受热元件， CU型受热元件的单 位容积的受热面积多，材料采用普通碳钢，冷端采用耐腐 蚀的低合金材料，也可采用涂搪瓷受热元件防腐蚀。 受热面波形板装于圆形筒体内，圆形筒体被钢板分隔成 若干个扇形仓格，每个扇形仓格内装满由金属薄板制成的 波形板组件，波形板组件称为预热器蓄热板。 蓄热板一般由厚度0.5～1.25mm薄钢板轧制成波形板和定 位板，并要求板上斜波纹与气流方向成30°夹角，以使增 强气流扰动而改善传热效果。 2）放置方式 有横、纵向放置两种。横向放置优点是充满率高，不易 发生散落；缺点是每块尺寸按等差级数变化，必须采用生 产流水线的自动控制调节方式生产，适于批量制造。 受热元件眼高度分四层放置，即热端层、热端中间层、 冷端中间层和冷端层，每层高度为300～600㎜。 （4）密封装置
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空气预热器原理
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（2）转子 转子被分为径向和切向隔板分隔成许多扇形格，每个扇形 格内装满波浪形薄钢板（即蓄热板）。 转子是放置受热元件的，由12块或24块径向隔板与中心转 筒和转子壳体联接成12个或24个扇形仓。每个仓由横向隔 板分成多个梯形小室，受热元件制成抽屉式结构放入。 转子分仓角度为15°或30°两种；取决于制造工艺的装配 焊接条件、密封惰性区的覆盖程度、金属材料消耗量及转 子的携带风量； 转子结构有整体式、分片式、64型、模块和半模块，通常 采用模块式。 （3）受热元件 1）板型和材料 常用受热元件有DU型、CU型和NF型三种，如图所示。每种 板型都是由定位板和波纹板组成。 对于固体燃料，热端和热端中间段采用24GA材料DU型受热 元件，冷端层或冷端中间层采用18GA材料NF型受热元件。
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传热组件正面
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传热组件侧面
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传热组件俯视图
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回转式空气预热器的主要问题是漏风大，漏风主 要包括携带漏风和密封漏风两种。 由于转动部件和静止部件之间留有一定间隙，在 转动过程中不可避免的会将部分空气带入烟气，这 部分漏风称为携带漏风，携带漏风量一般不会超过 1%。 由于空气侧为正压，烟气侧为负压，在压差作用 下空气会通过密封装置的间隙漏入烟气中，这部分 漏风称为密封漏风。密封漏风量一般为8%～10%。 三分仓式受热面转动式空气预热器为例介绍空气 预热器的密封装置。回转式空气预热器的密封分为 冷态密封和热态密封. 冷态密封系统由轴向密封、径向密封、环向密封、 中心筒密封四部分组成。 回转式空气预热器均装设有密封自动控制系统。

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（5）传动装置 受热面旋转式空气预热器正常运行时其转速一般 为1.17r/min，转速变化范围为0.25～1.23 r/min。 预热器传动装置是将高速电动机转速降到1～1.5 r/min，传动方式有中心传动（小型预热器）和外 圆传动。 （6）支承和导向轴承及其润滑系统 （7）吹灰装置和水冲洗装置 2、风罩回转式空气预热器 回转式空气预热器在设计良好时密封漏风量一般 为8%～10%，密封不好时可达30%或更高。 回转式空气预热器的另一个问题是受热面容易积 灰，在预热器上下两端都装有吹灰装置，吹灰介质 通常采用过热蒸汽或压缩空气，如积灰严重，要采 用压力水冲洗。

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二、回转式空气预热器 回转式空气预热器是大型电站锅炉常采用的设备，其受热 面为蓄热式。与管式空气预热器相比，回转式空气预热器 具有结构紧凑、节省钢材、耐腐蚀性好和受热面受到磨损 和腐蚀时不增加空气预热器的漏风量等优点。在相同体积 内，回转式空气预热器可布置的受热面面积是管式空气预 热器的6～8倍。在相同烟温条件下，回转式空气预热器波 形受热元件的厚度较大，壁温较高，并可采用耐腐蚀材料， 因此腐蚀相对较轻。主要缺点是漏风量较大，对密封结构 要求较高。 回转式空气预热器根据转动部件不同分为受热面旋转（容 克式）和风罩旋转（罗特谬勒式）两种。 1、受热面回转式空气预热器（容克式） 国内电站锅炉多数采用受热面旋转式空气预热器，受热面 回转式空气预热器分转子和静子两部分，转子由中心轴， 上、下部轴承，径向和横向隔板，及内部装置
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三、省煤器的布置方式 1、大容量、高参数锅炉均采用卧式逆流钢管式省煤器， 它是由许多并列的蛇形无缝钢管和进、出口联箱组成的。 烟气一般自上而下流动，使烟气与水逆向流动，增加传热 温差，提高传热效果。 2、省煤器采用蛇形管在烟道中纵向布置和横向布置两种。 （1）纵向布置即垂直于锅炉前后墙，这样布置管子短， 支吊简单，管子布置数目多，水流速低，流动阻力小，但 磨损后所有管子都需检修； （2）横向布置恰好相反，但是检修量小； 四、省煤器的支吊方式 省煤器可采用支承结构和悬吊结构,现代大型锅炉常采用 悬吊式省煤器。省煤器出口联箱上的引出管既可悬吊省煤 器，又可悬吊过热器和再热器。 悬吊式省煤器如图8-1所示。
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回转式空气预热器结构动画
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的蓄热板组成。由密封区将烟气和空气隔开，转子转动时 烟气区蓄热板被加热，转至空气区蓄热板放热并加热空气。 静子包括轴承和轴承座及基础。 回转式空气预热器具体可分为外壳、转子、受热元件、 密封装置、传动装置、上下轴承座及润滑系统等部分。 （1）外壳 外壳顶板、底板与转子之间由扇形隔板相隔，将转子上、 下部空间分为两部分，同时外壳顶板与底板上各有两个连 接方箱，一个与烟道连接，一个与风道连接，而转子一侧 通过烟气，一侧通过空气，烟气容积流量大于空气。回转 式空气预热器中烟气通道一般占总受热面积的40%～50%， 空气通道占总面积的30%～40%，其余部分为密封区，用以 防止漏风。三分仓式受热面转动空气预热器结构与二分仓 式基本相同，只不过由三对扇形板形成的密封区将受热面 分为一次风通道，二次风通道，烟气通道。每个密封区所 占角度为15°，一次风通道所占角度35°，二次风通道为 115°，烟气通道为165°。这种三分仓式空气预热器适用 于采用冷一次风机的正压制粉系统，高压一次风和低压二 次风分别加热。