电厂锅炉原理ppt第章省煤器和空气预热器.
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08第八章 省煤器和空气预热器
两种结构：受热面旋转式（用的较多），风罩旋 转式。
优缺点如下：
优点
（1）回转式空气预热器由于其传热面密度高达 500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为 同容量的管式空气预热器的1/10。
（2）重量轻，因管式空气预热器的管子壁厚为1.5mm ，而回转式空气预热器的蓄热板，其厚度不过 0.5~1.25mm，而且蓄热板布置很紧凑，故回转式空 气预热器金属耗量约为同容量管式空预器的1/3。
空气预热器的作用
1．电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省 煤器入口水温很高，亚临界锅炉达260℃，锅 炉排烟温度降低受限制，须利用空气预热器 降低排烟温度；
2．磨制、烘干煤粉，改善燃料着火与燃烧， 强化炉内辐射换热，要求将空气加热到较高 的温度，空气预热器是必须的。
不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求
燃料及燃烧方式
固态排渣煤粉炉
烟煤 无烟煤、贫煤 褐煤（用空气干燥煤粉） 褐煤（用烟气干燥煤粉）
液态排渣煤粉炉
油炉、天然气炉
高炉煤气炉
链条炉 抛煤机与固定炉排
烟煤 贫煤、无烟煤 烟煤
预热空气温度（℃） 250~300 350~400 350~400 300~350 380~420
250~300
250~300
对空预器选型的考虑还应至少考虑下列主要因素： 投资额，风机功率，漏风率，一次风出口温度和整 体布置。
从初期投资额来看，二分仓空预器是造价最低的。 对三分仓空气预热器，由于需要额外的转子面积来 弥补所增加的扇形板面积，其成本有所增加。由于 复杂的转子结构，使同心式空预器的造价最高。
二）风罩回转式
漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气 与烟气的压力差ΔP的平方根成正比。
减小压差：受热面清洁不堵灰、合适的 系统阻力。
优缺点如下：
优点
（1）回转式空气预热器由于其传热面密度高达 500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为 同容量的管式空气预热器的1/10。
（2）重量轻，因管式空气预热器的管子壁厚为1.5mm ，而回转式空气预热器的蓄热板，其厚度不过 0.5~1.25mm，而且蓄热板布置很紧凑，故回转式空 气预热器金属耗量约为同容量管式空预器的1/3。
空气预热器的作用
1．电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省 煤器入口水温很高，亚临界锅炉达260℃，锅 炉排烟温度降低受限制，须利用空气预热器 降低排烟温度；
2．磨制、烘干煤粉，改善燃料着火与燃烧， 强化炉内辐射换热，要求将空气加热到较高 的温度，空气预热器是必须的。
不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求
燃料及燃烧方式
固态排渣煤粉炉
烟煤 无烟煤、贫煤 褐煤（用空气干燥煤粉） 褐煤（用烟气干燥煤粉）
液态排渣煤粉炉
油炉、天然气炉
高炉煤气炉
链条炉 抛煤机与固定炉排
烟煤 贫煤、无烟煤 烟煤
预热空气温度（℃） 250~300 350~400 350~400 300~350 380~420
250~300
250~300
对空预器选型的考虑还应至少考虑下列主要因素： 投资额，风机功率，漏风率，一次风出口温度和整 体布置。
从初期投资额来看，二分仓空预器是造价最低的。 对三分仓空气预热器，由于需要额外的转子面积来 弥补所增加的扇形板面积，其成本有所增加。由于 复杂的转子结构，使同心式空预器的造价最高。
二）风罩回转式
漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气 与烟气的压力差ΔP的平方根成正比。
减小压差：受热面清洁不堵灰、合适的 系统阻力。
省煤器和空气预热器ppt课件
15
省煤器的启动保护
❖ 锅炉点火前虽然巳上水到水位计最 低可见水位处，但是点火后，由于 炉水温度升高，体积膨胀使水位上 升。随着炉水温度的进一步提高， 水冷壁内逐渐产生蒸汽，锅炉水位 进一步上升。也就是说，锅炉从点 火开始有相当长的一段时间内不需 要补水，省煤器内如没有水流过， 可能因过热而损坏。
放热和吸热。 ❖ 回转式特点：
✓ 结构紧凑 ✓ 节省钢材 ✓ 布置灵活方便 ✓ 耐腐蚀性好 ✓ 漏风量大：一般8～10, 密封不好时20~30% ✓ 结构复杂、制造工艺高、运行维护、检修
❖ 布置型式：垂直轴和水平轴布置； ❖ 结构：
受热面旋转式：二分仓和三分仓二种，应用较多； 风罩旋转式：单流道和双流道（传热元件不旋转，上下风罩 旋转，转一周
换热、减轻磨损）
3
❖ 按出口参数分类
省煤器产生的蒸汽量与锅炉给水量之比称为省煤器的沸腾度，沸 腾度不宜过大，不超过20%。由于蒸汽的比容比 水大得多，中压 炉省煤器出口蒸汽比容是水的38倍，高压炉蒸汽比容是给水的11 倍。当省煤器的沸腾度超过20%时，由于省煤器后半段的流速急 剧增加，压降与流速的平方成正比，省煤器 的压降明显上升。为 了克服省煤器的流动阻力向汽包供水，给水泵出口的压头要增加，
❖ 设计时选取合理的烟气与空气流速比值（0.5) ❖ 温压按交叉流计算，传热面积按换热管平均直径计算。
24
❖ 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
25
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）
困难，管板易发生变形， 23
❖ 漏风较小，运行方便，应用较少。
三、布置方式 1.垂直布置
省煤器的启动保护
❖ 锅炉点火前虽然巳上水到水位计最 低可见水位处，但是点火后，由于 炉水温度升高，体积膨胀使水位上 升。随着炉水温度的进一步提高， 水冷壁内逐渐产生蒸汽，锅炉水位 进一步上升。也就是说，锅炉从点 火开始有相当长的一段时间内不需 要补水，省煤器内如没有水流过， 可能因过热而损坏。
放热和吸热。 ❖ 回转式特点：
✓ 结构紧凑 ✓ 节省钢材 ✓ 布置灵活方便 ✓ 耐腐蚀性好 ✓ 漏风量大：一般8～10, 密封不好时20~30% ✓ 结构复杂、制造工艺高、运行维护、检修
❖ 布置型式：垂直轴和水平轴布置； ❖ 结构：
受热面旋转式：二分仓和三分仓二种，应用较多； 风罩旋转式：单流道和双流道（传热元件不旋转，上下风罩 旋转，转一周
换热、减轻磨损）
3
❖ 按出口参数分类
省煤器产生的蒸汽量与锅炉给水量之比称为省煤器的沸腾度，沸 腾度不宜过大，不超过20%。由于蒸汽的比容比 水大得多，中压 炉省煤器出口蒸汽比容是水的38倍，高压炉蒸汽比容是给水的11 倍。当省煤器的沸腾度超过20%时，由于省煤器后半段的流速急 剧增加，压降与流速的平方成正比，省煤器 的压降明显上升。为 了克服省煤器的流动阻力向汽包供水，给水泵出口的压头要增加，
❖ 设计时选取合理的烟气与空气流速比值（0.5) ❖ 温压按交叉流计算，传热面积按换热管平均直径计算。
24
❖ 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
25
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）
困难，管板易发生变形， 23
❖ 漏风较小，运行方便，应用较少。
三、布置方式 1.垂直布置
教学课件：第八章省煤器和空气预热器讲解
空气预热器类型
回转式空气预热器
通过旋转的受热面吸收烟 气热量，加热空气。
热管式空气预热器
利用热管原理，通过热管 内的工质传递热量给管外 流动的空气。
板式空气预热器
利用金属板片组成的热交 换器来加热空气。
空气预热器工作原理
回转式空气预热器
通过旋转的受热面吸收烟气热量， 同时旋转的受热面将热量传递给 进入锅炉的空气，实现空气的预 热。
省煤器类型
总结词
根据结构和工作原理的不同，省煤器 可以分为立式和卧式两种类型。
详细描述
立式省煤器通常垂直安装于锅炉尾部 ，水流自下而上流动，与烟气逆向换 热。而卧式省煤器则水平安装，水流 在管内流动，同样与烟气逆向换热。
省煤器工作原理
总结词
省煤器的工作原理是利用锅炉尾部烟气的热量来加热锅炉给水，以达到节能减排 的目的。
课程目标
01
02
03
04
掌握热力发电厂的基本原理和 流程
了解热力发电厂的主要设备及 其作用
掌握热力发电厂的运行和管理 技能
培养分析和解决实际问题的能 力
02
省煤器概述
省煤器定义
总结词
省煤器是一种节能设备，用于回 收锅炉尾部烟气的热量，以提高 给水温度，减少排烟损失。
详细描述
省煤器是一种节能设备，通常安 装在锅炉的尾部，通过回收烟气 中的热量来预热锅炉给水，从而 降低排烟温度，提高锅炉效率。
可靠性
设计时应考虑设备的长期 稳定运行，采用耐腐蚀、 耐磨损的材料，提高设提下， 应尽量降低制造成本和维 护成本。
设计流程
确定设计参数
根据实际需求和工艺要求，确 定省煤器的设计参数，如进出
口水温、流量等。
第七章 省煤器和空气预热器
13—烟气进口
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。
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。
锅炉原理课件：省煤器空预器
➢ 工作过程： o 上下风罩由中心轴相连，风罩旋转一周，烟气和 空气交替流过受热面两次；
44/48
三、空气预热器的作用及结构
风罩回转式空气预热器
45/48
1—静子外壳 2—受热元件 3—受热面冷端 4—中心轴 5—推力轴承 6—轴承 7—上风罩 8—下风罩 9—径向密封 10—环形密封 11—传动装置 12—热风管道 13—冷风管道 14—进烟气管道 15—出烟气管道
高炉煤气炉
250~300
链条炉
烟煤 贫煤、无烟煤
25~100 25~180
抛煤机与固定炉排 烟煤
25~200
25/48
三、空气预热器的作用及结构
2、空气预热器的分类 按烟气与空气间的换热方式可分为二类： ① 间壁式：热量通过传热壁面由烟气传给空气， 又称为“传热式”，最常用的间壁式空气预 热 器是管式空气预热器。 ② 再生式：烟气和空气交替地接触受热面的蓄 热 原件，通过蓄热元件来传递热量，又称为 “蓄 热式”。最常用的再生式空气预热器是 回转式 空气预热器。
13/48
二、省煤器的作用及结构
a) 错列
b) 顺列
管子的顺列与错列布置方式
14/48
二、省煤器的作用及结构
15/48
铸铁式省煤器
单根管子
二、省煤器的作用及结构
16/48
光管式省煤器
二、省煤器的作用及结构
17/48
带扩展表面的省煤器
(a)焊接鳍片管式 ；
(b)轧制鳍片管式 ；
(c)膜式；
(d)肋片管式
26/48
三、空气预热器的作用及结构
3、管式空气预热器 • 管式空预器的结构 ➢ 直径为40~51mm、壁♘为1.25~1.5mm的普通薄 壁钢管； ➢ 密集排列、错列布置，组成立方体型的管箱； ➢ 数个管箱排列在尾部烟道中，烟气在管内纵 向 流动，空气从管间的空间横向绕流过管子。
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三、空气预热器的作用及结构
风罩回转式空气预热器
45/48
1—静子外壳 2—受热元件 3—受热面冷端 4—中心轴 5—推力轴承 6—轴承 7—上风罩 8—下风罩 9—径向密封 10—环形密封 11—传动装置 12—热风管道 13—冷风管道 14—进烟气管道 15—出烟气管道
高炉煤气炉
250~300
链条炉
烟煤 贫煤、无烟煤
25~100 25~180
抛煤机与固定炉排 烟煤
25~200
25/48
三、空气预热器的作用及结构
2、空气预热器的分类 按烟气与空气间的换热方式可分为二类： ① 间壁式：热量通过传热壁面由烟气传给空气， 又称为“传热式”，最常用的间壁式空气预 热 器是管式空气预热器。 ② 再生式：烟气和空气交替地接触受热面的蓄 热 原件，通过蓄热元件来传递热量，又称为 “蓄 热式”。最常用的再生式空气预热器是 回转式 空气预热器。
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二、省煤器的作用及结构
a) 错列
b) 顺列
管子的顺列与错列布置方式
14/48
二、省煤器的作用及结构
15/48
铸铁式省煤器
单根管子
二、省煤器的作用及结构
16/48
光管式省煤器
二、省煤器的作用及结构
17/48
带扩展表面的省煤器
(a)焊接鳍片管式 ；
(b)轧制鳍片管式 ；
(c)膜式；
(d)肋片管式
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三、空气预热器的作用及结构
3、管式空气预热器 • 管式空预器的结构 ➢ 直径为40~51mm、壁♘为1.25~1.5mm的普通薄 壁钢管； ➢ 密集排列、错列布置，组成立方体型的管箱； ➢ 数个管箱排列在尾部烟道中，烟气在管内纵 向 流动，空气从管间的空间横向绕流过管子。
《锅炉原理》讲稿PPT
德国鲁齐循环流化床锅炉
1、炉膛
其特点是采用高循环倍率，高温旋风分离器和外置流化床热交换器。虽然外置流化床热交换器的采用使这种锅炉略显复杂，但也使这种锅炉的床温调节更加简便，过热器/再热器的布置更为灵活。目前这种循环流化床锅炉最大容量的锅炉是法国阿尔斯通斯登工业公司制造的，装在普罗旺斯电厂配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉。
35吨链条炉
35吨煤粉炉
锅炉三大系统：
1）燃烧供给系统 2）汽水系统 3）空气、烟气系统
1-2锅炉的参数
一、锅炉容量（额定蒸发量） 锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 二、蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽压力（MP)和温度（℃） 三、给水温度 进省煤器的给水温度。 动力中压锅炉给水温度：150 ℃或170 ℃ 动力高压锅炉给水温度：215℃ 动力亚临界锅炉给水温度：260 ℃ （表1-1参数）
二.经济性指标
1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比. ηgl=Q1/Qr×100% (30万机组,设计效率92%,保证效率89%,一般为90%) 2.钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. 2.5-5t/t/h
§1-5 锅炉发展的趋势
发展趋势： 1、大容量：容量增大一倍,每t/h的金属用量减少5~20%。 2、高参数：参数提高一档,经济性提高2%. 3、再热机组：一次再热,提高经济性4~5%. 目前我国多采用亚临界压力,温度多采用540℃,主要是考虑设备工作的可靠性.
§1-6工业锅炉型号表示方法
按照标准规定方法编制： △△ △ ××－××／××－× （1）（2）(3) (4) (5) (6) （1）：总体型式代号 （2）：燃烧设备代号 （3）：额定热功率或额定蒸发量 （4）：额定争气压力或允许工作压力 （5）：过热蒸汽温度或出/进水温度 （6）：燃料种类代号
1、炉膛
其特点是采用高循环倍率，高温旋风分离器和外置流化床热交换器。虽然外置流化床热交换器的采用使这种锅炉略显复杂，但也使这种锅炉的床温调节更加简便，过热器/再热器的布置更为灵活。目前这种循环流化床锅炉最大容量的锅炉是法国阿尔斯通斯登工业公司制造的，装在普罗旺斯电厂配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉。
35吨链条炉
35吨煤粉炉
锅炉三大系统：
1）燃烧供给系统 2）汽水系统 3）空气、烟气系统
1-2锅炉的参数
一、锅炉容量（额定蒸发量） 锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 二、蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽压力（MP)和温度（℃） 三、给水温度 进省煤器的给水温度。 动力中压锅炉给水温度：150 ℃或170 ℃ 动力高压锅炉给水温度：215℃ 动力亚临界锅炉给水温度：260 ℃ （表1-1参数）
二.经济性指标
1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比. ηgl=Q1/Qr×100% (30万机组,设计效率92%,保证效率89%,一般为90%) 2.钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. 2.5-5t/t/h
§1-5 锅炉发展的趋势
发展趋势： 1、大容量：容量增大一倍,每t/h的金属用量减少5~20%。 2、高参数：参数提高一档,经济性提高2%. 3、再热机组：一次再热,提高经济性4~5%. 目前我国多采用亚临界压力,温度多采用540℃,主要是考虑设备工作的可靠性.
§1-6工业锅炉型号表示方法
按照标准规定方法编制： △△ △ ××－××／××－× （1）（2）(3) (4) (5) (6) （1）：总体型式代号 （2）：燃烧设备代号 （3）：额定热功率或额定蒸发量 （4）：额定争气压力或允许工作压力 （5）：过热蒸汽温度或出/进水温度 （6）：燃料种类代号
《锅炉原理精品课件》第7章省煤器和空气预热器
第二节 省煤器
一、省煤器的类型及结构特点
1、按工质出口参数分类 1）沸腾式 2）非沸腾式
2、按结构形式分类 1）光管
省煤器结构形式
图7-1 省煤器按结构形式 (a)光管；(b)鳍片6 管；(c)膜片管；(d)螺旋肋片管
3、按管子排列方式分类 1）错列 2）顺列
4、按管子材料分类 （书p.134） 1）铸铁管式（耐磨损、耐腐蚀） 2）钢管式 （耐高压、耐冲击）
2、通道面积分配
3、采用三分仓的原因：（书p.141） 减少风机的电耗。
4、回转式的特点（与管式相比） （书 p.140）
1）结构紧凑、金属利用率高 ； 2）磨损、腐蚀，对漏风的影响小 ； 3）受热面腐蚀程度较小；
4）结构复杂，且需要耗电 ； 5）容易堵灰；（受热面布置紧凑） 6）漏风量大。（存在动、静间隙 ）
（2）环向密封（周向密封） 1）旁路密封 减少空气、烟气从进口旁通到出口的流量； 减少风道向烟道的漏风。 2）中心筒密封 减少风道向烟道的漏风。
（3）轴向密封 减少因旁路密封不严，而沿周向流入烟气侧 的风量。
回转式空气预热器径向、轴向双密封系统
29
轴向和旁路密封装置
31
本章小结
1. 尾部受热面的工作特点。 2. 省煤器的作用、分类及各自特点 。 3. 空预器的作用、分类及其工作原理 。 4. 转子回转式空预器结构及其主要特性 。 5. 三分仓式空预器的主要优点。 6. 三分仓式空预器的主要结构特点。 7. 回转式空预器漏风的原因、对锅炉工作的危害。 8. 回转式空预器密封系统的构成及各密封装置的特性 。
14
第四节 回转式空气预热器
rotary air preheater
（再生式空气预热器 regenerative air preheater ）
第八章省煤器和空预器
空预器的种类
直接换热式：管式、板式 间接换热式：回转式
管式空预器的结构
烟气在管内由上而下纵向流动，空气从 管外横向流过，两者成交叉流动。热量 连续地由烟气通过管壁传给空气
直径为40~51mm、壁厚为1.25~1.5mm 的普通薄壁钢管
密集排列、错列布置，组成立方体型的 管箱
数个管箱排列在尾部烟道中
尾部受热面的布置
29
不同燃料和燃烧方式对
预热空气温度的要求
燃料及燃烧方式
预热空气温度
固态排渣煤粉炉 烟煤
无烟煤、贫煤
褐煤（用空气干燥 煤粉） 褐煤（用烟
气干燥煤粉）
液态排渣煤粉炉
250~300 350~400 350~400 300~350
380~420
油炉、天然气炉
250~300
高炉煤气炉
250~300
受热面回转式的分类
二分仓 烟气区 空气区 密封区
三分仓 可以采用冷一次风机应用最广
烟气区 一次风 二次风 密封区
三 分 仓 回 转 式 空 预 器
风罩回转式
静子(受热面)上下两端装有可转动的上、 下风罩
目的：减轻了转子重量
风罩回转式的结构
回转式空预器的特点
管式体积的1/10，布置灵活 不易低温腐蚀 受热面腐蚀时不增加漏风量，更换方便 漏风大：转动与静止部件之间 结构复杂，运行维护工作多，检修复杂
管式空预器的结构
管式空预器的特点
体积大，金属耗量大，大机组布置困 难
易受腐蚀，损坏，不易更换，清灰困 难，管板易发生变形；
漏风较小，运行方便 大机组应用较少，一般适用于200MW
以下的机组
回转式空预器的种类
受热面回转式 风罩回转式
锅炉原理省煤器和空气预热器分解课件
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
率。
03
省煤器与空气预热器的比较
工作原理的比较
省煤器
省煤器是利用高温烟气将水加热的换 热设备，通过热传导将热量传递给受 热面中的水，使其温度升高。
空气预热器
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
烟气。
省煤器中的水在管内受热后升温 ，并吸收管外烟气的热量，使烟 气温度降低，同时水变成蒸汽。
蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽 器，再经过循环水泵加压后送回 省煤器再次加热，如此循环利用
。
02
空气预热器原理介绍
空气预热器的作用
THANKS
感谢观看
环保技术
研究减少污染物排放的省煤器和空气预热器技术，降低对环境的影 响。
应用领域的拓展
工业领域
01
拓展省煤器和空气预热器在钢铁、化工、造纸等高耗能行业的
应用，提高能源利用效率。
新能源领域
02
探索省煤器和空气预热器在太阳能、风能等新能源领域的应用
，促进可再生能源的发展。
建筑领域
03
将省煤器和空气预热器技术应用于建筑节能领域，提高建筑物
优缺点的比较
省煤器
省煤器的优点在于能够有效地利用高温烟气的热量来加热给 水，提高锅炉热效率；缺点在于如果水质不好，容易结垢和 腐蚀。
空气预热器
空气预热器的优点在于能够有效地利用锅炉尾部烟气的热量 来加热空气，提高锅炉燃烧效率；缺点在于如果使用不当， 容易出现漏风和堵塞等问题。
04
省煤器和空气预热器的维护与保养
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
率。
03
省煤器与空气预热器的比较
工作原理的比较
省煤器
省煤器是利用高温烟气将水加热的换 热设备，通过热传导将热量传递给受 热面中的水，使其温度升高。
空气预热器
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
烟气。
省煤器中的水在管内受热后升温 ，并吸收管外烟气的热量，使烟 气温度降低，同时水变成蒸汽。
蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽 器，再经过循环水泵加压后送回 省煤器再次加热，如此循环利用
。
02
空气预热器原理介绍
空气预热器的作用
THANKS
感谢观看
环保技术
研究减少污染物排放的省煤器和空气预热器技术，降低对环境的影 响。
应用领域的拓展
工业领域
01
拓展省煤器和空气预热器在钢铁、化工、造纸等高耗能行业的
应用，提高能源利用效率。
新能源领域
02
探索省煤器和空气预热器在太阳能、风能等新能源领域的应用
，促进可再生能源的发展。
建筑领域
03
将省煤器和空气预热器技术应用于建筑节能领域，提高建筑物
优缺点的比较
省煤器
省煤器的优点在于能够有效地利用高温烟气的热量来加热给 水，提高锅炉热效率；缺点在于如果水质不好，容易结垢和 腐蚀。
空气预热器
空气预热器的优点在于能够有效地利用锅炉尾部烟气的热量 来加热空气，提高锅炉燃烧效率；缺点在于如果使用不当， 容易出现漏风和堵塞等问题。
04
省煤器和空气预热器的维护与保养
《锅炉原理》课件PPT-08 省煤器和空气预热器econmizer and airheater
Bare tube 光管省煤器 The most common and reliable economizer design In-line(顺列), crossflow (横向流动) Staggered (错列)，crossflow
Flue gas
s2
Back spacing
S1/d=2~2.5 S2/d=1~1.5
Inlet temperature <600ºC, outlet temperature 140~170ºC
8.1 An overview of back heating surfaces
§8-1 尾部受热面概述
1. Function of back heating surface 尾部受热面作用
Economizer also reduce the potential of thermal shock and strong water temperature fluctuations as the feedwater enters the drum or waterwalls. 当给水进入锅筒和水冷壁时， 降低热冲击的潜力和强烈的水温波动。
起局部的氧气腐蚀。 烟气从上向下流动，既有利于吹灰，又保持烟气相对于水的
逆向流动，增大传热温差。 Φ42~51蛇形管 紧密布置，管组高度≤1m 布置较稀时，管组高度≤1.5m 管组之间≥600~800mm
8.2 Economizers
§8-2 省煤器
4. Economizer surface types 省煤器的表面型式
图9-2 Arrangement of back heating surface 尾部受热面的布置
Single-stage Double-stage
Flue gas
s2
Back spacing
S1/d=2~2.5 S2/d=1~1.5
Inlet temperature <600ºC, outlet temperature 140~170ºC
8.1 An overview of back heating surfaces
§8-1 尾部受热面概述
1. Function of back heating surface 尾部受热面作用
Economizer also reduce the potential of thermal shock and strong water temperature fluctuations as the feedwater enters the drum or waterwalls. 当给水进入锅筒和水冷壁时， 降低热冲击的潜力和强烈的水温波动。
起局部的氧气腐蚀。 烟气从上向下流动，既有利于吹灰，又保持烟气相对于水的
逆向流动，增大传热温差。 Φ42~51蛇形管 紧密布置，管组高度≤1m 布置较稀时，管组高度≤1.5m 管组之间≥600~800mm
8.2 Economizers
§8-2 省煤器
4. Economizer surface types 省煤器的表面型式
图9-2 Arrangement of back heating surface 尾部受热面的布置
Single-stage Double-stage
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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
32
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
17
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
18
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
15
第二节 省煤器 4. 布置方式
垂直于前后墙 平行于前后墙
16
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
空气
水的比容大于烟气比容
水的加热速率小于烟气冷却速率
6
第一节 尾部受热面的作用和工作特点
2. 工作特点
空气预热器出口温差小 小于30～40℃
空气预热器受热面积↑↑
空气预热器出口热空气温度受到限制 （对于难燃燃料，热空气温度大于300℃）
危害：影响传热和烟气流通
错列：背风面（较轻）
地点
顺列：迎风面和背风面（第一排例外） 管式空气预热器：回流区（进口附近）
回转空气预热器：波纹板间隙
35
第四节 尾部受热面运行中的问题
影响因素
烟气流速：流速低易积灰 灰粒尺寸：细颗粒易积灰 管束排列：顺列易积灰 金属壁温：壁温低易积灰
额定负荷不低于6m/s
送风不足过载
38
第四节 尾部受热面运行中的问题
低温腐蚀
表征：腐蚀速度
硫酸浓度56％
硫酸浓度
表征：腐蚀速度
水蒸汽露点以下
烟气露点以下
壁温
39
第四节 尾部受热面运行中的问题
低温腐蚀特征
水露点
中间区
腐蚀严重区
水
亚
凝
硫
结
酸
增
参
多
与
安全区
酸
壁
凝
温
结
低
减
过热器 w(m/s)
14 12 11 8
省煤器 w(m/s)
13 10 9 7
33
第四节 尾部受热面运行中的问题 防止措施
防磨板
护瓦
护瓦
防磨条
34
第四节 尾部受热面运行中的问题
2. 积灰
定义：烟气中的飞灰沉积在管束外表面的现象
分类
松散积灰：多数为小于30微米灰粒 准松散积灰或黏结性积灰（酸蒸汽和水蒸汽在壁面凝结）
传热式 蓄热式
管式 板式 垂直轴 水平轴
钢管式 铸铁管
水平管式 立式
受热面旋转
风罩旋转
19
第三节 空气预热器 2. 管式空气预热器
结构
钢管＋管板 烟气管内纵向冲刷 空气管外横向冲刷
管箱
20
第三节 空气预热器
尺寸
外径：25~51mm 壁厚：1.2~1.5mm 横向相对节距：σ1=s1/d=1.5~1.75
用于中压锅炉
将部分蒸发热转移至省煤器
防止炉膛温度降低
出口水温低于饱和温度
非沸腾式
用于高压以上锅炉
加热热较大 将部分加热转移至水冷壁
防止炉膛温度过高
10
第二节 省煤器
1. 分类 按照材料
耐腐蚀
铸铁式
耐磨损（硬度大）
承受冲击差（脆，不用作沸腾式省煤器）
承受冲击（强度高）
传热性能好
钢管式
体积小，重量轻 价格低廉
大家好
第八章 省煤器和空气预热器
2
第一节 尾部受热面的作用和工作特点 1. 作用 ●省煤器
降低排烟温度→提高锅炉效率→节约燃料 加热给水→进入汽包的给水温度增加→减小汽包的热应力 用廉价的省煤器加热给水→代替较贵的水冷壁
给水温度低于饱和温度→传热温压大 强制流动→传热系数大
所需省煤器面积少
3
第一节 尾部受热面的作用和工作特点 1. 作用 ●空气预热器
（罗特米勒式） 风罩旋转1~2rpm （转动一周，两次吸热和放热）
下风罩：冷空气 上风罩：热空气 风罩外：烟气 二分仓
27
第三节 空气预热器 3. 回转式空气预热器
受热面回转三分仓
一次风流通区 二次风流通区 烟气流通区
28
第三节 空气预热器
3. 回转式空气预热器
特点
结构紧凑 受热面布置简化 允许磨损程度高 腐蚀的危险性小（壁温较高）
吸收烟气热量→降低排烟温度→提高锅炉效率 加热空气→强化燃料着火和燃烧→降低q3和q4
4
第一节 尾部受热面的作用和工作特点
2. 工作特点 金属壁温低
三大问题
承压受热面中省煤器壁温最低
锅炉机组受热面中空气预热器壁温最低
磨损（烟温低）
积灰（烟速低） 低温腐蚀（壁温低）
防止汽泡的停滞和阻塞
传热系数大（逆流－给水和空气由下向上，烟气由上向下）
漏风严重（Δα=0.08~0.1，管式Δα=0.03~0.05 ）
结构复杂
29
第四节 尾部受热面运行中的问题
1. 磨损
机理
灰粒的动能
产生撞击
表征：飞灰磨损速率 危害：管壁变薄，强度降低
法向分力
撞击磨损
切向分力
摩擦磨损
因飞灰引起的单位时间 金属厚度最大磨损速率
地点
横向冲刷：迎风面两侧±30~50º
纵向冲刷：进口处100~150mm
少
T↑
酸露点以下15℃
腐蚀严重区
酸
壁
凝
温
结
高
增
多
40
第四节 尾部受热面运行中的问题
防止措施
提高壁温
热风再循环（提高空气入口温度） 暖风器（提高空气入口温度） 回转式空气预热器（壁温提高10~15℃）
减少SO3
煤的洗选 燃烧中脱硫 低氧燃烧
降低烟气露点
防腐材料
玻璃管
陶瓷元件
41
纵向相对节距：σ2=s2/d=1~2
管箱高度5~8m（与所需受热面积、刚性、清理难度有关）
上管板10~20mm
管板厚度
下管板20~30mm
中管板5~15mm
21
第三节 空气预热器
排列：错列（提高空气侧传热系数）
参数
wy=10~14m/s（纵向流动） wk=0.4~0.55wy
空气横向冲刷
空气侧传热系数大
尾部受热面采用双级布置
8
第一节 尾部受热面的作用和工作特点
2. 工作特点
尾部受热面采用双级布置
省煤器与空气预热器交错布置
高温级空气预热器布置 在烟气温度更高的区域
低温级空气预热器布置 出口端有足够的温差
9
第二节 省煤器
1. 分类 按照工质出口状态
沸腾式
水被加热到温饱和温度并产生部分蒸汽
蒸发热较大
30
第四节 尾部受热面运行中的问题 地点
切向和法向双重作用最大
进口效应
31
第四节 尾部受热面运行中的问题 影响因素
管子排列方式（横向冲刷） 错列第二排（第一排烟气流速较低，第二排以后动能衰减） 顺列第五排以后（受前面管子的屏蔽）
烟气流速
动能正比于速度平方 撞击次数正比于速度
磨损量正比于速度3.3次方
多道双面进风
单道单面进风
多道单面进风
多道多面进风
24
第三节 空气预热器
特点
结构简单 便于制造 漏风量小 体积较大 低温腐蚀
25
第三节 空气预热器 3. 回转式空气预热器
受热面旋转
（容克式）
转子旋转2~4rpm 烟气区被加热 空气区被冷却 二分仓 转子重量大
26
第三节 空气预热器
3. 回转式空气预热器 风罩旋转
≠水蒸汽露点≠硫酸蒸汽露点＝H2O+ H2SO4系统共凝温度
烟气露点
烟气露点↑ 折算硫分↑
腐蚀范围越广 烟气露点↑
折算灰分↑
烟气露点↓（灰中含有碱性物质）
37
第四节 尾部受热面运行中的问题 低温腐蚀
含义： 烟气中硫酸蒸汽在壁温低于酸露点的受热面凝结
危害
空气预热器穿孔 蓄热元件腐蚀
蓄热元件腐蚀
空气漏到烟气 影响传热效果
烟气侧和空气侧传热系数接近，经济利用受热面
空气流速可以较小
22
第三节 空气预热器
布置方式
热空气温度
小于250℃ 大于300℃
单级 双级
通道数
单通道 多通道
交叉流 逆流
传热温压↑
进风方式
单面 双面 多面
通道数目↑ 进风面↑
通道高度减小 流通面积增加