电厂锅炉原理ppt第章省煤器和空气预热器.

（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
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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
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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）
尾部受热面采用双级布置
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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
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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
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
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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
空气速度增加 空气速度减小
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第三节 空气预热器
布置方式
少
T↑
酸露点以下15℃
腐蚀严重区
酸
壁
凝
温
结
高
增
多
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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
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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
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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
加重堵灰
影响传热 烟气阻力增加
排烟温度升高 引风机过载
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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
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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
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
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
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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
漏风严重（Δα=0.08~0.1，管式Δα=0.03~0.05 ）
结构复杂
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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
≠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）
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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
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来自百度文库
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）
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
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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℃）
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
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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
防止措施
及时吹灰 定期清洗 合理设计受热面（排列、节距、管径）
选择合理烟速
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第四节 尾部受热面运行中的问题
3. 低温腐蚀
水露点
烟气中水蒸汽开始凝结的温度 烟气中水蒸汽分压力
水露点
分压力0.01~0.015MPa 45~50℃
酸露点
烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度 烟气中硫酸蒸汽含量
酸露点
140~150℃
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）
过热器 w(m/s)
14 12 11 8
省煤器 w(m/s)
13 10 9 7
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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
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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）
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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
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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
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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
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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
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第三节 空气预热器
3. 回转式空气预热器 风罩旋转
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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
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
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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
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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
耐腐蚀差
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第二节 省煤器 1. 分类
按照结构
光管式 鳍片管：光管直管段外表面上下各焊扁钢 膜片管：两个光管直管段之间焊连续的扁钢 螺旋肋片管：光管外表面焊横向肋片
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第二节 省煤器 2. 结构尺寸
蛇形管 外径：25~42mm 壁厚：3~5mm 横向相对节距：σ1=s1/d=2~3 纵向相对节距：σ2=s2/d=1.5~2 （弯头）
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第二节 省煤器 3. 管子排列方式
错列 顺列
传热效果好 不易积灰 结构紧凑 磨损严重 吹灰困难
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第二节 省煤器
4. 布置方式
介质流向
烟气从上而下（便于吹灰） 水从下而上（便于排出气体）
逆流（传热温压大）
布置形式
垂直于前后墙
平行于前后墙
流动阻力小
支吊方便（管子较短）
漏风严重
集箱布置在烟道内
整体磨损严重（后墙附近所有管子）
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