锅炉汽水系统课件

省煤器布置方式
蛇形管水平布置利于疏水 逆流布置， 逆流布置，增大传热温差
水：由下而上，便于排气，避免腐蚀 由下而上，便于排气， 烟气：自上而下， 烟气：自上而下，吹灰作用
垂直于前墙 或 平行于前墙
省煤器布置方式
a 垂直前墙布置 支吊简单，靠近后 支吊简单， 墙部分磨损严重
b 平行前墙布置
只有后墙附近几根 蛇形管磨损较大
蒸发段: 汽水混合物的焓继续提高， 蒸发段: 汽水混合物的焓继续提高，比 容急剧增加， 压力降低较快， 容急剧增加 ， 压力降低较快 ， 相应的饱 和温度随着压力的降低亦降低一些 过热段: 蒸汽焓、温度和比容均增大， 过热段: 蒸汽焓、温度和比容均增大， 压力则由于流动阻力较大而下降更快
直流锅炉工作特点
加热、 加热、蒸发和过热受热面没有固定的 界限， 界限，汽温变化大
如减小给水量，开始沸腾点前移，加热水段长度 缩小，蒸发段长度L 如减小给水量，开始沸腾点前移，加热水段长度L1缩小，蒸发段长度 2也 缩小，锅炉受热管总长度不变，故过热段长度L 相对增大， 缩小，锅炉受热管总长度不变，故过热段长度L3相对增大，过热汽温上升
过热器和再热器的作用
过热器： 过热器： 将饱和蒸汽加热成具有一定温 度的过热蒸汽。 度的过热蒸汽。 再热器： 再热器： 将汽轮机高压缸排汽加热成具有 一定温度的再热蒸汽。 一定温度的再热蒸汽。
结构型式
根据传热方式分： 根据传热方式分： 对流 辐射 半辐射式 附加受热面： 附加受热面： 顶棚管、 顶棚管、包覆管 壁式再热器
控制循环汽包锅炉的应用
适用范围：在16-19MPa的压力范围内，尤 适用范围： 16-19MPa的压力范围内， 的压力范围内 其对大容量锅炉，采用控制循环更为有利。 其对大容量锅炉，采用控制循环更为有利。 当锅炉容量超过500MW 500MW时 当锅炉容量超过500MW时，则应在更低的压 力范围内就考虑采用控制循环方式。 力范围内就考虑采用控制循环方式。
对流过热器
位置： 位置：竖井烟道中 蒸汽质量流速的选取 的选取： 蒸汽质量流速的选取： 考虑蒸汽对管壁的冷却能力和蒸汽在管 内流动引起的压力降损失两个因素。 内流动引起的压力降损失两个因素。 烟气流速的选取 的选取： 烟气流速的选取： 考虑积灰、磨损、传热效果、 考虑积灰、磨损、传热效果、烟气流动 阻力等因素
炉膛出口烟气温度上升，再热汽温升高 炉膛出口烟气温度上升，
火焰中心下降 火焰中心下降： 下降：
炉膛出口烟气温度下降，再热汽温降低 炉膛出口烟气温度下降，
使用摆动式燃烧器的要求
摆角： 20～30° 摆角： 20～30°
炉膛出口烟温变化约110～140℃ 炉膛出口烟温变化约110～140℃，调温幅度可达 40～60℃。 40～60℃ 燃烧器上倾角过大会增加燃料的未完全燃烧损失； 燃烧器上倾角过大会增加燃料的未完全燃烧损失； 下倾角过大又会造成冷灰斗的结渣
2006.5.8
沈阳工程学院
2006.5.8
沈阳工程学院
联箱
将工质汇集/ 将工质汇集/将工质重新分配到其他管道 不受热 圆形/ 圆形/方形 水冷壁下联箱有定期排污装置和膨胀指示器 水冷壁下联箱有定期排污装置和膨胀指示器 定期排污装置和
汽包的结构
圆形筒身、两端封头 圆形筒身、 长度10～ 长度10～26 米 内径1600～1800毫米 内径1600～1800毫米 壁厚80～100毫米 毫米÷ 壁厚80～100毫米÷ 外部接有众多管道 内部装炉水处理、汽水分离装置； 内部装炉水处理、汽水分离装置； 固定方式：支承、悬吊 固定方式：支承、
（a）
（b）
省煤器参数
非沸腾式/ 非沸腾式/沸腾式
随着机组容量 ，参数 ，蒸 采用非沸腾式， 发吸热量比例 ，采用非沸腾式，
出口工质低于饱和温度20 出口工质低于饱和温度20～ 20～ 25℃
省煤器存在的问题
积灰
磨损
积灰
影响： 影响： 传热 ，排烟热损失 堵塞烟道， 堵塞烟道，阻力 ，风机电耗 措施： 措施： 足够高的烟速 采用小管径和错列布置 合理吹灰 防止省煤器泄漏， 防止省煤器泄漏，形成黏结性灰
本质： 本质：
改变火焰中心位置， 进而改变烟气温度 改变火焰中心位置 ， 进而改变 烟气温度 ， 烟气温度， 从而达到调节再热器温的目的
形式： 形式：
四角布置的直流燃烧器采用摆动燃烧器 旋流燃烧器采用分层布置， 旋流燃烧器采用分层布置，分层燃烧方式
火焰中心位置对汽温的影响
火焰中心偏上 火焰中心偏上： 偏上：
第六讲 锅炉汽水系统
自然循环锅炉系统流程
过热器 汽包
省煤器
水冷壁
省煤器作用
利用尾部烟气热量预热给水 降低烟气温度 减少蒸发受热面（以价格较低的省煤器
代替价格较高的水冷壁） 代替价格较高的水冷壁）
减少给水与汽包壁的温差， 减少给水与汽包壁的温差，降低热应力
省煤器结构
蛇形管 光管式、鳍片式、膜式、 光管式、鳍片式、膜式、肋片式
汽包的作用
连接受热面管子与管道 增加锅炉蓄热量;适应负荷变化、 增加锅炉蓄热量;适应负荷变化、稳定气压 汽水分离，改善蒸汽品质 汽水分离， 装有安全附件， 装有安全附件，保证锅炉安全
蒸汽携带盐分的原因
机械携带 饱和蒸汽从汽包中出来， 饱和蒸汽从汽包中出来，直接携带有炉水水滴 选择性携带 蒸汽直接溶解盐份
磨损
措施 设计时采用合理的流速 降低速度分布不均、飞灰浓度分布不均 降低速度分布不均、 磨损严重部位加装防磨装置 磨损严重部位加装防磨装置 采用膜式、鳍片式省煤器：大节距 采用膜式、鳍片式省煤器：
防磨措施
蒸发设备的构成
下降管 联箱 汽包 水冷壁 连接管道
下降管
将汽包中的水连续不断地送往下联箱供给 水冷壁，使水循环正常。 水冷壁，使水循环正常。 位于炉外，不受热 位于炉外， 小直径/ 小直径/大直径
控制循环汽包锅炉技术特点
控制循环汽包锅炉的主要技术特点是低压 控制循环汽包锅炉的主要技术特点是低压 头循环泵+内螺纹管水冷壁。 头循环泵+内螺纹管水冷壁。
1.结构特点 1.结构特点 采用小管径，降代金属耗量。 采用小管径，降代金属耗量。 分离元件可以缩小，使得汽包直径缩小。 分离元件可以缩小，使得汽包直径缩小。 2.运行特点 2.运行特点 利于锅炉启动、停用及变负荷过程中的热应力， 利于锅炉启动、停用及变负荷过程中的热应力，可以 大大提高启动和升负荷的速度。 大大提高启动和升负荷的速度。 出现故障可能性加大，运行费用增加。 出现故障可能性加大，运行费用增加。
过热器存在的问题
积灰 高温腐蚀 高温破坏
其他型式汽水系统
控制循环锅炉 直流锅炉 复合循环锅炉
控制循环锅炉
控制循环锅炉特点
控制循环锅炉具有汽包， 控制循环锅炉具有汽包，循环回路下降管系统增设 具有汽包 循环泵， 循环泵，工质流动的动力为循环泵的压头和工质重 位差
可采用小直径水冷壁， 可采用小直径水冷壁，水冷壁可自由 布置 采用体积较小的高效分离器，可减小 采用体积较小的高效分离器， 汽包直径 工质质量流速较高， 工质质量流速较高，循环倍率较自然循 环小，一般为3∼ ；循环稳定， 环小，一般为 ∼5；循环稳定，不易出现 循环异常，但可能出现流动不稳定、 循环异常，但可能出现流动不稳定、脉动 等 工质强制流动， 工质强制流动，可使各承压部件均匀 受热或冷却，缩短锅炉启、 受热或冷却，缩短锅炉启、仃时间
水冷壁的作用
工质在其中吸热、汽化 工质在其中吸热、 保护炉墙
水冷壁的结构
2006.5.8
沈阳工程学院
2006.5.8
沈阳工程学院
水冷壁的结渣
产生 燃烧温度高（1400~1600℃），灰 燃烧温度高（1400~1600℃），灰 渣呈溶融态， 渣呈溶融态，液态的渣粒在凝固之前 冲刷到水冷壁或炉墙上，形成结渣。 冲刷到水冷壁或炉墙上，形成结渣。
蒸汽侧调节
表面式减温器 过热器主要调温方式） 喷水减温器（过热器主要调温方式） 再热器调温方式） 汽－汽交换器（再热器调温方式）
表面式来自百度文库温器
冷却水在管内流动，过热蒸汽在管外空间 冷却水在管内流动， 流动。调节性能较差，但不影响水质。 流动。调节性能较差，但不影响水质。
喷水减温器
将水直接喷入过热蒸 汽中以降低汽温。 汽中以降低汽温。结构简 调节灵敏。可靠性高。 单、调节灵敏。可靠性高。 但对水质要求高。 但对水质要求高。
对流式过热器和再热器
组成：蛇形管及进出口联箱
辐射式和半辐射式
位置： 位置：布置在炉膛上前部直接吸收炉膛高温烟 气的辐射传热， 气的辐射传热，也称屏过 分类：大屏、 分类：大屏、前屏及后屏 大屏或前屏布置在炉膛上前部， 大屏或前屏布置在炉膛上前部，屏间距离较 屏数较少，吸收炉膛内高温烟气的辐射传热， 大，屏数较少，吸收炉膛内高温烟气的辐射传热， 为辐射式过热器。 为辐射式过热器。 后屏布置在炉膛出口处，屏数相对较多， 后屏布置在炉膛出口处，屏数相对较多，屏 间距相对较小，它既吸收炉膛内的辐射传热， 间距相对较小，它既吸收炉膛内的辐射传热，又 吸收烟气冲刷受热面时的对流传热， 吸收烟气冲刷受热面时的对流传热，故又称半辐 射过热器。 射过热器。
再热器位置： 再热器位置：
要求尽量靠近炉膛出口布置
烟气再循环
通过改变烟气量 通过改变烟气量和 烟气量和 烟气温度来改变再 烟气温度来改变再 热汽温， 热汽温，常用于燃 油、燃气炉
再热器其它调温方式
微量喷水减温器
精确调节再热器温 位置：再热器出口。 位置：再热器出口。
事故喷水减温器
位置： 位置：低温再热器入口处
用辐射式过热器流出的过热蒸汽调节对流再热器 的蒸汽温度。结构复杂，钢耗大，运行不稳。 的蒸汽温度。结构复杂，钢耗大，运行不稳。
烟气侧调节
烟气挡板 摆动式燃烧器 烟气再循环
烟气挡板
通过挡板改变再 热器烟气流量 烟气流量， 热器烟气流量， 进而改变起换热 量，最终达到改 变再热器出口汽 温的目的
摆动式燃烧器
旋风分离器
排 污
连续排污
连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大 连续不断 地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大 的部分锅水 位置： 锅水含盐量最大的部位（ 位置 ： 锅水含盐量最大的部位 （ 通常是汽包水容积 靠近蒸发面处） 靠近蒸发面处）
定期排污
定期排除水中的沉渣、铁锈， 定期排除水中的沉渣、铁锈，以防这些杂质在水冷壁 排除水中的沉渣 管中结垢和堵塞 位置：循环回路的最低位置， 位置：循环回路的最低位置，即沉淀物积聚最多的 地方（如水冷壁下部联箱或大直径下降管底部） 地方（如水冷壁下部联箱或大直径下降管底部）
半辐射、辐射式
挂屏形式,由U型、W型管及进出口联箱构成
汽温特性
汽温调节要求
维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度 汽温允许波动范围+5～－ ℃ 汽温允许波动范围+5～－10℃。 ～－10
汽温调节装置
蒸汽侧调节： 蒸汽侧调节： 利用其它介质直接改变蒸汽的温度。 利用其它介质直接改变蒸汽的温度。 直接改变蒸汽的温度 烟气侧调节： 烟气侧调节： 改变烟气对蒸汽的传热量， 间接使蒸汽 改变烟气对蒸汽的传热量 ， 间接 使蒸汽 的温度发生变化。 的温度发生变化。
无汽包，无下降管，水冷壁可采用小管径， 无汽包，无下降管，水冷壁可采用小管径，耗 钢少；但电耗相对较大；水冷壁可自由布置， 钢少；但电耗相对较大；水冷壁可自由布置，适 用于任何压力
直流锅炉
直流锅炉工作原理
直流锅炉没有汽包， 直流锅炉没有汽包，给水在给水泵压 头的作用下，顺序流过热水段、 头的作用下，顺序流过热水段、蒸发 段和过热段受热面一次将给水全部变 成过热蒸汽，蒸发区循环倍率K=1 成过热蒸汽，蒸发区循环倍率K=1
直流锅炉工作原理
沿管子长度方向工质参数变化情况
热水段: 水的焓和温度逐渐增高， 热水段 : 水的焓和温度逐渐增高 ， 比容略有加大， 比容略有加大 ， 压力则由于流动阻 力而有所降低
水冷壁的结渣
危害 水冷壁高温腐蚀 改变受热面分配，炉膛吸热减少， 改变受热面分配，炉膛吸热减少， 出口烟温及排烟温度升高， 出口烟温及排烟温度升高，过热器超 温爆管，降低锅炉热效率 温爆管， 大块渣团掉落可能砸坏冷灰斗的水 冷壁管
水冷壁的结渣
预防 适当的炉型，避免炉内温度过高； 适当的炉型，避免炉内温度过高； 避免火焰偏斜、贴壁冲墙； 避免火焰偏斜、贴壁冲墙； 避免锅炉超负荷运行