锅炉各受热面的结构及布置形式

锅炉各受热面的结构及布置形式

一、省煤器

省煤器在锅炉中的主要作用是：①吸收低温烟气的热负以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。②由于给水在进入蒸发受热而之前先在省煤器内加热，这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量，因此可用省煤器替代部分造价较高的蒸发受热面。也就是以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。③提高了进入汽包的给水温度，减少于给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低。基于这些原因，省煤器已成为现代锅炉必不可少的部件。

按照省煤器出口工质的状态省煤器可分为沸腾式和非沸腾式两种。如出口水温低于饱和温度，叫做非沸腾式省煤器，如果水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。

省煤器按所用材

质又可分为铸铁式和

钢管式，铸铁式耐磨

损和耐腐蚀但不能承

受高压。钢管省煤器

应用于大型锅炉，它

是由许多并列（平行)

的管径为28～42mm 的

蛇形管组成。蛇形管

可以顺列也可错列。为使省煤器受热面结构紧凑，一般总是力求减小管间节距。管子多数为错列布置。错列布置省煤器的结构如图6—3所示。蛇形管的两端分别与进口联箱和出口联箱相连，联箱一般布置在烟道外。省煤器的管子固定在支架上，支架支承在横梁上而横粱则与锅炉钢架相连接。

省煤器管子一般为光管，为了强化烟气侧热交换和使省煤器结构更紧凑可采用鳍片管、肋片管和膜式受热面，它们的结构如图6—4所示。

焊接鳍片管省煤器

所占据的空间比光管式

大约少20％～25％，轧

制鳍片管省煤器可使外

形尺寸减少40％一

50％。

鳍片管和膜式省煤

器还能减轻磨损。这主

要是因为它比光管省煤

器占有空间小，因此在烟道截面不变的情况下，可采用较大的横向节距。从而使烟气流通截面增大，烟气流速下降磨损减轻。

肋片式省煤器主要特点是热交换面积明显增大，这对缩小省煤器的体积、减少材料消耗很有意义。主要缺点是积灰比较严重。

省煤器蛇形管通常均取水平放置，以利于停炉时排水。而且尽可

能保持管内的水自下而上流动以利于强制流动的水动力特性和便于排除水被加热后所释放的空气，避免引起管内空气停滞产生内壁局部的氧腐蚀。此外，由于对流烟道中烟气往往从上而下流动。这样既有利于吹灰又可使烟气对于水流作逆向流动，保持较大的传热温差。

省煤器管内水速应维持在一定范围内，水速过高增加给水泵耗电量，水速过低金属冷却难于保证，且引起蛇形管中的空气停滞。特别在沸腾式省煤器中，管内会产生汽水分层，导致管子上部过热。为此，在额定负荷下，对于非沸腾式省煤器要求水速不低于0．3m／s；对沸腾式省煤器要求水速不应低于1．Om／s。

省煤器的启动保护：省煤器在启动时，常是间断给水，如省煤器中的水不流动，就可能使管壁超温损坏，为此，启动时应进行保护。一般保护方法是在省煤器进口与汽包下部之间连接一个再循环管，管上装有再循环门，停止进水时，再循环门开启，进水时再循门关闭。哈尔滨锅炉厂2008t／h锅炉在省煤器进口导管和炉膛下部环形集箱之间装有再循环管，当压力达到4．14MPa时启用再循环管，在省煤器和汽包之间形成循环流动(该锅炉装有锅水循环泵)。

二、空气预热器

锅炉空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。由于它工作在烟气温度最低的区域，可以回收烟气的热量，降低排烟温度，从而提高锅炉效率；同时也由于空气被预热，强化了燃料的着火和燃烧过程，减少了燃料不完全燃烧热掘失，进一步提高了锅炉效率；此外空气预热还能提高炉膛内烟气温度，强化炉内辐射换

热，因此，空气预热器已成为现代锅炉的重要组成部分。

按换热方式可将空气预热器分为传热式和蓄热式(或称再生式)两种。管式预热器属于传热式空气预热器；回转式空气预热器则是蓄热式空气预热器。

(一)管式空气预热器

管式空气预热器是由直径为40～51mm壁厚1．2～1．5mm的直管子制成。管子两端焊接到管板上形成一个立方形箱体，管子垂直放置，烟气在管内由上而下流动，空气在管外横向流动，两者交叉流动交换

热量，如图6—5所示。

按照进风方式的不同，空气预热器有单面进风、双面进风、多面进风之分。在大容量锅炉中空气需要量迅建增加，当单面进风时为保持合宜的风速、空气通道高度将会过高，空气横向冲刷管子的行程将减少．这样会降低传热温差，所以大容量锅炉中常采用多面进风方式，如图6—6所示。

热空气温度低于270℃可采用一级管式空气预热器。热空气温度高于270

需采用双级管式空气预热器或一级管式空气预热器及一级回转式空气预热器。图6—7为几种采用双级空气预热器时的布置图。当采用双级空气预热器布置时，一般采用图示的两级省煤器和两级空气预热器交

替布置的结构。图6—7(c)的布置只有当热空气温度高于350℃时才采用，因为一级回转式空气预热器可将空气加热到350℃。图6—7(d)的布置可将送人磨煤制粉系统温度较高的一次空气和将送入炉膛的温度较低的二次空气分别进行加热。

(二)回转式空气预热器

回转式空气预热器是一种蓄

热式预热器，它利用烟气和空气

交替地通过金属受热面来加热空

气。由于锅炉参数的提高、容量

的增大，管式空气预热器的受热

面也应明显地增加，这就给尾部受热面的布置带来了困难。因此

就要采用结构紧凑、外形尺

寸小的回转式空气预热器以

代替管式空气预热器。在同

样的条件下，回转式预热器

受热面的壁温较高、烟气腐

蚀较管式轻些，但回转式预

热器主要缺点是密封结构要求高，漏风量较大。 回转式空气预热器分为

受热面回转式和风罩回转式