国内外过热器再热器的布置及调温方式
第八章过热器和再热器
ϕ=
∆p h ∆o h
∆p= h
qp Ap Gp
qo A o ∆o= h G o
29
允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最 高许用值时的热偏差。
∆r h ϕr = ∆o h
ϕ p &数、流量不均、结构不均。
30
四、减少热偏差的措施 Measurements for reducing the heat deviation 1.受热面分段串联 2.段间连接采取措施 多管连接 3.在受热面具体结构上采取措施 均匀管束结构尺寸；减小管束前烟气 空间的深 度；增大联箱直径；短接、交叉连接屏式过热 器管子 如下图所示
31
32
第四节 汽温调节
Adjustment for temperature
●本节要求掌握不同受热面的汽温特性，调节汽温 常用的方法。 一、汽温要求Requirement for temperature ※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～－10℃。 二、汽温特性 Characteristics of temperature 1.对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷 的增加，汽温增加。 2.辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷 的增加，汽温降低。 如下图所示。
50
51
52
※积灰的危害：经济性、安全性 ※对于容易积粘结灰的燃料，必须采取相应措施： (1)选取有效的吹灰装置。 (2)正确设计和布置对流面。 顺列布置、大横向节距。 (3)在锅炉运行初期，及时投入吹灰装置，否则，如 果受热面已粘结了灰就不易清除。 (4)采用低温燃烧(炉膛燃烧热强度不过高) 。 (5)喷射添加剂。 (6)飞灰再循环等方法。
33
34
35
超临界锅炉过热器-再热器的汽温特性及调节分析
超临界锅炉过热器\再热器的汽温特性及调节分析摘要：本文对直流锅炉的过热器、再热器汽温特性、变化特点、汽温调节进行了简要分析，并结合我厂实际情况阐述锅炉汽温偏差产生的原因，提出超临界压力锅炉运行中应关注的问题，与电力同仁共勉。
关键词：直流锅炉超临界过热器再热器汽温21世纪以来，为了提高锅炉效率，最大限度的降低能源消耗，电站锅炉逐步向超临界锅炉方向发展。
超临界锅炉的汽温特性与传统的汽包炉汽温特性有明显的不同，汽温过高将引起管壁超温、金属蠕变寿命降低，会影响机组的安全性；汽温过低将引起循环热效率的降低。
根据计算，过热器在超温10～20℃下长期工作，其寿命将缩短一半以上；汽温每降低10℃，循环热效率降低0.5%，而且汽温过低，会使汽轮机排汽湿度增加，从而影响汽轮机未级叶片的安全工作。
通常规定蒸汽温度与额定温度的偏差值在-10～+5℃范围内。
下面对直流锅炉的汽温特性进行分析，不断摸索调整汽温的最佳手段，控制汽温在允许范围内，保证锅炉安全运行。
一、过热器或再热器汽温特性1、过热器或再热器出口汽温随锅炉负荷的变化规律称为过热器或再热器的汽温特性。
过热器的汽温特性如图1-1所示。
图1-1 过热器的汽温特性l―辐射式过热器；2、3―对流式过热器23随着锅炉负荷的变化，辐射式过热器的汽温特性与对流式过热器相反。
当锅炉负荷增加时，燃料消耗量和过热器中蒸汽的流量都相应增大，由于炉内火焰温度变化不大，辐射式过热器吸收的炉膛辐射热增大不多，相对于每干克蒸汽的辐射吸热量反而减小，因此辐射式过热器的出口汽温随锅炉负荷的增大而降低。
辐射式过热器的汽温特性见图1-1中的曲线1。
当锅炉负荷增大时，燃料消耗量增大，烟气流速增大，烟温升高、对流传热量增加，相对于每千克蒸汽的对流吸热量增加，因此对流式过热器的出门汽温随锅炉负荷的增大而增大。
对流式过热器的汽温特性见图1-1中曲线2、3，过热器离炉膛越远，过热器进口烟温越低，烟气对过热器的辐射换热份额越少，汽温随负荷增加而上升的趋势更加明显。
过热器与再热器
❖ 一般锅炉过热器总体呈对流汽温特性，若给水温度降低过 多，有可能引起过热蒸汽超温。运行经验标明，给水温度 降低10℃ ，过热 蒸汽温度增加4～5℃ ，燃煤耗量增加 0.65%。通常采用降低负荷运行方法保证过热器的安全。
❖ 大容量锅炉的烟道宽度相对较小，满足烟气流速度 的管排数后，就不能满足蒸汽流速的要求。因其管 内流通截面太小，蒸汽质量流速太大，超过工质压 降限制，所以通常以多管并联套弯的型式来满足蒸 汽流速的要求。通常，蛇形管有如图所示的单管圈 和多管圈结构。
蛇形管结构 （a）单管圈；（b）双管圈；（c）三管圈
❖ 过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。 在锅炉负荷或其他工况变动时应保证过热蒸汽温度正常，并 处在允许的波动范围之内。
❖ 随着蒸汽压力的提高，要求相应提高蒸汽温度，否则在汽轮 机尾部的蒸汽湿度会过高，影响汽轮机的安全。但过热汽温 又受金属材料的限制，日前，受金属材料的限制，绝大部分 锅炉的过热汽温仍保持在540～555℃的范围内，为避免汽轮 机尾部叶片蒸汽湿度太大，采用中间再热系统。
❖ 尾部烟井中低温过热器和低温 再热器一般采用错列布置，以 增强传热，但有的大型电站锅 炉将它们以顺列方式布置，以 便于吹灰和支吊。
s1/d＝2.0～3.5
s1/d＝3.0～3.5
管子的顺列和错列布置方式 （a）顺列 （b）错列
❖ 过热器和再热器并联蛇形管的排数主要由烟气速度 决定。其横向管间相对节距s1/d，顺列布置时选取 s1/d＝2.0～3.5，错列布置时取s1/d＝3.0～3.5。
4．包覆壁过热器
❖ 大型锅炉为了简化炉墙结构采用悬吊结构的敷管炉墙，在水 平烟道和尾部竖井烟道内壁象布置水冷壁那样布置过热器， 称为包覆壁过热器。
《过热器和再热器》课件
入口和出口集箱
用于连接过热器和再热器的主管道 ，收集和分配蒸汽。
蒸汽入口和出口
控制蒸汽进入和离开过热器和再热 器的位置。
03
02
蛇形管
由多个弯曲的小管组成，用于热能 的传导和交换。
支撑结构
用于支撑蛇形管和其他部件，确保 设备的稳定运行。
04
材料选择和制造工艺
材料选择
根据使用环境和工况选择耐高温、耐腐蚀、高强度和 高可靠性的材料。
VS
泄漏
设备泄漏不仅会影响正常运行，还可能引 发安全事故。为预防泄漏，应定期检查设 备各部件的密封性，及时更换损坏的密封 件。
04 过热器和再热器的应用和发展
CHAPTER
应用领域和案例分析
应用领域
电力、化工、石油、食品等工业领域。
案例分析
某电厂过热器和再热器的设计、选型和使用情况，以及在运行中遇到的问题和解决方案 。
过热器和再热器的设计和制造需要考虑到传热效率、耐久性、安全性和经 济性等多个因素。
对未来研究和发展的建议
01
随着技术的发展和环保要求的提高，过热器和再热器
的性能和效率需要进一步提高。
02
新型的传热材料、高效的传热技术、先进的控制系统
等将会被应用到过热器和再热器的设计和制造中。
03
未来的研究和发展应该注重提高过热器和再热器的能
作用
过热器和再热器的主要作用是提高蒸 汽的温度和压力，以满足汽轮机的需 求，从而提高发电效率。
工作原理
过热器
过热器通过燃烧燃料加热锅炉中的水 ，使水蒸发成蒸汽，并对蒸汽进行过 热处理，使其达到更高的温度和压力 。
再热器
再热器接收从汽轮机高压缸排出的蒸 汽，对其进行再热处理，使其达到更 高的温度和压力，然后送回汽轮机中 低压缸继续做功。
电站锅炉过热器和再热器的布置和特点
电站锅炉过热器和再热器的布置和特点一. 过热器与再热器结构型式1.对流过热器对流过热器布置在锅炉的对流烟道中，主要依靠对流传热从烟气中吸收热量。
在中小型锅炉中，一般采用纯对流式过热器，在大型锅炉中，采用复杂的过热器系统，然而对流过热器仍是其中主要的部分。
对流过热器有垂直布置和水平布置的两种型式。
垂直式过热器通常布置在炉膛出口的水平烟道中，其优点是结构简单，吊挂方便，结灰渣较少，得到了广泛的应用。
其主要缺点是停炉后管内积水难以排除，长期停炉将引起管子腐蚀。
在升炉时，由于内积存部分水，在工质流量不大时，可能形成气塞而将管子烧坏，因此在升炉时应控制过热器的热负荷，在空气没有完全排除以前，热负荷不应过大。
布置在尾部竖井中的对流过热器以及塔式和箱式锅炉的过热器采用水平布置的方式。
水平式过热器的优点是易于疏水排气，但支吊比较困难，在高烟温区通常采用管子吊挂的方式，以节省高合金钢的耗量。
对流过热器是由大量平行连接的蛇形管束所组成，其进出口与集箱相连，蛇形管采用外径为32-42mm的无缝钢管制成，壁厚3-7mm，由强度计算确定，过热器所用材料决定于其工作温度。
吊挂和定距零件由于没有工质冷却，工作温度高，通常采用高Cr，Ni材料。
过热器的布置按蒸汽与烟气的流动方向可成顺流、逆流、双逆流或混流布置，如图2.7-1所示。
逆流布置的温压最大，但工作条件最差，顺流布置的温压最小，耗用金属最多。
一般在低烟温区采用逆流，在高烟温区采用混流布置。
图7-18 过热器中蒸汽与烟气流动方向图（a）顺流（b）逆流（c）双逆流（d）混流过热器并联蛇形管的数目由蒸汽及烟气的流速确定。
蒸汽流速系根据管子必须的冷却条件和流动阻力不致过大的原则来选取。
通常过热器系统的总流动阻力应不超过过热蒸汽出口压力的10％。
过热器中烟气流速根据管子不受磨损和不易积灰以及通过技术经济比较来选择，在燃煤炉中，一般为10～14m/s，在油炉和气炉中，则可提高到20m/s。
过热器和再热器PPT课件
B G
Qar,netb
保证煤水比即可以维持汽温的稳定。实际过程中控制中间点温度。
7
第四节 过热器和再热器的汽温特性
• 再热器的汽温特性
– 再热器的汽温特性原则上与过热器的汽温特性相似，但又 有其不同的特点 。
– 再热器的汽温受进口汽温影响，其工质进口参数决定于汽 轮机高压缸的排汽参数。
• 定压运行时，锅炉负荷降低，汽轮机高压缸排汽温度降低，再热 器的进口汽温也随之降低，所以出口汽温一般随之下降。
低)
低少)
调温幅度（℃） ～16
～40
～50
延迟时间（s）
65
75
90
32
旁路系统示意图
图6-24 保护再热器的旁路系统示意图 1—锅炉；2—高压缸；3—再热器；4—中压缸；6—凝汽器；7—高压旁路；
8—低压旁路
33
• 为维持过热汽温，需要适当提高B/G比：B不变，适当减小G，但机组 负荷降低；满负荷时，G不变，必须增加B，锅炉超出力运行，需 注意受热面金属温度，防止超温
4）受热面的污染情况 • 水冷壁结渣，过热汽温有所下降；过热器结渣、积灰，过热汽温下降明 显。
5）燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式） • 火焰中心高度变化的影响类似于过量空气系数的影响。
3）给水温度
• 给水温度降低，产生一定蒸汽量所需的燃料量增加，与负荷变化相同， 对流传热量增加，辐射传热量变化较小。
• 对流式过、再热器汽温升高，辐射式过、再热器汽温基本保持不变。
4）受热面的污染情况 5）饱和蒸汽用量 6）燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式） 7）燃料种类和成分
各因素对过热汽温的影响综合表
9
第五节 运行中影响汽温的因素
过热器再热器
G
Gp G0
v0 vp
吸热多的管子→工质的比容大v→流量小→管壁冷却 差→壁温升高。 表现为强制工质流动受热面的流动特性（相对于自 然循环工质流动的自补偿特性而言）。
⑥ 减小热偏差的措施
过热器、再热器分级布置，级间联想混合
⑥ 减小热偏差的措施
沿烟道方向蒸汽交叉流动
⑥ 减小热偏差的措施
虽然管组出口蒸汽平均温度满足设计要求，但个别受热面管子（偏差管）吸热偏多，引起 该受热面管金属超温，造成高温蠕变损坏
① 蒸汽动力循环
T
1a
5
6b
4
3
2’ 2
s 2—3—4—5—6 6—1—b—a—2
1T2
T1
•过热：6—1 •再热：b—a
•平均初温增加，效率 提高—过热 温度取决于材料限值 •2点的干度高于2’ 干度大，对汽轮机损 害小—再热
① 蒸汽动力循环
T
1a
5
6b
4
3
2’ 2
s 2—3—4—5—6 6—1—b—a—2
对流式过热器出口汽温随负荷增 加而增加 燃料量和烟气量增加，流速增加
辐射式过热器出口汽温随负荷的 增加而减少 炉膛温度增加少、而蒸汽流量增 加大
半幅射式居中
④ 汽温特性
设计时采用适当比例的辐射式过热器，则可以达到 较平稳的汽温特性，
较小容量的锅炉以对流式过热器为主 大容量锅炉辐射式过热器比例增加。
屏位于炉膛内：热负荷是很高 安全要求： 质量流速700～1200kg/(㎡·s)。
② 辐射、半幅射式过热器、再热器
② 辐射、半幅射式过热器、再热器
布置在炉膛壁面上直接吸锅炉的过热吸热份额超过50% 300MW以上机组需考虑辐射式过热器 （2）降低炉膛出口烟温 （3）布置在高温区可降低金属耗量 （4）汽温特性平稳。
第七章过热器和再热器
第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。
在锅炉负荷或其他工况变动时应保证过热蒸汽温度正常，并处在允许的波动范围之内。
再热器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。
二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。
但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，现在蒸汽温度还维持在540℃左右。
过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，特别是再热蒸汽的吸热能力(冷却管子的能力)较差，如何使管子金属能长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。
在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应保持汽温稳定。
汽温的波动不应超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的气温；⑶尽量减少并联管间的热偏差。
三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必须确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗腐蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。
蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生变化。
主要是蒸汽参数变化时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了变化，从而引起了受热面布置的变化。
第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，按照不同的分类方式，其型式不同。
按照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。
一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，主要吸收烟气的对流放热量。
对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口分别用联箱连接。
1、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。
第八章：过热器和再热器的运行
2、烟气侧调节：通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法（如烟气再循环、摆动燃烧器）或改变流经过热器、再热器烟气量的方法（如分隔烟气挡板）调节汽温。热偏差是沿烟道宽度方向并列管子间因吸热不均和工质流量不均引起的现象。蒸汽焓增大于管组平均值的管子称为偏差管，热偏差程度用热偏差系数φ表示。
3、给水温度tgs：tgs降低，煤耗量B增加，炉内烟气量增加，出口烟温增加，对流受热面出口蒸汽温度因此升高，辐射式受热面的出口汽温影响不大。
4、燃料性质：燃煤中的M和A增加，烟气容积增大，烟气速度提高，而炉内温度水平降低，出口烟温升高，过热器出口汽温升高。煤粉变粗时，煤粉在炉内时间增长，火焰中心上移，导致汽温升高。
3、受热面不同程度的污染。
4、燃烧器负荷不一致，火焰中心倾斜；炉膛上部或过热器局部地区发生煤粉再燃烧。
5、炉膛出口烟气流的残余扭转。
◆重位丫头对热偏差的影响
垂直上升管屏中，如流动阻力损失相当大（锅炉高负荷时），若个别管圈热负荷偏高，则因偏差管中工质平均比容的增大而引起流动阻力增大，并促使其流量降低。但与此同时，因偏差管中工质密度减小而使上升管增加，可促使流量回升，因此在垂直上升管屏中，重位压头占总压降的主要部分，则重位压头很大，致使该管中可能流动停滞。减少热偏差的措施：运行中确保燃烧稳定；烟气均匀充满炉膛；适时投入吹灰器减少积灰和结渣，沿炉膛宽度方向速度场和温度场尽量均匀。
◆过热器和再热器的汽温特性：锅炉负荷变化时，过热器与再热器出口的蒸汽温度跟随变化的规律称为汽温特性。
◆影响汽温的因素：
1、锅炉负荷：对流式过热器的出口气温是随着负荷的增加而增大的。采用辐射——对流式受热面，可获得较为平坦的汽温变化特性。减小汽温调节幅度，提高机组对负荷变化的适应性。
过热器和再热器
增强对流换热的措施
鳍片管
肋片管
内螺纹管
辐射和半辐射 过（再）热器的分类
屏式：炉膛上部，作高温段使用 屏式：炉膛上部， 壁式：墙式， 壁式：墙式，作低温段使用
屏 式 过
后屏 大屏 半大屏
热 器 的 布 置
中间点温度修正的相关量
锅炉负荷 分离器压力 喷水/给水比 喷水 给水比
过热汽温细调
锅炉调节中受影响的因素很多， 锅炉调节中受影响的因素很多，只靠燃水比的粗 调是不够的 可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此， 可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此， 一般在屏式过热器的入口处和高温过热器(末级过 一般在屏式过热器的入口处和高温过热器 末级过 热器)的入口处分别布置一级和二级减温水 热器 的入口处分别布置一级和二级减温水 喷水减温器调温惰性小、反应快， 喷水减温器调温惰性小、反应快，开始喷水到喷 水点后汽温开始变化只需几秒钟， 水点后汽温开始变化只需几秒钟，可以实现精确 的细调。 的细调。 必须注意的是，要严格控制减温水总量， 必须注意的是，要严格控制减温水总量，以保证 有足够的水量冷却水冷壁；投用时， 有足够的水量冷却水冷壁；投用时，尽可能多投 一级减温水，少投二级减温水， 一级减温水，少投二级减温水，以保护屏式过热 器。
过热汽温的粗调
煤水比的调节的主要温度参照点是中间点 (即内置式分离器出口处 焓值 或温度 。锅 即内置式分离器出口处)焓值 或温度)。 即内置式分离器出口处 焓值(或温度 炉负荷大于40％ 炉负荷大于 ％MCR时，分离器呈干态， 时 分离器呈干态， 中间点温度为过热温度。 中间点温度为过热温度。 当负荷变化，燃水比控制的不准确， 当负荷变化，燃水比控制的不准确，中间 点就会偏离设定值，应及时调节燃水比， 点就会偏离设定值，应及时调节燃水比， 消除中间点温度的偏差。 负荷增大， 消除中间点温度的偏差。如：负荷增大， 给水增加，燃料量未增加，则中间点温度 给水增加，燃料量未增加， 下降，此时必须及时增加燃料量。 下降，此时必须及时增加燃料量。
过、再热汽温变化的影响因素及调节方法
汽温特性——锅炉负荷变化时，过热器与再热器
出口蒸汽温度跟随变化的规律。（负荷对汽 温影响）
℃
1 —辐射式过热器 2 —半辐射式过热器 3 —对流式过热器
汽 温
额定汽温
本厂2*300MW单元机组，锅炉形式为亚临界、 一次中间再热、自然循环锅炉，汽轮机形式为亚 临界、单轴、双缸、双排汽、中间再热凝汽式。 以此机组为例分析气温影响因素及调节方法。
★汽温的调节方式
蒸汽侧调节方法 烟气侧调节方法
★各类汽温调节方式的基本要求为：
①调节范围广（60/70—100%负荷）； ②调节惯性或延迟时间小，灵敏度好； ③结构简单可靠，维护工作量小； ④附加的金属消耗量和能量消耗量小；
⑤对电站循环热效率影响小。
蒸汽侧的调节，是指通过降低蒸汽的焓值来调
节温度。例如喷水式减温器向过热器中喷水，喷 入的水的加热和蒸发要消耗过热蒸汽的一部分热 量，从而使汽温下降，调节喷入的水量，可以达 到调节汽温的目的。
过、再热汽温变化的影响因素及 调节方法
—白文方
一 、过、再热汽温变化的影响因素
控制汽温的重要性，影响汽温变化的因素。
二、过热器、再热器汽温调节方法
蒸汽侧和烟气侧调温方法与原理，汽温调节选择 原则。
过热器—将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热 面部件； 再热器—将汽轮机高压缸排汽重新加热到额定再热温 度的锅炉受热面部件。
汽温影响因素：锅炉的受热面设计时，规定了锅炉的 燃料特性、给水温度、过剩空气系数和各种热损失等 额定参数，但实际运行时由于各种扰动，不能获得设 计预定的工况，导致锅炉的蒸汽参数发生变化。
内扰—由锅炉设备本身的工作条件变化所引起，如受 热面积灰、结渣，烟道漏风等因素； 外扰—由锅炉外部的条件引起时，如用户对锅炉负荷 需要的变化随时间而变化。
电站锅炉过热器和再热器的布置和特点
电站锅炉过热器和再热器的布置和特点一. 过热器与再热器结构型式1.对流过热器对流过热器布置在锅炉的对流烟道中，主要依靠对流传热从烟气中吸收热量。
在中小型锅炉中，一般采用纯对流式过热器，在大型锅炉中，采用复杂的过热器系统，然而对流过热器仍是其中主要的部分。
对流过热器有垂直布置和水平布置的两种型式。
垂直式过热器通常布置在炉膛出口的水平烟道中，其优点是结构简单，吊挂方便，结灰渣较少，得到了广泛的应用。
其主要缺点是停炉后管内积水难以排除，长期停炉将引起管子腐蚀。
在升炉时，由于内积存部分水，在工质流量不大时，可能形成气塞而将管子烧坏，因此在升炉时应控制过热器的热负荷，在空气没有完全排除以前，热负荷不应过大。
布置在尾部竖井中的对流过热器以及塔式和箱式锅炉的过热器采用水平布置的方式。
水平式过热器的优点是易于疏水排气，但支吊比较困难，在高烟温区通常采用管子吊挂的方式，以节省高合金钢的耗量。
对流过热器是由大量平行连接的蛇形管束所组成，其进出口与集箱相连，蛇形管采用外径为32-42mm的无缝钢管制成，壁厚3-7mm，由强度计算确定，过热器所用材料决定于其工作温度。
吊挂和定距零件由于没有工质冷却，工作温度高，通常采用高Cr，Ni材料。
过热器的布置按蒸汽与烟气的流动方向可成顺流、逆流、双逆流或混流布置，如图2.7-1所示。
逆流布置的温压最大，但工作条件最差，顺流布置的温压最小，耗用金属最多。
一般在低烟温区采用逆流，在高烟温区采用混流布置。
图7-18 过热器中蒸汽与烟气流动方向图（a）顺流（b）逆流（c）双逆流（d）混流过热器并联蛇形管的数目由蒸汽及烟气的流速确定。
蒸汽流速系根据管子必须的冷却条件和流动阻力不致过大的原则来选取。
通常过热器系统的总流动阻力应不超过过热蒸汽出口压力的10％。
过热器中烟气流速根据管子不受磨损和不易积灰以及通过技术经济比较来选择，在燃煤炉中，一般为10～14m/s，在油炉和气炉中，则可提高到20m/s。
什么是过热器或再热器的顺流、逆流、混合流布置方式？这些布置方式有何特点？
什么是过热器或再热器的顺流、逆流、混合流布置方式？这些布置方式有何特点？
关键词:
方式
再热器
过热器
什么是过热器'>过热器或再热器'>再热器的顺流、逆流、混合流布置方式'>方式？这些布置方式'>方式有何特点？
过热器'>过热器或再热器'>再热器的布置，按工质与烟气的相对流动方向可分为顺流、逆流、混合流等方式。
工质与烟气流动方向一致时称顺流，相反时称逆流，顺流与逆流兼有时称为混合流。
顺流布置的过热器和再热器，传热温差较小，所需受热面较多，蒸汽出口处烟温较低，受热面金属壁温也较低。
这种布置方式工作较安全，但经济性较差，一般使用于蒸汽温度最高的末级（高温段）过热器或再热器。
逆流布置时，具有较大的传热温差，可节省金属耗量，但蒸汽出口恰好处于较高的区域，金属壁温高，对安全不利。
这种布置方式一般用于过热器或再热器的低温段（进口级），以获取较大的传热温差，又不使壁温过高。
混合布置是上述两种布置方式的折中方案，在一定程度上保留了它们的优点，克服了它们的缺点。
过热蒸汽和再热蒸汽及减温水系统
过热蒸汽和再热蒸汽及减温水系统一、设备资料1.我厂炉膛内前墙布置有六片中温过热器管屏、六片高温过热器管屏，六片高温再热器管屏及一片水冷隔墙，后墙布置两片水冷蒸发屏。
尾部采用双烟道结构，前烟道布置了三组低温再热器，后烟道布置四组低温过热器。
2.过热器系统中设有两级喷水减温器，分别布置与屏过前后。
再热器系统中布置有事故喷水减温器和微喷水减温器，分别布置于低再前后。
过热器减温水来自给水母管，再热器减温水来自给水泵中间抽头。
3.低温过热器、低温再热器管组采用长伸缩式吹灰器吹灰，低温过热器管组间8只，低温再热器管组间6只。
过热器安全阀再热器入口安全阀再热器出口安全阀过热器出口电磁泄放阀二、过热蒸汽及其减温水系统1.过热蒸汽流程从汽包分离出来的饱和蒸汽从汽包顶部的蒸汽连接管引出。
饱和蒸汽从汽包引出后，由饱和蒸汽连接管引入冷却式旋风分离器入口烟道的上集箱，下行冷却烟道后由连接管引入冷却式旋风分离器下集箱，上行冷却分离器筒体之后，由连接管从分离器上集箱引至尾部竖井侧包墙上集箱，下行冷却侧包墙后进入侧包墙下集箱，由包墙连接管引入前、后包墙下集箱，向上行进入中间包墙上集箱汇合，向下进入中间包墙下集箱，即低温过热器进口集箱，逆流向上对后烟道低温过热器管组进行冷却后，从锅炉两侧连接管引至炉膛顶部中温过热器进口集箱，流经中温过热器受热面后，在炉前从锅炉两侧连接管引至炉前高温过热器进口集箱，最后合格的过热蒸汽由位于炉膛顶部的高过出口集箱两侧引出。
2.过热蒸汽温度调节方式过热器系统采取调节灵活的喷水减温作为汽温调节和保护各级受热面管子的手段，整个过热器系统共布置有两级喷水。
一级减温器（左右各一台）布置在低过出口至屏过入口管道上，作为粗调控制屏式过热器出口温度，保护屏式过热器；二级减温器（左右各一台）位于屏过与高过之间的连接管道上，作为细调控制高过出口温度，保证蒸汽参数合格，其主环和付环均为比例积分调节。
3.过热器设计规范4.启动初期过热器温的调整（1）应采用一、二级减温器喷水调节，维持进入屏式过热器和高温过热器的蒸汽温度至少有11℃的过热度。
过热器、再热器超温问题及防治
锅炉立体图
过热器、再热器
1.1.1 过、再热器汽温控制的重要性
过热和再热蒸汽是电站锅炉的最终产品， 而合格蒸汽标志—蒸汽温度的稳定是衡量 锅炉运行质量的一个重要指标！
3、过热器、再热器超温问题及防 治 烟温偏差的方法
内容说明
一 、影响过热器、再热器汽温变化的原因
控制汽温的重要性，汽温允许偏差，影响汽温变 化的因素等。
二、过热器、再热器汽温调节方法
蒸汽侧则等。(简单介绍)
三、过热器、再热器热偏差的原因及其后果
汽温的允许偏差
—汽温偏高影响 超出极限值 10—20℃→寿命↓一半
例子：12Cr1MoV钢管在585℃工作温度下有10万小 时的持久强度，温度上升到595℃，持久强度仅为3 万小时。如严重超温时，更会发生短期过热爆管。 估算：采用拉尔逊－米勒公式可计算获得锅炉受热 面管子寿命与其工作温度之间的关系：
汽温偏低主要影响机组运行的经济性，根据国 内外运行经验，过热汽温每降低10℃，对于超 高压锅炉到亚临界压力锅炉，汽耗将增加1.3～ 1.5％，大约会使循环效率降低0.3～0.5％，增 加煤耗约0.18％，相当于多耗煤1g/kW· h左右； 再热汽温低10℃，增加煤耗约0.225％。 对亚临界压力机组，当过热器/再热器温度由 535/535℃提高到566/566℃，热耗下降约1%左 右，若采用两次再热，热耗可下降1.5～2%。
过热器—将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面 部件； 再热器—将汽轮机高压缸（或中压缸）排汽重新加热到 额定再热温度的锅炉受热面部件。 汽温变化原因：锅炉的受热面设计时，规定了锅炉的燃 料特性、给水温度、过剩空气系数和各种热损失等额定 参数，但实际运行时由于各种扰动，不能获得设计预定 的工况，导致锅炉的蒸汽参数发生变化。
过热器与再热器
39-37
（二）再热器的结构特点
国产再热机组大多布置在烟温不超过 850℃的对流烟道中。
为限制再热器的压力降，一般采取以下措 施：
（1）适当降低再热器中蒸汽的质量流速。 推荐对流再热器的质量流速w= 250∼400 kg /(m2•s)，辐射再热器w =1000∼1200 kg /(m2•s) 。
对于高压煤粉炉，就必须把部分过热 器布置在炉膛内。超高压、亚临界压力和 超临界压力的锅炉，上述布置特征就更明 显了。并且还把部分再热器布置在炉膛内。
39-8
第二节 过热器与再热器的型式结构
按传热方式分类，过热器可分为对流型、 辐射型及半辐射型三种型式。
高压以上的大型锅炉大多采用辐射、半
辐射与对流型多级布置的联合型过热器。过
（2）再热器受热面管子直径与联箱直径较 大；管圈数增多，管间节距增大。
（3）简化再热器系统。
39-38
为了维持再热器的管壁金属温度低于 其金属材料的许用温度，可采取以下措施：
（1）再热器大都为对流型受热面，并 布置在高温对流过热器后的烟道内；
（2）有的锅炉把部分再热器做成壁式 受热面布置在炉膛上部吸收炉膛辐射传热 量或做成后屏再热器布置在后屏过热器之 后作为第二后屏。
39-14
（二）放置方式
蛇形管垂直放置时称为立式放置。立 式放置对流过热器都布置在水平烟道内。 蛇形管水平放置时称为卧式放置方式，卧 式对流过热器都布置在垂直烟道内。
立式过热器的优点是支吊比较方便 （见图8-7 ），它的缺点是停炉时管内积水 不易排出，锅炉点火时由于通汽不畅易使 管子过热。
卧式过热器虽然疏水、排汽比较方便， 但支吊结构比较复杂（见图8-8 ）， 常以 有工质冷却的受热面管子作为悬吊管。
第七章过热器和再热器
第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有必然温度的过热蒸汽。
在锅炉负荷或其他工况变更时应保证过热蒸汽温度正常，并处在许诺的波动范围之内。
再热器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。
二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。
但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，此刻蒸汽温度还维持在540℃左右。
过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，专门是再热蒸汽的吸热能力 (冷却管子的能力)较差，如何使管子金属能长期平安工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。
在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应维持汽温稳固。
汽温的波动不该超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有靠得住的调温手腕，使运行工况在必然范围内转变时能维持额定的气温；⑶尽可能减少并联管间的热误差。
三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必需确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗侵蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。
蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生转变。
主若是蒸汽参数转变时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了转变，从而引发了受热面布置的转变。
第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，依照不同的分类方式，其型式不同。
依照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。
一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，要紧吸收烟气的对流放热量。
对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口别离用联箱连接。
一、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。
第七章 过热器和再热器
1. 蒸汽侧调温方法
（2）喷水减温器
a. 原理：将减温水直接喷入过热蒸汽中，使其雾化、吸热蒸发 b. 冷源：给水 c. 优点：结构简单，调节灵敏，调温幅度大，压损小 d. 缺点：减温水品质要求高
2020年1月28日
2020年1月28日
2020年1月28日
1. 蒸汽侧调温方法
（3）烟气再循环
a. 原理：将省煤器后烟气（250~350℃）由再 循环风机抽出再送回炉膛
b. 再循环烟气进入炉膛位置 上部 下部
c. 优点：调节幅度大，灵敏度高；均匀炉膛热 负荷，降低水冷壁温度；再热器受热面积减少， 节约材料
d. 缺点：再循环风机增加电耗，磨损严重，可 靠性差；q2增加
2020年1月28日
2020年1月28日
二、影响热偏差的因素
2. 流量不均系数
（1）连接方式
（2）热力不均对流量不均的影响
G
K0 v0 Kp vp
2020年1月28日
三、减小热偏差的措施
1. 结构设计方面
（1）分级布置，中间混合 （2）沿烟道宽度方向左右交叉流动（过热器适用）
2020年1月28日
三、减小热偏差的措施
2020年1月28日
五、汽温特性
过（再）热器出口汽温随锅炉 负荷变化的关系
1. 汽包锅炉
（1）过热器 （2）再热器
2. 直流锅炉
3. 蒸汽温度与额定值偏差
（1）过热器：±5℃ （2）再热器：＋5℃和－10℃
2020年1月28日
六、典型的过热器与再热器系统
1. 系统布置原则
（1）满足蒸汽参数要求 （2）具有灵活调温手段 （3）运行中管壁不超温 （4）较高经济性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国内外二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式(王萌 201200181172 热A)摘要：二次中间再热技术是提高火电机组热效率的一种有效方法。
本文从国内三大锅炉厂（上锅、哈锅、东锅）和国外经典二次再热机组日本姬路第二电厂6号机组入手，主要论述了，超超临界二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式，并评价了其优缺点。
关键字：上锅哈锅东锅日本姬路第二电厂过热器再热器调温方式我国是以煤炭为主要一次能源的国家，火力发电在我国电力生产中占有主导地位。
在很长一段时间内，我国的能源结构不会发生大的改变。
我们所要做的就是提高燃煤的利用效率和降低燃煤机组的污染物排放来改善能源紧张的情况和环境污染的压力。
提高火电机组发电效率是我国电力行业发展的必然趋势。
二次中间再热技术是提高机组热效率的一种有效方法。
一般再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右。
采用再热系统可使电站热经济性提高约4%~~5%。
二次再热可使循环热效率再提高2%。
二次再热系统中蒸汽在超高压缸和高压缸中做功后会分别在锅炉的一次再热器和二次再热器中再次加热。
相比一次再热系统，二次再热系统锅炉增加一级再热系统，汽轮机则增加一级循环做功。
本文将从国内外典型的二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式进行说明，并对其优缺点进行评价。
1.上海锅炉厂新型二次再热超超临界锅炉机组1.1上海锅炉厂二次再热锅炉典型举例以国电泰州二期工程为例。
国电泰州电厂二期2×1000MW超超临界二次再热燃煤发电示范项目是国内首个百万级超超临界二次再热机组。
机组发电效率高达47.94%，比当今世界最好的二次再热发电机组效率47%高0.94%，比国内常规投运一次再热发电机组最高效率45.82%高 2.12%。
机组设计发电煤耗256.2g/kWh，比当今世界最好水平低5g/kWh。
项目采用二次再热综合提效技术较常规百万机组降低发电煤耗约10g/ kWh。
与常规百万级超超临界机组相比，CO2、SO2、 NOx、粉尘排放量减少5%以上。
1.2过热器及再热器的布置过热器受热面的布置为顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器、屏式过热器、末级高温过热器；再热器受热面布置为二级布置，低温再热器和高温再热器。
锅炉的蒸汽温度是温度参数为600/610/610℃，其正负偏差都会影响火力发电设备的正常运行，甚至造成故障，所以要对蒸汽温度进行调节。
过热器的调温方式为二级减温水和燃烧器倾角，煤水比。
喷水减温过热器利用锅炉给水作为减温水直接喷入过热蒸汽中，使其雾化、吸热蒸发，达到降低蒸汽温度的目的。
第一级喷水减温器位于屏式过热器前，主要作用是保护屏式过热器；第二级喷水减温器位于末级高温过热器之前。
水的喷射依靠冷凝器和减温器之间的压差来实现，不需专门的减温水泵。
喷水减温器的特点是结构简单，调温幅度大(可达50℃--65'C)，调节温度灵敏，减温器出口的气温延迟时间仅为5~~10s，压力损失小，一般不超过50kPa，易于实现自动化，锅炉中普遍采用。
但是由于由于减温水直接与水蒸气混合，故对水质要求较高，其品质不能低于蒸汽品质。
再热器的调温方式为双烟道烟气挡板、过量空气系数和摆动燃烧器。
对于烟气挡板调温方式，是将塔式锅炉的对流竖井上部烟道分成两部分，分别布置再热器和过热器。
调节分隔烟道下部烟道挡板的开度。
如负荷降低时，开大装有再热器一侧的烟道挡板，关小另一侧烟道挡板，就可提高再热蒸汽温度。
结构简单、操作方便，在调节再热汽温时，对炉膛燃烧工况影响小，调温幅度大。
但是汽温调节的延迟时间太大，挡板开度与汽温变化不成线性关系，开度的有效范围仅为0~~40%，挡板开的较大时易引起磨损，关的较小又易引起积灰。
改变燃烧器的倾角可直接影响炉膛内燃烧工况来调节汽温。
这种调温方法具有调温比较灵敏，时滞较小且过热器和再热器布置在延期高温区域，受热面积小及锅炉钢耗较低等优点。
同时这种方法也有一定的问题。
燃烧器的倾角不宜过大，下倾角过大会造成冷灰斗区域结渣，上倾角过大又会增加燃料的未完全燃烧热损失。
由于烟气温度变化同时作用在整个过热系统上，也影响了过热汽温的同向变化。
过量空气系数调温即向炉底注入新鲜空气，改变炉内传热工况。
2.哈尔滨锅炉厂二次再热超超临界锅炉机组2.1过热器及再热器的布置过热器受热面的布置为低温过热器、分隔屏过热器、屏式过热器、高温过热器。
低温再热器和低温过热器分别布置于尾部烟道的前、后竖井中，逆流布置。
在上炉膛、折焰角和水平烟道内分别布置分隔屏过热器、屏式过热器、高温过热器、高温再热器，因为烟温较高，采用顺流布置。
再热器的受热面布置为二级布置，低温再热器和高温再热器。
低温再热器布置在尾部烟道的前竖井中，逆流布置。
在水平烟道中布置高温再热器，因为烟温较高，顺流布置。
锅炉的蒸汽参数为566/566/566℃。
过热器的调温方式为三级减温水和改变燃烧器倾角。
燃烧器的倾角不宜过大，下倾角过大会造成冷灰斗区域结渣，上倾角过大又会增加燃料的未完全燃烧热损失。
在调节过程中，主要以改变燃烧器倾角为主要修正方式，以混合式减温水的喷水量为辅助方式，按照汽温特性，当锅炉负荷降低时，过热器系统汽温的总变化趋势是下降的，因此应减少过热减温水量，但是由于燃烧器向上摆动，使炉膛出口烟温升高，从而使过热器系统的吸热量增加，尤其是辐射受热面吸热量显著增加。
这时，汽温变化总趋势不是下降而是升高，因此，低负荷时反而需要增加过热减温水量；反之，高负荷时减少过热减温水量。
再热器的调温方式为尾部调温挡板和燃烧器倾角。
锅炉尾部对流烟道分为两部分，低温再热器和第温过热器分别置于尾部烟道的前烟道和后烟道，下面布置省煤器。
通过调节布置在省煤器下方的烟气挡板的开度来改变低过和低再侧的烟气量进行汽温调节。
尾部调温挡板的调节对于过热汽温和再热汽温均有影响，不影响炉内的燃烧特性及高温受热面的辐射传热特性，调温方式安全、可靠；但调温反应时间较长，符合变化可与事故减温水配合使用，烟气侧阻力引起引风机能耗增加，挡板有较大的磨损。
改变燃烧器倾角不宜作为再热蒸汽调节的主要手段，可以作为对于煤种适应性和负荷变化是的辅助调温手段。
烟气挡板调温方式比喷燃烧器摆动调温方式更为有效，运行中再热器可以不投减温水，使机组循环效率不会因喷入减温水而降低。
但对烟气调节挡板的制造工艺和可靠性要求较高。
3.东方锅炉厂二次再热超超临界锅炉机组3.1过热器及再热器的布置过热器受热面的布置为顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器、屏式过热器、末级高温过热器；再热器受热面布置为二级布置，低温再热器和高温再热器。
3.2过热器、再热器的调温方式及其优缺点过热器的调温方式为煤水比，三级减温水，燃烧器倾角。
和上海锅炉厂的过热器调温特性基本相同。
再热器的调温方式为尾部调温挡板，燃烧器倾角，事故喷水、尾部调温挡板的调节对于过热汽温和再热汽温均有影响，不影响炉内的燃烧特性及高温受热面的辐射传热特性，调温方式安全、可靠；但调温反应时间较长，符合变化可与事故减温水配合使用，烟气侧阻力引起引风机能耗增加，挡板有较大的磨损。
4.国外经典二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式日本姬路第二电厂6号炉系二次再热超临界压力锅炉采用了二次再热以及表面式热交换器来控制温度。
过热器类型为辐射式和对流式混合。
一次再热器布置在尾部平行烟道的一侧(锅炉前侧)，由烟道出口处的烟气挡板调节一次再热器的出口蒸汽温度。
二次再热器的水平段布置在尾部平行烟道的另一侧(锅炉后侧)，其垂直段布置在水平烟道的烟温较高处。
二次再热器出口汽温是由布置在水平段与垂直段之间的管壳式热交换器(表面式减温器)进行调节。
在热交换器内水平段二次再热器的出口蒸汽(高温工质)与省煤器进口的一部分给水(低温工质)进行热交换。
通过调节阀调节热交换器进口的给水量来控制热交换量，使二次再热器的出日蒸汽温度保持在规定值。
再热蒸汽通过热交换器降低温度，然后进入垂直段二次再热器，而来自热交换器的给水在炉膛第3回路进口处与流经省煤器、炉膛第1回路及炉膛第2回路的工质汇合。
5.小结项目名称哈锅（HG）东锅（DG）上锅（SG）过热器系统低过、分隔屏、屏过、高过顶棚+包墙、低过、屏过、高过顶棚+包墙、分隔屏、屏过、高过过热蒸汽调温方式煤水比三级减温水燃烧器倾角煤水比二级减温水煤水比二级减温水燃烧器倾角再热器系统低温再热器高温再热器低温再热器高温再热器低温再热器高温再热器再热蒸汽调温方式尾部调温挡板燃烧器倾角事故喷水尾部烟气挡板事故喷水燃烧器倾角过量空气系数事故喷水参考资料：①王刚--中国动力工程学会超超临界机组技术交流2013年会--上海锅炉厂有限公司技术部高级工程师②黄莺--中国动力工程学会超超临界机组技术交流2013年会--哈尔滨锅炉厂二次再热锅炉研发现状哈尔滨锅炉厂锅炉研究所高级工程师/副所长黄莺③超超临界机组技术交流2014年会--国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电示范项目设计回顾④宋宝军--超临界直流锅炉再热蒸汽汽温调温方式探讨-=电站系统工程-第29卷第3 期2013 年5 月⑤王振雷李奕-=哈锅1000MW超超临界锅炉技术特点简介=-电站系统工程-第22卷第5期2006 年9月⑥姚丹花徐雪元--上海锅炉厂有限公司超(超)临界锅炉主要技术特点--锅炉技术--第40卷第4期2009 年7月⑦高昊天范浩杰董建聪张忠孝--超超临界二次再热机组的发展--锅炉技术-- 第45卷第4期2014 年7月。