第八章省煤器和空气预热器分解
第章省煤器与空气预热器
第章：省煤器与空气预热器节能减排一直都是环保领域的重要议题和热点话题，而对于锅炉系统，省煤器和空气预热器则是最基础也是最有效的节能设备之一。
本文将从省煤器和空气预热器的基本原理、优势和应用方面进行讲解。
省煤器基本原理锅炉在发挥燃烧产生热量的同时，大量的热气流失在烟气中，而省煤器则是将烟气排出前的余热收回，在进入锅炉燃烧室之前预先加热水并提高锅炉的热效率，从而实现锅炉燃料的节约和减少烟气排放。
当烟气经过省煤器时，其温度下降，水冷却的同时烟气释放的热量被吸收，温度进一步降低，这样减少了烟气温度，同时烟气中所含的水蒸气在低温下会凝结成水滴，因此降低了烟气的排放温度，实现了余热回收和烟气排放的减少。
优势省煤器作为节能设备具有明显的经济性和环保性，其主要优势包括:1. 减少燃料消耗省煤器的出现使锅炉在燃烧过程中，通过烟气余热回收减少了锅炉燃料的消耗。
2. 热效率提高烟气中含有的温度可以最大限度地通过升温水的方式来发挥热效益，从而提高了锅炉的热效率。
3. 烟气排放降低烟气的进一步清洁也是省煤器的一个重要作用，通过余热回收，烟气所含的一些污染物质也得到了处理。
这样能够有效降低烟气排放浓度和排放量。
应用方向目前，省煤器的应用已经相当普及，主要应用在各种工业锅炉、发电厂的锅炉和城市集中供暖的锅炉中。
而在我国，锅炉尤其是工业锅炉的主力消费者——煤炭工业中，由于煤炭资源相对丰富且价格低廉，工业锅炉使用省煤器显得更为有利。
空气预热器基本原理空气预热器的主要作用是通过预热空气的方式来增加锅炉燃烧室内的氧气浓度和温度，进而提高了锅炉对燃料的利用效率和燃烧稳定性，同时也可以减少烟气中的氮氧化物排放。
工作时，烟气通过空气预热器，将空气预热至一定温度后，进入锅炉燃烧室提供充足的氧气以加快煤炭等燃料的燃烧，从而提高整个锅炉热效率。
优势空气预热器作为一种流行的节能设备，主要优势包括:1. 增加热效率空气预热器可以预先加热空气，使得空气中的氧气温度提高，同时也保证了氧气的充足，从而提高了锅炉的热效率。
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。
华北电力大学锅炉原理第八章省煤器和空气预热器ppt课件
缘由：飞灰呈熔融状的黏性颗粒黏附在管壁上； 位置：炉膛受热面及高温对流受热面的入口处， 2〕高温黏结灰 缘由：钠、钾、钙、硅等氧化金属在高温环境中发 生氧化物的升华，氧化金属呈分子形状冷凝在受 热面上，与烟气中SO3构成硫酸盐，有黏性，大量 捕捉飞灰，位置：炉膛受热面及高温对流受热面。
空气温度上升速度比烟气温度下降得快〕 为保证上级空气预热器上管板的平安， 必需在空气预热器之间夹一级省煤器，省煤器也
为双级布置〔省煤器构造复杂〕。
由于尾部采取了双级布置，那么存在热量的 合理分配的问题。
第八章省煤器和空气预热器 锅炉尾部受热面或低温受热面
第一节 概述 第二节 省煤器 第三节 空气预热器 第四节 低温受热面的布置 第五节 锅炉尾部受热面烟气侧的腐蚀 第六节 锅炉尾部受热面烟气侧的积灰和磨损
3〕低温黏结灰
缘由：飞灰与冷凝在受热面上的硫酸溶液构成水泥状物质， 呈硬结状，堵死，并加重低温腐蚀。
位置：空气预热器受热面
4〕松散积灰
缘由：飞灰中10~20微米颗粒，冲刷管束时，背风区产生旋 涡，进入旋涡区的灰颗粒分子吸附力大于其质量，在静 电力、外表粗糙度作用下，积灰最后到达平衡形状。易 去除，与烟气流速有关。
三、管式空气预热器
一〕构造 直径为40~51mm、壁厚为1.25~1.5mm的普通薄壁
钢管 密集陈列、错列布置，组成立方体型的管箱， 数个管箱陈列在尾部烟道中。 二〕主要特点 体积大，数倍于回转式空气预热器，金属耗量大， 易受腐蚀，损坏，不易改换，清灰困难，管板易发
生变形， 漏风较小，运转方便，运用较少。
三、支吊方式
1．支承—只用于小型锅炉；
2．悬吊—集箱在烟道中，减少穿墙管的数目，以出 水引出管为悬吊管，有利于热膨胀，大型电站锅 炉普遍采用。
省煤器和空气预热器
空气侧又分为一次风通 道及二次风通道 烟气流经转子，烟气放 热降温，蓄热元件吸热升 温 蓄热元件旋转到空气侧， 将热量释放给空气
空预器漏风的测定
漏风率定义： 漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气质量之比 ——GB 10184-88 电站锅炉性能试验规程
漏风率的测定：测定空预器进出口的烟气含氧量O2，计算进 出口空气过剩系数， 根据GB 10184-88 （附录K、式47）计算
1684 31
1684 31 277 67
低再 1.2 555 312.1 452
8.43
31
3874 51.7 3874 52 263 51
省煤器 空预器
1.2
1.2
296 130
249
20
330.7 240
9.11 10.6
0.63 18.9
14727 28224
78.3
46
14727 28224
八．省煤器和空气预热器
Economizer& air heater
1. 省煤器
利用锅炉尾部烟气 的热量加热给水，提高 进入汽包的给水温度， 减少蒸发受热面 降低排烟温度，提 高锅炉效率 改善汽包工作条件。 提高进入汽包的给水温 度，减小汽包壁的热应 力 降低锅炉成本。省煤 器管比水冷壁管价格低 得多。
φ48X6 149排，横向节距120mm 4管头，纵向78排 纵向节距97mm
300MW CFB 锅炉（FW） 3管头，纵向28排
600MW 超临界煤粉炉
•上下两组，逆流布置 •蛇形管：Φ50.8×7.1 （SA-210C），4管圈绕 •横向节距114.3mm，192排 •省煤器进口集箱： φ508×88，SA-106C； •省煤器出口集箱： φ508×88，SA-106C。
省煤器和空气预热器
三分仓回转式空气预热器
三分仓回转式空气预热器在二分仓 预热器的基础上，将空气通道一分 为二，用密封件将它们隔开，成为 各自独立的一次风通道和二次风通 道，烟 气通道则与二分仓的相同
但现代电站锅炉根据燃烧的需要， 对一、二次风要求的风量、风温及 压力是不同的，因此出现了三分仓 的受热面转动回转式空气预热器， 它有两股空气进入预热器，分别流 过被烟气加热的波形板受热面，以 得到不同的风温、压力。
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。
如图2-78所示，在汽包下部与省煤 器入口装一根再循环管
给水经省煤器的入口汇集联箱分别供至前后的省 煤器入口联箱。省煤器向上形成共 4 排吊挂管， 用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器。
二、空气预热器
空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热 交换装置。由于它工作在烟气温度最低的区域，回收了烟气热量， 降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。同时由于燃烧空气温度的 提高，有利于燃料的着火和燃烧，减少燃料不完全燃烧热损失。
空气预热器作用： 1 降低排烟温度，提高锅炉效率 2 改善着火条件，强化燃烧过程，减少不完全燃烧热损失 3 提高炉膛温度，强化炉膛辐射换热、减少水冷壁受热面 4 给制粉系统提供干燥剂
空气预热器型式
一、低温烟气与空气间间的换热方式 1)间壁式换热：通过壁面的导热，冷热流体不接触 2)再生式换热：冷热流体轮流接触受热面的蓄热元件，也称为蓄
省煤器与空气预热器
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八、省煤器出口水温的选择 对高压以上锅炉，省煤器均采用非沸腾式，即省煤器出口 水温有一定的欠焓值，避免省煤器中发生汽化，以保证省 煤器管中的水流量分配均匀，且使水在进入水冷壁管时不 发生汽化，保证水冷壁入口的水流量分配均匀，提高水循 环的安全性。 对控制循环锅炉，一般将省煤器出口的水直接引入汽包的 下降管入口处，以保证水进入再循环水泵时不发生汽化， 要求省煤器出口水温欠温60℃。 对直流锅炉，省煤器出口水约需要有380KJ/kg的欠焓，才 能保证给水进入水冷壁管子时流量分配较为均匀。
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吊挂受热面-省煤器
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低温再热 器进口
省煤器进口
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12Biblioteka 五、省煤器引出管与汽包连接 采用套管连接方式； 六、省煤器中的水速 （一）省煤器中的质量流速和水速 省煤器中水流的ρ ω 可取600～800kg/(㎡·S),对水平管 子，当水的流速大于0.5m/s时，可以避免金属局部氧腐蚀。 如果省煤器管内达到沸腾状态，非沸腾部分水速不低于 0.3m/s，管内是汽水混合物水速较低容易发生汽水分层， 即水在管子下部，而蒸汽在管子上部，与蒸汽接触的金属 管壁温度较高，有可能发生超温现象。容易引起金属的破 坏，因而蛇形管沸腾部分中水流速度应不低于1m/s。 （二）烟气流速的选取 烟速太大磨损，太小导致积灰。一般经济烟速在8～11m/s， 含灰量大于40%时，最大烟速11m/s，含灰量在14%～20%时， 最大烟气流速可以达12.24m/s～18.3m/s。 特别注意:引进技术机组,烟速指管束进口处流速；国产机 组是指进、出口平均流速。
电厂锅炉原理ppt第章省煤器和空气预热器.
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
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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
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）
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
锅炉省煤器和空气预热器(2013.11.18)
锅炉省煤器和空气预热器讲课人：龙文（2013.11.18）一、尾部受热面概述1．尾部受热面定义：省煤器和空气预热器称为尾部受热面。
2．水当量的比值：水当量的比值就是比热和体积的乘积的比值。
3．如果要求比较高的热风温度就要采用双级布置。
如果不双级布置要么排烟温度过高（锅炉效率特别低），要么达不到热风温度的要求。
4．两级分布从上到下是上级声煤器、上级空气预热器、下级省煤器、下级空气预热器。
就是为了得到比较高的热风温度把一部分空气预热器放到省煤器中间。
5．技术经济比较是用技术的手段达到经济的目的。
二、省煤器1．省煤器的作用：（1）吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉效率。
（2）给水在省煤器中吸热，省煤器可以代替部分造价高的水冷壁，节约投资。
（3）提高进入汽包的水温度，减少汽包热应力。
2．分类：沸腾式和非沸腾式；铸铁式和钢管式；错列和顺列；悬挂式和支撑式；垂直于前墙和平行于前墙；光管的、鳍片（肋片的）的和膜式的；3．省煤器的烟气流速大于8m/s。
4．省煤器管内的水流速大于0.5m/s。
否则容易产生氧气的局部腐蚀，局部腐蚀是省煤器泄漏的主要原因。
三、空气预热器1．空气预热器的作用：（1）吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉效率。
（2）提高空气温度，强化燃烧，减少锅炉热损失，提高锅炉效率。
（3）提高炉膛内烟气温度，增强炉膛的辐射换热。
2．空气预热器的分类：传热式和蓄热式；管式和回转式。
（1）．管式空气预热器1．管式空气预热器的结构2．解释概念。
结合图8-8讲解：进风、面、道。
常用的是多道双面进风。
3．上管板的耐温（指的是热变形）程度限制了进口烟气温度。
（2）．回转空气预热器1．回转空气预热器的优缺点：与管式空气预热器相比，这种预热器结构较复杂，但很紧凑，外形尺寸小。
在同样的条件下，回转空气预热器受热面的壁温较高，因而烟气腐蚀较轻些。
主要缺点是密封结构要求高，漏风量较大。
2．回转空气预热器的结构：外壳、蓄热板、驱动动力、密封。
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
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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
4、省煤器和空气预热器
3、省煤器磨损
含有硬粒飞灰的烟气相对于管壁流动，对管壁产生磨损称 为冲击磨损，亦称冲蚀。冲蚀有撞击磨损（法向力）和冲刷磨 损（切向力）两种。
影响省煤器磨损的因素主要有烟气流速、飞灰浓度、灰的 物理化学性质，受热面的布置与结构特性和运行工况等。 受热面金属表面的磨损正比于飞灰颗粒的动能和撞击次 数。飞灰颗粒的动能和速度的平方成正比，而撞击次数同速度 的一次方成正比。故管子的磨损同就同烟气速度的三次方成正 比。可见烟气流速对受热面的磨损起决定性作用。 在管束四周与烟道的间隙中，形成烟气走廊，由于阻力 较小，局部烟气流速可达到平均流速的两倍而形成严重的局部 磨损。当烟气经水平烟道转入尾部烟道时，由于气流转弯，飞 灰被抛向后墙附近，使这里的飞灰度增高，靠后墙的管子就会 受到更大的磨损。
三、尾部受热面的低温腐蚀 露点
水蒸汽或硫酸蒸汽开始凝结的温度
低温腐蚀
当烟温降低或接触到温度较低的金属受热面时， 只要温度低于露点，水蒸汽或硫酸蒸汽就会凝结 水蒸汽凝结： 氧腐蚀
硫酸蒸汽凝结：酸腐蚀
影响腐蚀的因素
硫酸蒸汽的凝结量 凝结液中硫酸浓度 受热面金属壁温
四 低温腐蚀的减轻和防止
堵塞烟道，阻力 ，风机电耗
导致低温腐蚀
影响积灰的因素
飞灰颗粒组成成分。微小颗粒容易沉积。 烟气流动工况 错列：稀疏（类似单管），紧密（气流冲刷、减少 积灰） 顺列：积灰严重 烟气速度：烟速大、冲刷作用大 受热面金属温度
减轻和防止的积灰的措施
1)足够高的烟速6m/s
2)采用小管径和错列布置
第八章 省煤器和空气预热器
第一节 尾部受热面概述
尾部受热面：省煤器和空气预热器
省煤器作用： 1 降低排烟温度、提高锅炉效率、节省燃料 2 用省煤器这样的低温部件代替部分价格高的高温水冷壁，降低锅炉造价 3 提高进入汽水分离器（汽包）的给水温度，减少给水与汽包壁之间的温 差，降低汽包的热应力
锅炉原理省煤器和空气预热器分解课件
降低排烟温度
改善炉内工况
预热空气可以改变炉内温度场和气流 分布，从而改善炉内工况，减少炉膛 结渣和腐蚀的可能性。
预热空气可以降低锅炉排烟温度，减 少排烟热损失，提高锅炉热效率。
空气预热器的分类
根据传热方式
可以分为间壁式、蓄热式和热管 式三种类型。
根据结构形式
可以分为管式、板式和回转式三 种类型。
空气预热器的工作原理
降低污染物排放
降低烟气温度，减少烟气 中的污染物排放。
省煤器的分 类
光管式省煤器
采用普通无缝钢管制成， 结构简单，制造成本低。
鳍片式省煤器
在无缝钢管上焊接鳍片制 成，传热效率高，适用于 高参数锅炉。
H型省煤器
采用H型截面结构，具有 较高的传热效率和刚度， 适用于大型锅炉。
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
清洗保养
定期对空气预热器进行清洗，清除积灰和杂质， 保持其良好的换热效果。
维修更换
对于损坏或老化严重的空气预热器部件，应及时 进行维修或更换。
常见故障及处理方法
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省煤器泄漏 如发现省煤器有泄漏现象，应及时停炉并修复泄 漏部位。
空气预热器堵塞 如发现空气预热器堵塞，应进行清洗或更换堵塞 的部件。
间壁式空气预热器
利用间壁两侧的热交换，通过金 属壁面将热量传递给空气。空气 通过加热壁面被预热，同时壁面
也被冷却。
蓄热式空气预热器
利用蓄热球或陶瓷蜂窝体等蓄热 元件，将热量先储存起来，然后 再慢慢释放给空气。这种方式可 以使得空气得到预热的同时，回
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
电厂锅炉习题及题解
一、名词解释：1、锅炉容量D2、锅炉额定蒸发量D e3、锅炉最大连续蒸发量MCR4、锅炉额定蒸汽压力5、锅炉额定蒸汽温度6、锅炉热效率7、锅炉连续运行时数8、锅炉事故率9、锅炉可用率二、填空题：1、电站锅炉设备一般是由____________和_____________组成的。
2、火力发电厂中三大主机是___________、_____________、____________。
3、锅炉按燃烧方式分有__________、__________、__________和___________。
4、煤粉炉按排渣方式分有______________和______________锅炉。
5、锅炉按工质在蒸发受热面内的流动方式分有____________、_____________、____________和____________锅炉。
6、锅炉型号DG－670/13.7－540/540－8中，分别表示___________，___________，__________，____________，____________，______________。
7、锅炉按蒸汽参数分为____________、____________、___________、__________、和___________。
8、我国目前的主力发电机组是____________，目前最大机组是___________，相应的锅炉容量是___________。
9、我国300MW和600MW机组锅炉蒸汽压力多为___________，锅炉蒸汽温度多限制在__________以内。
10、国外火电机组的锅炉多为____________，参数多为__________或____________，温度由___________到___________。
国外最大的电厂锅炉容量为____________，一般单台火电机组容量为____________。
三、问答题：1、画出电站锅炉本体的简图，并简述锅炉本体的组成。
8第八章 省煤器和空气预热器
第八章省煤器和空气预热器第一节省煤器一、省煤器的作用及种类1、省煤器的作用省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。
省煤器对锅炉的作用：（1）节省燃料：在现代锅炉中，燃料燃烧生成的高温烟气，将热量传递给水冷壁、过热器和再热器后，烟气温度还很高，如不设法利用，将造成很大的热损失。
在锅炉尾部装设省煤器，可降低烟气温度，减少排烟热损失，因而节省燃料。
（2）改善汽包的工作条件：由于采用省煤器，提高了进入汽包的给水温度，减少了汽包壁与给水之间的温度差而引起的热应力，从而改善了汽包的工作条件，延长了使用寿命。
（3）降低锅炉造价：由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温水冷壁材料，从而可降低锅炉造价。
二、省煤器的类型及结构特点1、按材料分类省煤器按使用材料可分为钢管省煤器和铸铁省煤器。
目前大中容量锅炉广泛采用钢管省煤器，其优点是:强度高，能承受冲击，工作可靠，传热性能好,重量轻,体积小，价格低廉；缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉给水都经严格处理，管内腐蚀已彻底得到解决。
2、按出口参数分类省煤器按出口水温可分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。
3、按结构形式分类省煤器按结构形式分为光管式、鳍片式、膜片管式（简称膜式）和螺旋肋片管式四种，其结构如图8—1所示。
（a）（b）（c）（d）图8—1省煤器按结构形式（a）光管；（b）鳍片管；（c）膜片管；（d）螺旋肋片管图8—2钢管式省煤器的结构l—蛇形管；2—进口联箱；3—出口联箱；4—支架；5—支承架；6—锅炉钢架；7—炉墙；8—进水管4、按管子排列方式分类省煤器按蛇形管的排列方式分为错列和顺列两种，如图8—1（a）（d）为顺列、（b）（c）为错列。
错列布置传热效果好，结构紧凑,并能减少积灰，但磨损比顺列布置严重、吹灰困难；顺列布置容易对管子进行吹灰、磨损轻，但积灰严重。
三、省煤器的布置方式省煤器按蛇形管在烟道中的布置方式分为纵向布置和横向布置两种，如图8—3所示。
锅炉原理 第八章
三分仓受热面转动的回转式空气预热器 的密封系统由轴向密封、径向密封、环向密 封三部分组成。
•径向密封用于阻止热冷端面与扇形板之间因压差 而存在的漏风。 •轴向密封用于防止空气从密封区转子外侧漏入烟 气区。
•环向密封用于防止气流不经过受热面直接从转子 一端跑到另一端。
3、回转式空气预热器的热变形 回转式空气预热器在热态运行时，烟气自 上而下流动，烟气温度逐渐降低。空气自下 而上流动，空气温度逐渐升高。
可弯曲扇形板的 外力由传动连接装置 中的千斤顶施加，如 图8—19所示，当千 斤顶向下施加外力时， 通过传动连接装置密 封面就可弯曲，形成 近似于转子下垂时的 形状相一致的曲面。
第四节
尾部受热面的磨损、积灰和腐蚀
一、省煤器的积灰 1、积灰形成的原因 在锅炉的运行中，当含灰烟气在流经受热 面时部分灰粒沉积在受热面上的现象称为积 灰。烟气流速不同时，受热面上积灰的情况 如图8—29所示。
管式空气预热器结构如图8-6所示。
为使传热更接近于逆流传热，常采用如图 8—7所示的多次交叉型式。
2、回转式空气预热器 回转式特点： 1）传热面密度大，结构紧凑，占地面积小，在相 同体积内，回转式可布置的受热面面积是管式预热 器的6～8倍。 ； 2）总重量轻； 3）布置灵活方便； 4）受热面金属温度高，低温腐蚀轻； 5）漏风量较大，对密封结构要求较高，8%～10%； 6）结构复杂，制造工艺高，运行维护检修复杂， 工作量大；
2、飞灰磨损的最大磨损量
磨损量常用管壁最大磨损厚度 δmax来表示， 可由下列经验公式估算：
max
C js
m f fh w w 3 m f fh w w 3
其中：
C
08第八章 省煤器和空气预热器
08第八章省煤器和空气预热器第八章省煤器和空气预热器锅炉尾部受热面或低温受热面在电站锅炉中，锅炉的作用是利用燃料燃烧放出的热量加热水，使之成为高温高压蒸汽，去汽轮机做功发电。
烟气离开受热面的烟气温度，主要由锅炉工作压力下对应的蒸汽饱和温度决定。
在超临界锅炉中，离开低温过热器的烟温达500℃以上。
从锅炉历史上看，这部分烟气的热量首先总是被给水吸收的。
称受热面为“省煤器”。
利用冷空气部分或全部吸收这部分余热，以提高燃烧用空气的温度也可提高锅炉效率。
这不仅是因为冷空气回收了余热，而且还改进了炉膛燃烧条件，提高了燃烧效率。
1880年，就有人开始使用这种换热器来改善船用蒸汽锅炉的性能。
虽然这种换热器也节约了锅炉燃料，但省煤器的名称已经被使用了，就称加热冷空气的换热器为“空气预热器”。
采用回热系统后，供给锅炉的水被汽轮机的抽汽加热，给水温度提高，使离开省煤器的烟温仍然很高。
超临界锅炉的给水温度高达280℃ 以上，省煤器后烟温达400℃以上。
空气预热器就成为必不可少的余热回收设备。
省煤器和空气预热器都是在欧洲发明的。
省煤器和空气预热器布置在锅炉尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此通常把这两个受热面统称为尾部受热面或低温受热面。
第一节省煤器的作用与结构一、省煤器的作用与特点1.利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，提高进入汽包的给水温度，降低汽包热应力，减少蒸发受热面； 2.早期是为了降低排烟温度，提高效率。
给水温度提高后，降低排烟温度的幅度有限； 3.特点—传热温差大，强制对流，逆流传热，金属消耗比蒸发受热面少，价格低。
二、省煤器的结构省煤器：加热锅炉的给水，水平管圈沸腾式—用于中低压锅炉，沸腾度小于20%,工质侧的阻力较大根据出口工质的状态分类非沸腾式—高压以上的锅炉的省煤器错列—布置紧凑，传热效果好，积灰少，但第二排磨损严重根据管子的排列方式分类顺列—传热效果较差，但磨损较轻铸铁式—仅用于压力低，给水品质要求不高，耐磨，耐腐蚀等根据管子的材质结构分类光管式—28_51 mm外径的无缝蛇型钢管，普通钢材20G钢扩展受热面式—鳍片管、螺旋肋片管、膜式管等，可强化传热三、省煤器的布置 (尾部烟气流通截面为矩形)综合考虑蛇型管圈中的水速及管外侧的磨损程度分为： 1 )蛇型管垂直于前墙布置：水速最低，但每根管均会受到磨损。
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第八章 省煤器和空气预热器
第一节 第二节 第三节 第四节
省煤器 空气预热器 尾部受热面的布置 低温受热面的积灰、磨损和腐蚀
第一节 省煤器
一、作用
（1）节省燃料
θpy↓→q2↓
（2）改善汽包工作条件
进入汽包tgs↑→热应力↓
（3）降低锅炉造价
二、类型及结构特点
1. 按材料分类
五、引出管与汽包的连接
加装套管
六、设计中应考虑的问题
1. 质量流速和水速
• 过高→水阻过大 • 过低→不易排出气体，引起阻塞及腐蚀
2. 烟气流速
（1）烟速↑→对流传热↑→受热面面积↓，制造成本↓ →烟气流动阻力↑→风机电耗↑ →受热面磨损↑
（2）经济流速的选取因素 • 受热面价格、电能价格（包括燃料价格）、受热面形式（影响传热特
空气预热器基本结构
ALSTOM 三分仓空气预热器
受热元件
受热元件
石墨周向密封 双密封
吹灰器
在线清洗装置（OSW）
降低泄露:传感器驱动系统（SDS）
3. 热管空气预热器
RKY型热管空气预热器
第三节 尾部受热面的布置
第四节 低温受热面的积灰、磨损和腐蚀
一、积灰及其防止措施
二、种类及结构
导热式
• 管式
铸铁管 钢管 玻璃管
• 板式
蓄热式
1. 钢管式空气预热器
（1）结构 （2）优点
• 结构简单，制造方便，漏风量小
（3）缺点
• 体积大，耗钢材多
1. 钢管式空气预热器
（4）布置
2. 回转式空气预热器
（1）分类
• 受热面回转 • 风罩回转
（2）主要问题
• 漏风量大 • 受热面易积灰
（3）改善省煤器结构
• 选用大d管子 • 增大s1/d • 顺列布置 • 采用膜式或螺旋肋片管
2. 减轻和防止磨损的措施
（4）采用防磨措施
三、低温腐蚀
1. 硫酸腐蚀
2. 危害
（1）受热面泄露 （2）低温粘结性积灰 （3）严重腐蚀致使大量受热面更换
3. 机理
• S蒸O汽3与，烟在气壁中温水低蒸于汽硫结酸合蒸生汽成露硫点酸的 壁面上凝结称为酸液而腐蚀受热面
• 需考虑积灰特性
（4）烟道深度 b
纵向节距s2
（5）烟道宽度 a
• 等于炉膛宽度
（6）管子长度 L
• 短于a，烟道两侧
（7）烟气流通截面F
（8）烟气流速 wy
七、启动保护
第二节 空气预热器
一、作用
1. 进一步降低θpy，提高η 2. 改善燃料着火、燃烧条件，降
低q3、q4 3. 节省金属，降低造价 4. 改善引风机工作条件
性及流动阻力） （3）推荐经济烟速：8~11 m/s
六、设计中应考虑的问题
3. 烟气流速结构设计
（1）管径
d
• d↓→烟气侧换热系数↑ →所需受热面↓
→管壁厚度↓ →金属材料消耗↓ 、制造成本↓
→刚性差，管壁薄→排列参差不齐→影响传热和 检修；易形成烟气走廊，造成局部磨损
（2）管总数 n
（3）横向节距s1
3. 减少积灰的措施
（1）燃烧高硫油锅炉
• 加适量碱 • 低氧燃烧
（2）积松灰为主受热面
• 定期吹灰 • 布置水冲洗装置（空预器） • 足够的烟气流速 • 适当的管束布置
二、飞灰磨损及其防止措施
1. 机理
（1）物理作用：冲击、切削
（2）横ห้องสมุดไป่ตู้冲刷
• 正面、斜向 • 错列、顺列
（3）纵向流动
（4）影响因素
（2）提高受热面壁温
• 热风再循环 • 空预器进口装设暖风器 • 采用螺旋槽管
（3）其他措施
• 前置式预热器（玻璃管、热管） • 采用耐腐蚀材料 • 管式空预器冷段设计成独立体
（1）钢管省煤器
• 优点：强度高，工作可靠，传热性能好，重量轻，体积小，价格低廉 • 缺点：耐腐蚀性差
（2）铸铁省煤器
二、类型及结构特点
2. 按出口参数分类
（1）沸腾式
• 特征：出口水温达到饱和温度，且有部分水（10~20%）蒸发汽化 • 应用：中压锅炉
（2）非沸腾式
• 特征：出口水温低于改压力下的沸点20~25℃ • 应用：高压以上锅炉
4. 酸露点的确定
5. 腐蚀速度
• 凝结酸量 • 硫酸浓度 • 管壁温度
6. 影响因素
（1）壁温 （2）SO3含量
• 燃料中S分 • 火焰温度 •α • 飞灰中成分 • 催化剂含量
三、低温腐蚀
三、低温腐蚀
7. 减轻低温腐蚀的措施
（1）减少烟气中SO3含量
• 燃料脱硫 • 烟气脱硫 • 低氧燃烧 • 烟气再循环
• 利于停炉排除积水，减轻腐蚀 • 利于改善传热，节约金属
三、布置方式
2. 按蛇形管在烟道内布置方式分类
（1）纵向
• 管子短，支吊简单 • 水速较低，流动阻力较小 • 飞灰局部磨损严重
（2）横向
• 管子长，支吊复杂 • 平行工作管束少，水速高，流动阻力大 • 磨损减轻，防护维修简便
四、支吊方式
1. 支承（中小型锅炉） 2. 悬吊（大型锅炉）
1. 形成
• 烟温低于600~700℃烟道内，低熔灰凝固成固体颗粒。含灰烟气流冲刷 管束时，背风面产生漩涡区，微小灰粒聚集在管壁上形成松散积灰， 最后达到动平衡状态
2. 影响因素
• 烟速 • 飞灰粒度的分散度 • 管束错、顺列结构 • 立、卧式布置
表面均匀性严重积灰的空气预热器冷端传热元件
一、积灰及其防止措施
4. 按管子排列方式分类
• 错列：传热效果好，结构紧凑，可减少积灰；磨损严重，吹灰困难 • 顺列：易吹灰，磨损轻；积灰严重
三、布置方式
1. 卧式逆流
（1）工作原理
• 水在管内自下而上流动，便于排除空气，避免局部氧腐蚀 • 烟气（管外）自上而下横向冲刷管壁，易于吹灰，增大传
热平均温差，提高传热量
（2）优点
• 飞灰颗粒动能 • 单位时间冲击管壁的飞灰量 • 飞灰撞击率
严重磨损的空气预热器热端外侧传热元件
严重磨损的空气预热器热端外侧旁路密封片
二、飞灰磨损及其防止措施
2. 减轻和防止磨损的措施
（1）限制烟气流速：综合考虑磨损、积灰和传热
（2）防止烟道内出现局部烟速过高和飞灰浓度过大
• 消除烟气走廊 • 防止局部飞灰浓度过大 • 消除漏风
二、类型及结构特点
3. 按结构形式分类
（1）光管式省煤器
（2）鳍片管省煤器
增加传热面积和传热效果
（3）膜片式省煤器
传热效果好，金属耗量较少、成本低、磨损轻、运行可靠， 易吹灰
（4）螺旋管式省煤器
传热面积大，传热系数高 积灰问题
（5）H型省煤器
（5）H型省煤器
二、类型及结构特点