08第八章省煤器和空气预热器讲解

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 非沸腾式—高压以上的锅炉省煤器 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 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 根据管子的结构方式分 光管式—28~42（51）mm外径的蛇型钢管，普通钢材 扩展受热面式—鳍片管、螺旋肋片管、膜式管等
空气预热器的作用
1 ．电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省煤器 入口水温很高，亚临界锅炉达 260℃，锅炉排烟 温度降低受限制，须利用空气预热器降低排烟温 度； 2 ．磨制、烘干煤粉，改善燃料着火与燃烧，强化 炉内辐射换热，要求将空气加热到较高的温度， 空气预热器是必须的。
不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求
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 省煤器的作用与结构
一、省煤器的作用 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，减少蒸发受热面； 2 ．早期是为了降低排烟温度，提高效率，蒸发 受热面降低排烟温度的幅度有限； 3．高参数大容量锅炉中，省煤器不可缺少； 4 ．高压以上锅炉均有回热循环，给水温度升高， 并有空气预热器，热二律熵变； 5. 特点—传热温差大，强制对流，金属消耗比 蒸发受热面少得多，价格低。
第三节 空气预热器的简介
空气预热器一般是利用烟气的热量来加热燃烧所需 空气的热交换设备。 由于它工作于烟气温度最低的区域，回收了烟气的 热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。同 时也由于空气被预热，提高了燃料与空气的初始温 度，强化了燃料的着火和燃烧过程，减少了燃料不 完全燃烧损失，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 一个重要组成部分。
燃料及燃烧方式 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） 预热空气温度（℃） 250~300 350~400 350~400 300~350 380~420 250~300 250~300 25~100 25~180 25~200
液态排渣煤粉炉 油炉、天然气炉 高炉煤气炉 链条炉 抛煤机与固定炉排 烟煤 贫煤、无烟煤 烟煤
三）布置方式
1．垂直布置 烟气管内纵向冲刷，空气管外横向冲刷， 须满足烟气及空气流速的不同要求。 2．水平布置 烟气在管外，空气在管内，可以提高壁温、 减轻金属腐蚀；采用较少。 锅炉容量增大，管式空气预热器体积增加， 锅炉尾部布置困难。
二、回转式空气预热器
大型电站锅炉均采用回转式空气预热器 工作原理：再生式，烟气和空气交替地流过受热 面（蓄热元件）放热和吸热。 两种结构：受热面旋转式（用的较多），风罩旋 转式。 优点：尺寸小，重量轻，便于布置；烟气侧 腐蚀小，受热面温度高，允许有较大磨损量 和腐蚀量，检修方便。 缺点：存在漏风，结构复杂，制造、维护等 水平要求高，耗电大。
一）受热面回转式 1．结构 1）可转动的圆筒型转子，内置蓄热元件； 2）固定的圆筒型外壳，扇形顶板和底板将 转子流通截面分为两部分，分别与固定的 烟气及空气通道相连接； 3 ）转子截面分三个区：烟气流通部分约 50%、空气流通部分：约为30-40%、密封 区：其余部分。 2．工作过程 每分钟旋转 1~4 周。转子受热面顺序通过 烟气侧，吸热升温，通过空气侧放热降温，旋 转一周完成一个热交换过程。
完成低温烟气与空气间的热交换
气体间的换热方式 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，也称为蓄热式 3）直接混合式—冷热流体直接混合交换热量。
电站用空气预热器的分类
管式（基于间壁式换热） 电站空气预热器分为 回转式（基于再生式换热）
一、管式空气预热器
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
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。 2 ）蛇型管平行于前墙布置：水速最高，仅 磨损几根管子，支吊不方便 3 ）蛇型管平行于前墙，双侧进水布置，水 速适中，支吊方便。
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。
第二节 省煤器的主要参数和启动保护
一、省煤器中的水速 不低于1.0m/s，.避免局部金属腐蚀和汽水分层 二、省煤器的启动保护 锅筒锅炉启动期间，省煤器进水不连续。当 停止进水，省煤器中的水不流动，得不到冷却而 发生超温，严重时造成爆管。 措施：加装再循环管

三、省煤器出口水温的选择 一般有不同的欠温（未饱和状态） 控制循环锅炉，出口欠温60℃ 直流锅炉，出口欠焓380KJ/Kg 四、锅炉给水系统
一）结构
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。
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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，不易更换，清灰困难，管板易
发生变形， 漏风较小，运行方便，应用较少。
受热面回转式空气预热器主要组成部件包括： 外壳转子(内装传热元件的圆筒体)、外壳动静 部件间的密封装置、主轴、上下部风烟管口、 上下横梁、上下端板、传动机构、吹灰及冲洗 装置等。 VN型空气预热器是一种比较典型的旋转再生 式空气预热器（V表示竖直布置；N表示不可 调密封）。



空预器的型式： 二分仓空预器：空气和烟气分别通过二个不同 的流通区域。 三分仓空预器：每个空预器分为三个分仓，烟 气、一次风和二次风。 四分仓空预器：每个空预器分为四个分仓，分 别为烟气、一次风和二个二次风。 同心式空预器（也称为中心环套空预器）：内 环为一次风/烟气的二分仓空预器，外环为二次 风/烟气的环装二分仓空预器。