锅炉汽水知识讲座

普通无缝钢管（光管） 鳍片管 内螺纹管
a
4
凝渣管的作用
凝渣管是形成宽敞的烟气通道让烟气流过，并进一步冷却 烟气，使烟气中携带的飞灰处于凝固状态，以防止炉膛出 口和密封的过热器进口处产生结渣现象。
在炉后折焰角区域后墙水冷壁管五抽一形成炉膛出口吊挂 管管束，
下降管的作用
是把汽包中的水连续不断的送入下联箱供给水冷 壁管中，形成自然水循环回路。
辐射式过热器直接吸收炉膛辐射热的过热器 （屏式过热器）。
半辐射式过热器它是一面吸收烟气的对流传热， 一方面又吸收炉膛中和管间烟气的辐射传热。（高 温过热器）
a
9
过热器作用
过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有 一定过热度的过热蒸汽，送至汽轮机作功。 可以提高发电厂的热效率减少汽轮机最后 几级的蒸汽温度避免叶片被水浸蚀。
a
14
高温过热器
过热蒸汽由前后两个屏过出口汇集集箱分别经过 过热器二级减温器（Φ609.6×75， 12Cr1MoVG）、过热器二级减温器出口连接管 （Φ609.6×65，12Cr1MoVG）进入高过进口集 箱（Φ609.6×75，12Cr1MoVG），过热蒸汽经
高温过热器加热后进入高过出口集箱
子胀粗超过原管经的3.5﹪时，就要更换新管，管子 磨损超过原管壁的三分之一时更换新管。
a
6
省煤器
省煤器的作用
1、可以降低排烟温度，减少排烟损失，从 而提高锅炉热效率，节约燃料。
2、提高汽包的给水温度，确保了锅炉正常 的水循环，提高了蒸发受热面的产汽量， 减少了给水与汽包壁之间的温差而引起的 热应力，改善了汽包的工作条件。
a
13
屏式过热器
过热蒸汽由低过出口集箱，经左右两个过热
器一级减温器出口连接管进入前后两个屏过进口 分配集箱，过热蒸汽经屏式过热器加热后分别进 入前后两个屏过出口汇集集箱。屏式过热器位于 炉膛的上方，为全辐射式受热面。沿炉膛宽度方 向布置有12 片，为减少同片管屏间的热偏差，沿 炉膛深度方向每片管屏由4 小屏组成。每小屏由 16 根管子组成，绕制成U 形，从进口段到出口段 分别采用12Cr1MoVG、SA-213T23、SA213T91材料，在屏底的外3 圈管和包扎管采用了 不锈钢SA-213TP304H。
a
20
2. 高温氧化腐蚀
受热面管子在运行中与烟气、空气、蒸汽接触，会使金属表面发
生氧化反应、并生成氧化膜，如果生成的氧化膜是致密牢固的，氧化
过程就会减弱，金属就得到保护。如果生成的氧化膜是疏松不牢固的，
氧化过程就会继续反应，金属被腐蚀。管壁材料的温度愈高，氧化过
程愈加剧。比如碳钢，在570℃以下时，生成的氧化膜是Fe2O3及
Fe3O4,它们是致密牢固的，可以防止钢材的进一步氧化。当管材温
度达570℃以上时，其氧化膜由Fe2O3＋Fe3O4＋FeO三层组成，
FeO在最内层，，即氧化膜成份主要为FeO，它是疏松不牢固的，使
金属腐蚀加剧。
Biblioteka Baidu
为了防止和改善氧化腐蚀，一般在材料里加入Gr.A1.Si等元素，以提 高搞氧化性。
高温氧化腐蚀的结果是一层层氧化皮脱落，管壁减薄，强度下降.
Φ292mm切向旋风分离器，共218 只。蒸
汽从旋风分离器的顶部出来，依次经过旋
风分离器顶帽、百叶窗分离器、均汽孔板
进行进一步的汽水分离，分离出来的水与
给水混合后进入炉膛水冷壁进行再循环，
分离出来的饱和蒸汽经饱和蒸汽引出管进
入顶棚过热器进口集箱。
a
17
汽包是自然循环锅炉的关键部位，它的工作好坏直 接关系到锅炉水循环的安全和输出蒸汽品质。
a
5
折焰角的作用
1、可增加水平烟道的长度，多布置过热器受热面。 2、改善烟气对屏式过热器的冲刷，提高传热效果。 3、可以使烟气沿燃烧室高度方向的分布趋于均 匀，增加了炉前上部与顶棚过热器前部的吸热。
水冷壁常见的缺陷
水冷壁常发生的缺陷有管子变形、管内结垢、腐蚀，管子 烧损和磨损管子等。
管子烧粗和鼓包，是由于局部管壁金属温度过高所致。管
a
10
过热器系统
过热器系统由顶棚过热器、包墙过热器、 低温过热器、屏式过热器和高温过热器组
成。
顶棚过热器及包墙过热器
从锅筒顶部引出的饱和蒸汽一路蒸汽直接
引入后竖井中隔墙上集箱（Φ273×50，
SA-106C），另一路蒸汽进入顶棚过热器。
顶棚过热器由180 根Φ63.5×6.5，
15CrMoG 的管子组成，蒸汽经顶棚过热器
（Φ609.6×85，SA-335P91），最后由左、右侧 的两根高过出口导管（Φ450×47，SA-335P91） 经左、右两个高过出口安全阀管段（Φ450×60， SA-335P91）分左、右侧两路引出到汽轮机高压 缸做功。
a
15
高温过热器悬吊在炉膛折焰角上方，共35片，顺
列顺流布置，横向节距S1=575，纵向节距S2=61，
汽包的作用
1、汽包与下降管、水冷壁管连接，组成自然循环回 路。同时汽包又接受省煤器来的给水，还向过热器 输送饱和蒸汽。所以汽包是加热、蒸发、过热这三 个过程的枢纽。
2、汽包中存有一定的水量，因而具有一定的储热能 力。在负荷变化时起蓄热器和蓄水器的作用，可以 缓减汽压变化的速度，确保水循环的安全。
3、汽包内装有汽水分离设备，可有效地进行汽水分 离、蒸汽清洗、排污等，保证蒸汽品质并可进行水 处理。
5、人孔门不严密处附近的管子，向内漏风，使流速 加大，磨损加剧。
a
8
过热器系统
过热器型式 按传热方式可分为对流过热器、辐射过热器和
半辐射过热器。
按布置方式可分为垂直式过热器和水平式过热 器。
按蒸汽和烟气的流向分为顺流过热器和逆流过 热器、双逆流过热器和混流过热器。
对流过热器依靠对流和少量管间烟气辐射方式 传热。分为垂直式和水平式。（低温过热器）
受热面材料达到破坏的时间与蠕变速度成 反比，随温度的升高其寿命缩短。
a
24
a
25
高温主要发生在炉膛燃烧器附近水冷壁的管子上。
a
21
低温腐蚀是怎样形成的？
锅炉尾部受热面（省煤器、空气预热器）的硫酸腐蚀， 因为尾部受热面区域的烟气和管壁温度较低，所以称为低 温腐蚀。燃料中的硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫在催化 剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫，SO3与烟气中的水 蒸气生成硫酸蒸气。硫酸蒸气的存在使烟气的露点显著升 高。如烟气中的硫酸蒸气浓度为10%时，露点升高至 190℃。预热器管壁温度与烟气及空气的流速和温度有关， 约等于烟气与空气的平均温度。由于空气预热器下部空气 的温度较低，预热器下部的烟气温度不高，壁温常低于烟 气露点。硫酸蒸气会凝结在预热器受热面上，造成了硫酸 腐蚀。低温腐蚀常发生在空气预热器上，但是当燃料含硫 量较高，过量空气系数较大，以致烟气中SO3含量较多， 露点较高，且给水温度较低时，省煤器管也有可能发生低 温腐蚀。
a
22
什么是超温？什么是过热？
运行中蒸汽温度超过额定值时称超温。受 热面管或蒸汽管道壁温，超过该种钢材最 高许用温度时称过热。
各种钢材都有规定的使用温度范围，或者 说有一个允许的最高使用温度。在允许的 使用温度范围内，可按其使用寿命安全工 作。
a
23
超温对管道使用寿命有何影响？
各种汽水管道和锅炉受热面管子，都是按 照一定的工作温度和应力设计其使用寿命 的。如果运行中工作温度超过设计温度， 虽未过热，也会使金属组织稳定性变差， 蠕变速度加快，最后使其工作寿命缩短。
加热后进入顶棚出口集箱。从顶棚出口集
箱出来的蒸汽又分两路进入后竖井包墙下
部环形集箱：a
11
一路经后竖井前包墙（Φ44.5×5.5，SA210C，共181根）进入后竖井包墙下部环形 集箱；另一路经后竖井的顶包墙、后包墙 （共180 根）进入后竖井包墙下部环形集箱。 两路蒸汽汇合后沿后竖井两侧墙 （Φ63.5×8，每侧142根）向上进入后竖井 侧墙上集箱，再通过24 根包墙连接管进入 后竖井中隔墙集箱。两路蒸汽汇合后通过后 竖井中隔墙共179 根）向下进入低温过热器 的进口集箱。
用全焊接密封结构。为保证高温过热器的所有材
料壁温均在其许用范围内，高温过热器采用了开
节流孔的方式来调节同一管屏内外管圈的流量，
使每一根管子的壁温比较接近。节流孔开在高过
入口集箱上，节流孔有Φ24、Φ20两种规格。
a
16
汽包
汽包是自然循环系统的重要组成部分，在
锅筒中进行汽水分离。锅筒内部设备的一
次分离元件为成熟技术设计制造的
保证在任何工况下均不会发生传热恶化现象，避免
发生循环停滞、倒流、膜态沸腾等，内螺纹管布置
在水冷壁上的前墙及侧墙,标高为20954mm-52790mm，后墙标高为20954mm--54150mm。前 后墙各布置224根水冷壁管，两侧墙各布置182根水 冷壁管，总共812根水冷壁管。在后墙水冷壁上布置 了折焰角，折焰角布置占炉膛深度近三分之一。
每屏由17 根Φ51×8管子组成，绕制成U 形，从
进口段到出口段分别采用12Cr1MoVG、SA-
213T23、SA-213T91 材料，在外3 圈管采用了不
锈钢SA-213TP347H。和屏过一样，为保证管子
间距和平整度减少结渣，高温过热器管屏也设有
滑动块和汽冷定位管。高温过热器采用高顶板吊
挂装置将载荷传递给锅炉顶板，管子穿顶棚处采
省煤器的类型 1、沸腾式省煤器 2、非沸腾式省煤器
a
7
省煤器易磨损的部位
1、烟气最先接触的各组省煤器管子的第1、2、3排。
2、烟气流向转弯处的外侧 ，烟气中的飞灰颗粒因离 心力作用集中处。
3、蛇形管弯头部位，弯头外侧形成烟气走廊，流速 加快。
4、管子支吊架周围，支吊架卡可能挡住部分通流截 面，造成局部烟气流速升高，使磨损加剧。
宁夏大唐国a 际大坝发电有限公司 1
锅炉汽水系统知识讲座
讲课：马光生 制作：马光生 二零零九年二月
a
2
锅炉水冷壁
水冷壁布置炉膛四周为全焊式膜式水冷壁,炉膛宽 20700mm，深16744mm，水冷壁管为Φ66.7×8， SA-210C 的光管，为了确保水循环的安全可靠，在 炉膛热负荷高的区域采用了Φ66.7×8，SA-210C的 内螺纹管以防止膜态沸腾，有较大的DNB 安全裕度，
a
12
低温过热器
低温过热器位于后竖井的后烟道内，分为
水平段和垂直段。水平段顺列逆流布置， 共分成三个管组，水平段管组管子4 根绕， 178屏；管子由水平段进入垂直段时，每两 屏合并为一屏，垂直出口管段管子为 Φ57×7，12Cr1MoVG， 8根绕，89屏。 低温过热器水平段管组通过省煤器吊挂管 悬吊在大板梁下。
a
3
水冷壁作用 1、直接吸收燃料时放出的辐射热量，把炉水加 热、蒸发为饱和蒸汽；
2、由于水冷壁管覆盖着炉墙，可以保护炉墙免 受高温烟气烧坏；
3、由于位置处于烟气温度最高的燃烧室四周， 主要依靠辐射传热，提高了传热效率，节省了大 量的金属材料。
4、降低炉膛出口烟气温度，防止锅炉结焦。
水冷壁管的类型
衡量高温腐蚀其中最重要的影响因素是金属温度，当金属 温度处于600 oC至 750 oC之间时，不考虑管子材质是什 么，此时，腐蚀速率最快。在此温度区间，对于具有腐蚀 性的液态钠钾铁的硫酸盐是最具有腐蚀性的时候。 改善 这种腐蚀，而通常地使用不锈钢管防护罩和或高铬/高镍 防护罩来保护这些运行在此温度范围内的管子。
4、汽包上还装有压力表、水位表和安全阀等附件，
用以控制汽包压力，监视锅内水位，保证锅炉安全，
防止汽轮机过水a。
18
a
19
锅炉的高温腐蚀
1.高温硫腐蚀
是由于管子外部结灰，灰中含有硫及碱性化合性，它们 形成复合硫酸盐，该复合盐在600℃时显固态，不熔化。 不起腐蚀作用，而600℃~750℃时，处在熔化状态，和管 子金属发生反应，导致管壁外部腐蚀，大部分发生在迎风 面，使管子强度下降。