锅炉受热面概述
锅炉受热面设备与施工方法
锅炉受热面设备与施工方法锅炉受热面是锅炉系统中最重要的部分之一，其设备和施工方法直接影响锅炉的工作效率和安全性。
本文将对锅炉受热面的设备和施工方法进行详细介绍。
一、受热面的设备1.1 管束：管束是受热面的主要组成部分，通常由管子、管板和镶嵌件构成。
管子是烟气和水蒸气的传导介质，管板起着固定和密封管子的作用，而镶嵌件则用于加强管束的结构强度。
管束的选材应根据受热介质的性质和工作条件来确定，常见的管材有碳钢、合金钢、不锈钢等。
管束的加工和制造质量直接影响其使用寿命和性能，应严格按照相关标准进行加工和制造。
1.2 鼓包器：鼓包器是一种受热面辅助设备，用于增加受热面的传热面积和改善流体的流动状态。
鼓包器通常由卷板和拉管构成，卷板用于增加表面积，拉管用于改善流体的流动性能。
鼓包器的选用应根据锅炉的工作条件和流体的性质来确定，常见的鼓包器有许多种类，如螺旋鼓包器、卷板式鼓包器等。
1.3 管束支撑材料：管束支撑材料用于支撑和固定管束，保证其良好的工作状态。
常见的支撑材料有钢制支承、导热砖等。
支撑材料的选用应根据管束的结构和重量来确定，应具有良好的强度和稳定性，同时要考虑与管束材料的热膨胀系数的匹配。
二、受热面的施工方法2.1 焊接：焊接是受热面的常见施工方法之一，通过焊接可以将管子和管板连接起来，并形成一个完整的管束。
焊接的过程需要注意焊接材料的选用和焊接工艺的控制，焊接缺陷会严重影响管束的结构和性能。
2.2 弯管：弯管是将直管弯曲成一定角度或半径，以适应锅炉受热面的布局和结构。
弯管的制造需要使用专用的弯管机械设备，制造工艺复杂，需要考虑管子的厚度和弯曲半径等因素。
2.3 拉管：拉管是将直管拉伸成一定长度和直径，以适应锅炉受热面的布局和结构。
拉管的制造需要使用专用的拉管机械设备，制造工艺较复杂，需要考虑管子的厚度和拉伸长度等因素。
2.4 膨胀：膨胀是将管束的管子和管板通过加热膨胀的方法进行连接，以确保管束的密封和稳定性。
锅炉_受热面材料_解释说明以及概述
锅炉受热面材料解释说明以及概述1. 引言1.1 概述锅炉是一种能将水转化为蒸汽的设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
作为锅炉的关键部件之一，受热面材料（也称为换热面）充当着将能量传递给工作介质的核心角色。
不同的受热面材料拥有各自的特点和应用场景，并且在锅炉性能和效率方面起着重要作用。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对受热面材料进行解释说明和概述。
首先，我们将定义受热面及其分类，并介绍不同受热面材料的特性与选择因素。
然后，我们会详细探讨钢板受热面、合金钢管受热面以及填料管束受热面的解释说明及其在实际应用中的场景。
接下来，我们将讨论受热面材料的技术要点与改进方向，包括材料强度与耐蚀性优化技术、密封性能提升技术以及耐高温材料发展方向和创新技术点。
最后，我们将对文章的要点进行总结，并展望受热面材料未来的发展趋势。
1.3 目的本文的目的是深入探讨和全面介绍受热面材料在锅炉中的重要性及其相关知识。
通过对不同受热面材料特性、应用场景以及技术要点的解释说明，读者将能够更好地理解受热面材料在锅炉中的作用，并且为未来的受热面材料改进与创新提供参考依据。
2. 受热面材料的定义与分类2.1 受热面的定义受热面是指锅炉内与燃料接触并受到高温和高压的部分，用于进行能量转移和传导。
它是锅炉中最重要的部件之一，直接影响着锅炉的性能和效率。
2.2 受热面材料的分类根据受热面材料的特性和用途，可以将其分为以下几类：2.2.1 钢板受热面：钢板是常见的受热面材料之一，具有良好的机械性能和导热性能。
常用于锅炉的壁板、头盖板等位置。
根据使用条件不同，钢板也可细分为低合金钢板、高合金钢板等。
2.2.2 合金钢管受热面：合金钢管由含有多种合金元素的特殊钢制成，具有较高的耐腐蚀性和耐高温性能。
在高温工况下，合金钢管广泛应用于锅炉中作为受热面来传达或吸收能量。
2.2.3 填料管束受热面：填料管束由多根小直径的管子组装而成，以增大受热面积，并提高能量传递效率。
锅炉受热面爆管原因分析及防范策略
锅炉受热面爆管原因分析及防范策略关键词：电厂；锅炉受热面；爆管原因；防范措施1、锅炉受热面爆管概述锅炉受热面爆管指的是锅炉运行的过程中突发的管道暴烈，一般伴随着较为明显爆破声和喷射而出的水及水蒸气。
此时，锅炉的气压表、水流量表、蒸汽流量表等均出现异常，锅炉炉膛内的燃烧方式也由负压燃烧变为正压燃烧，炉烟和蒸汽也从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。
由于管道劈裂，锅炉管道系统内的气压出现异常，由于气压过低因此锅炉内的水位难以维持正常，锅炉内部炉膛的温度开始逐渐降低，排烟温度随着降低，严重时可引起炉膛灭火，造成锅炉燃烧效率降低，灰渣斗内灰量增多且伴随有湿灰。
锅炉受热面爆管出现问题时能直接引起锅炉系统运行异常，造成锅炉引风机负荷增加，电流变大，锅炉系统安全性受到影响[1]。
2、火电厂锅炉受热面爆管的原因分析2.1受热面材设计不达标导致爆管锅炉受热面是进行能量转换的重要工具，一侧的金属面需要在较为苛刻的条件下工作，而另一侧则需要两种不同的介质传递热量，这样的情况下自身设备会承受较大的负荷，而且自身工作又比较复杂，想要确保其稳定工作需要承担较大的负荷。
在这样的条件下使得其工作具有一定的特殊性，同时还对于设备的自身材料具有较高的要求，在进行设计工作的过程中相关人员需要结合实际情况做好相关内容的改善，从而设定较为明确的锅炉运行参数，同时还要考虑到自身工作的一些问题，如负荷情况以及材料的耐热性、强度以及韧性等。
如果受热材料没有达到相应的标准，在整个运行的过程中往往会因为实际温度过高从而导致管出现变化，在这样的情况下其会受到高压作用最终导致爆管，这也充分说明材质具有一定的重要性。
2.2受热面管焊接因素锅炉受热面管应用与锅炉系统中的不同部位，受热面管子与锅炉设备之间需要焊接连接，来提高受热面馆和锅炉之间的整体性与稳定性。
锅炉受热面管焊接口、焊接缝的处理等质量不达标，受热面管设计不够规范等都会造成受热面管承受高温高压荷载的能力降低。
锅炉原理 第二章 锅炉受热面
➢ 作用
1.加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点； 2.具有一定的蓄热能力，适应外界负荷变化； 3.蒸汽分离、净化处理； 4.外接附件保证锅炉工作安全，水位计、安全阀、压力表、事故放水等
➢ 安全性要求高
• 汽包上下壁、内外壁允许温差为40℃，最大不超过50℃。 • 受热不均会产生热应力：
热应力t — 温差Δt和壁厚S 温差Δt — 温度变化速度（dt/d）
2.4 过热器和再热器
2.4.1过(再)热器的作用和工作特点
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。
作用：
• 饱和蒸汽或低温蒸汽→过热蒸汽 • 调节蒸汽温度：一般在-10℃～+5 ℃
提高蒸汽过热（温度和热焓）目的：
6.在锅炉启停和甩负荷时可能发生不安全现象，需要旁路和排汽系统。 见p29图2-9
再热器及其工作特点
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。
工作特点：
1.管内流的是中压蒸汽，比容大，流动阻力大，为降低压损采用的蒸汽 流速低，冷却更差，且也布置在高温区，工作条件更差。
➢ 顺流：蒸汽与烟气的流向相同，蒸汽出口段位于烟温最低 处，管子相对较安全，但传热温差小，金属耗用多
➢ 混合流：沿着烟气流动方向，既有逆流也有顺流（串联混 合流）；或者在烟道的宽度方向上，两侧为逆流，中间为 顺流（并联混合流）
2. 半辐射过热器
半辐射过热器布置在炉膛上部或出口烟窗处，既接受炉膛内 火焰的辐射换热，又接受烟气对流冲刷换热。
➢ 重要设计参数s/d • 光管：相对节距s/d= 1.05-1.2，离炉墙
e/d=0-0.5 • 膜式水冷壁： s/d= 1.2-1.35 • 相对节距与金属利用率、炉墙保护效果及
锅炉受热面发热率_解释说明以及概述
锅炉受热面发热率解释说明以及概述1. 引言1.1 概述锅炉受热面发热率是评估锅炉工作效率的重要指标之一。
它反映了锅炉受热面吸收能量并将其转化为蒸汽或热水的能力。
高效的锅炉需要具备较高的发热率，以确保充分利用供给的燃料和能源资源。
本文将对锅炉受热面发热率进行解释说明，并概述其重要性和应用前景。
1.2 文章结构本文主要分为四个部分进行阐述：引言、锅炉受热面发热率解释说明、锅炉受热面发热率概述和结论部分。
引言部分对文章进行总体概述，介绍了本文主题、目的及文章结构安排。
1.3 目的本文旨在深入探讨锅炉受热面发热率的定义、计算方法以及影响因素，并从实际应用角度概述了不同类型锅炉的发热率特点。
通过对国内外发展现状和趋势的综合分析，评价了该指标在工业生产中的重要性和应用前景，为相关研究提供指导意见。
请根据需要进行修改和完善，以确保符合你的要求。
2. 锅炉受热面发热率解释说明:2.1 受热面定义与分类:锅炉的受热面是指传递热能给水和蒸汽的部分，它们接触到高温废气并从中吸收热量。
根据位置和功能，锅炉的受热面可以分为水冷壁、过热器、再热器、省煤器等几大类。
- 水冷壁是位于锅筒内设有水管，用于吸收爆槽内或爆管处洩漏的高温废气，同时保护锅筒免受直接火焰辐射的伤害。
- 过热器主要用于加热从锅筒来的饱和蒸汽，将其升温至设定温度以上以满足使用要求。
- 再热器是在过热后继续增加蒸汽温度的装置，通过对蒸汽进行二次加热来提高能量利用效率。
- 省煤器则是通过将废弃的高温废气散发给进入锅筒的新进风来预先加热供给给水系统并提高整体能效。
2.2 发热率计算方法:发热率是锅炉受热面的重要性能参数，表示单位面积受热面积在单位时间内向水和蒸汽释放的热量。
其常用的计算方法是通过测量锅炉输入和输出的热量、流体质量以及温度来进行估算。
一种常见的计算方法是利用传热方程来推导发热率。
该方程基于传导、对流和辐射三种传热方式，并根据受热面材料特性、工况参数等因素进行修正。
锅炉受热面概述
锅炉整体布置图
末级过热器 屏式过热器
燃烧器过热器 省煤器 空预器
锅炉受热面基础知识
1.锅炉受热面的作用 2.锅炉受热面的布置 3.锅炉受热面基本工作原理 4.锅炉受热面一般工作特点 5.锅炉受热面的基本结构
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器（再
热器）、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么？ 通过图形建立感性认识。
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器：工质温度低，壁温较低，可采用一般 材料，主要失效原因由磨损造成；
水冷壁（蒸发受热面） ：工质温度不变，正
常工作状况下壁温稳定且较低，可采用一般材 料 过热器（再热器）：工质温度高，壁温最高， 主要失效原因均与超温具有直接或者间接的关 系 空气预热器：漏风及腐蚀
锅炉受热面热偏差分析
锅炉受热面热偏差分析1. 引言锅炉是工业生产中常见的设备，用于产生蒸汽或热水。
锅炉的受热面是锅炉中直接与燃烧物接触的部分，其热偏差是指受热面各部分受热水温度的差异。
热偏差对锅炉的性能和运行安全性有重要影响，因此对锅炉受热面的热偏差进行分析是至关重要的。
2. 锅炉受热面的分类和作用根据受热面所处位置和用途的不同，锅炉的受热面可分为主受热面和次受热面。
主受热面主要用于吸收燃烧物释放的热量，向受热介质传递能量。
次受热面主要用于增加烟气与受热介质的接触面积，提高传热效率。
3. 锅炉受热面热偏差的原因3.1. 流体流动不均匀性在锅炉内部，受热介质的流动状态会影响受热面的温度分布。
如果流体流动不均匀，部分受热面可能会接收更多的热量，导致热偏差的产生。
3.2. 燃烧不完全燃烧不完全会导致烟气中存在未燃尽的燃料或反应产物，这些物质附着在受热面上会形成隔热层，使得受热面的温度分布不均匀，进而引起热偏差。
3.3. 受热介质的变化受热介质的变化也是导致热偏差的原因之一。
例如，在锅炉运行过程中，受热介质的流量、温度、性质等发生变化，都会对受热面的温度分布产生影响。
4. 热偏差的影响热偏差会对锅炉的性能和运行安全性产生重要影响。
4.1. 降低传热效率热偏差会导致受热面的温度分布不均匀，部分受热面温度过高，另一部分受热面温度过低，从而降低受热面的传热效率。
4.2. 增加烟气侧温度在存在热偏差的情况下，部分受热面温度过高，会导致烟气侧的温度升高，使得锅炉烟气的排放温度升高，增加了对环境的污染。
4.3. 加剧受热面的磨损和腐蚀热偏差可能导致受热面温度不均匀，部分受热面温度过高，可能会引发受热面的磨损和腐蚀，缩短锅炉的使用寿命。
5. 热偏差分析方法为了准确分析锅炉受热面的热偏差，可以采用以下方法：5.1. 温度测量与记录通过在受热面不同位置安装温度传感器，可以测量并记录受热面的温度。
这样可以获取受热面的温度分布情况，并判断是否存在热偏差。
锅炉主要受热面
对于中压锅炉，也采用纯对流过热器，布置在炉膛出口 的水平烟道中。过热器分成两级，蒸汽的低温级布置在低 温部分，采用碳钢作为材料，常用逆流布置；蒸汽的高温 级布置在烟气的高温部分，部分或全部应用低合金钢作为 材料，常用顺流或混流布置，使蒸汽的最高温度处布置在 烟温比较适中的地方。在两级过热器之间用中间集箱连接， 使蒸汽混合，并作左右交叉。 在高压和超高压以上的锅炉中，广泛采用屏式过热器， 也有用辐射过热器，组成辐射—对流过热器系统。为减轻 热偏差的影响，常需把过热器分成更多的级数。 在大型锅炉中，一般均采用一次再热的系统，再热器的 布置与采用的保护方式有关。如果不设旁路保护，再热器 一般布置在过热器之后其烟温应低于850℃，在启动及汽轮 机甩负荷时，允许再热器短时间干烧。如设旁路时，再热 器一般与过热器交叉布置。
因此在炉膛出口还需要布置这样的对流受热面。通常在管束中 用耐火砖把烟道隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随 烟气温度降低而逐渐缩小，以保持足够高的烟气流速。一般采 用Φ51*3的管子作锅炉管束，节距S1=100mm，S2=95mm，弯 管半径R=160mm。
凝渣管是布置在炉膛出口的对流管束。这个管束在结构上 横向和纵向节距都设计得很大，因此它本身不容易结渣，即使 在锅炉燃烧不正常时在凝渣管上结了一些渣也不容易把烟气通 道堵塞。同时烟气流过这个管束时，它的温度会降低几十度， 烟气中携带的飞灰就会因此而凝固，不致粘接在受热面上。凝 渣管可以保护后面密集的过热受热面不结渣堵塞，因此有时它 也称为防渣管束。一般锅炉中的凝渣管常由后墙水冷壁上部拉 稀组成。一般采用Φ60*3.5和Φ60*5的管子，节距S1/d=3-5， S2/d=3-5。现代高压锅炉及超高压锅炉一般不采用凝渣管的结 构，而以在炉膛出口的屏式过热器来代替，同时炉顶也布置顶 棚过热器。
第五章-1 锅炉受热面的作用及结构解析
第三节 省煤器及空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置 管式空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置 回转式空气预热器
一、 省煤器
省煤器的作用：
1、降低排烟温度，减少排烟热损失，节约燃料； 2、减少蒸发受热面，降低锅炉造价：
以管径小、管壁薄、价格较低的省煤器代替管径大、 管壁厚、价格较高的水冷壁 换热好(低温、强制流动、逆流布置)
下降管
作用：把汽包内的水连续不断地通过下联 箱供给水冷壁，以维持正常的循环。
布置在炉外不受热 有小直径分散型和大直径集中型两种
联箱
作用：汇集、混合、分配工质。 布置在炉外不受热 由无缝钢管两头焊接平封头构成。
汽包
汽包的作用
是加热、蒸发、过热三个过程 的连接枢纽和大致分界点；
具有一定的蓄热能力，能较快 适应外界负荷变化；
过热器及再热器的形式
根据布置位置与传热方式，分为对 流式、半辐射式、辐射式三种。 供热锅炉采用的都为对流式过热器， 由蛇形管构成。
根据放置形式分为立式、卧式。对 流式过热器目前多为立式，支吊简 单可靠，不易积灰，但疏水排气性 差。
根据蒸汽和烟气的流向，分顺流、 逆流、混流，多采用混流。
过热器中流动的工质温度最高，放 热系数小，工作条件最差；为了避 免使用贵重金属并保证传热温差， 供热锅炉的过热器一般布置在烟温 900℃左右的烟道中。
3、提高了给水温度，减少给水与汽包壁的温差，降低热 应力，延长使用寿命。
省煤器分类及布置特点
1、按制造材料：钢管式、铸铁式(压力 < 4 MPa) 2、按水的预热程度：非沸腾式、沸腾式(中压)
沸腾式：其出口水温不仅可达到饱和温度，而且可使 部分水汽化，汽化水量一般约占给水量的10％～15％， 最多不超过20％，以免省煤器中介质的流动阻力过大。 非沸腾式：其出口水温比相应压力下的饱和温度低。 3、错列减少积灰、换热强、磨损大 顺列利于吹灰、换热弱、磨损小
第7章 锅炉各种受热面的作用及结构
分类：Βιβλιοθήκη 光管式和膜式。光管式水冷壁就是通过锅筒及集箱连接起来的一排布置在 炉墙内侧的光管。所谓膜式水冷壁就是各光管之间用鳍片 或扁钢焊接成的一管屏。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
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西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
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钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁
膜 式 水 冷 壁
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
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较大容量的锅炉一般做成平炉项，但一般在 炉膛后墙水冷壁上部接近炉膛出口处设有折 焰（烟）角。这样做的目的是：提高炉膛内 的充满程度，避免涡流与死角，提高炉膛辐 射受热面的利用程度，改善屏式过热器及对 流过热器的冲刷条件，防止上部烟气短路。 增加水平连接烟道长度， 在不增加锅炉深 度下，可布置更多的对流受热面。
为此，各国都对蒸汽温度的允许偏差都明 确的规定，此外，还规定的允许汽温变化 速度，持续时间等。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
三、汽温调节的原理和主要方法 1、变化特性 饱和蒸汽在过热器中被加热提高温度后即变成过热蒸汽。 由热量平衡关系有：
i
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
其中
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
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再热器的作用与结构
过热器在汽轮机中膨胀作功到一定程度后， 再回到锅炉中进行加热，然后再回到汽机中 作功，这种受热面就叫再热器。 它实质上也是过热器，但与前面所讲的过热 器相比，工质的压力较低，大约 1/5~1/3 。一 般都做成对流式，布置在水平烟道或垂直烟 道中。布置在水平烟道中，常垂直放置，布 置在垂直烟道中，常水平放置。 由于蒸汽的压力低，密度小，放热系数小， 使得再热器不宜放在烟温度较高的区域，一 般≤800℃
锅炉本体结构和主要受热面
锅炉启动时间：冷态启动
7～8小时
温态启动
2～3小时
热态启动
1～1.5小时
极热态
＜1小时
水冷壁前上集箱 顶棚进口集箱 二级过热器汇集集箱 过热器二级减温器 二级过热器进口集箱 三级过热器进口集箱 三级过热器出口集箱 水冷壁凝渣管束 水冷壁后墙出口集箱
高再进口集箱 高再出口集箱 后竖井前墙集箱 再热器减温器 低再出口集箱 再热器减温器 后竖井吊挂管集箱 后竖井中隔墙集箱 一级过热器出口集箱 后竖井吊挂管集箱 后竖井后墙集箱 顶棚出口集箱
主要用于褐煤型锅炉
日本超临界燃煤锅炉均采用此种 布置方式
适合600MW-1050MW超临界燃煤 变压锅炉
-高灰份 缺乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验
结构与安装 具备成熟的结构技术及众多业绩， 需研究大容量超临界锅炉可靠性 可靠性高
性能及运行 煤适应性好（采挡板调节再热汽 再热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对
螺旋水冷壁管
• 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋 水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷壁进 口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。
锅炉本体
1、总体布置
采用П型布置形式
П型布置是传统普遍采用的方式， 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟 道，在尾部烟道通过各受热面后排 出。
其主要优点是锅炉高度较低， 尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰 作用，各受热面易于布置成逆流形 式，对传热有利等。
布置简图
锅炉∏型布置和塔型布置的比较
概念 业绩
世界上烟煤型锅炉典型布置
特点：气密性好，减少炉膛漏风，改善燃烧，降低锅炉的排烟热损失；增加传热面积，减少 高价钢材；减轻炉墙厚度和重量，降低成本；蓄热少，锅炉启动速度加快；炉膛抗爆能力增 强；可成片安装，便于悬吊，缩短工期；制造、检修工艺复杂。（对炉墙具有良好的保护作 用，不用高温耐火材料，只需轻质保温材料降低炉墙质量，蓄热量只是使用耐高温材料锅炉 的1/4左右，燃烧室升温和降温速度快，使启动和停运过程缩短）
§4-5 锅炉受热面
上升管 起沸点A
下集箱
一、水冷壁和水循环
水循环
水冷壁
自然循环原理与基本概念
一 自然循环原理
定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重位 压差，推动工质流动的现象。
自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水
冷壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽 水分离器组成的，如图所示； 重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造 成的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐 射热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj 上升管侧 Yss p2 p1 H hu g pss
水在回路中循环流动时，下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差Yss
H xj g H hu g pxj pss
Syd h xjg h i i g
3.
多次上升 式
三种炉型水冷壁的特点
自然循环锅炉：60mm的管子 控制循环锅炉：51mm 直流锅炉：22mm（为了保证有足够大工 质流速）
过热器和再热器
概述 过热器和再热器的结构型式 过热器与再热器的热偏差
为何采用过热器和再热器
1．提高机组循环效率
提高蒸汽压力、温度。 提高温度很难，提高压力受到限制，否则排汽 湿度过高，因此采用再热器，同时提高循环 效率。
3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和 位置发生变化，过热受热面向炉膛移动（辐射式过 热器），工作条件更差； 4．设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温， 长期超温会造成爆管，工质泄露，停机，是锅炉故 障最多的部件之一。
锅炉受热面
省煤器
• 省煤器是锅炉汽水的预热受热面，送入锅炉的给水先经省没器加 热成为压力下的饱和水，在送入到汽包到水循环系统.在锅炉尾部 布置省煤器，在于降低排烟温度，节省燃料，提高锅炉的效率.由 于提高了汽包的进水温度，可减小给水与汽包间的温差，降低汽 包的热应力。 • 省煤器的材料一般为20号碳钢，是由多排蛇型管与进出口联箱焊 接而成。 • 大型的省煤器一般由水平蛇型管和垂直悬吊管两部分组成，布置 在尾部竖井低温过热器下方，给水通过省煤器的蛇型管进入联箱， 经过悬吊管进入省煤器的出口联箱后引入汽包。 • 另外，在锅炉的启停过程中，需要采用间断供水。当停止供水省 煤器中的水流不动会导致管字过热高温。为此，在省煤器入口联 箱和水冷壁下联箱之间连有一跟不受热的管子，称为省煤器再循 环管。当停止供水时，省煤器内的水在工质密度差或循环的推力 下形成临时回路内的循环，达到保护省煤器的目的
回转式空气预热器
• 回转式空气预热器又分受热面回 转和风罩回转式两种。受热面回 转式又叫容克式。其受热面装于 可转动的圆筒形转子，即转子分 成许多扇形仓格，每仓格充满了 传热元件。转子顶部和低部被上 下连接板分隔成对应的烟起流通 区，空气流通区和密封区等。烟 气空气分别与烟道风道相连。当 转子转动时，受热面就不断的经 过烟气流通区和空气流通区，每 一扇仓格转到烟气区时传热元件 就吸收烟气的热量，转到空气时， 又把热量传给空气，这样转一周 就完成一个热交换过程。
自然循环锅炉的水冷壁
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自然循环锅炉的水循环回路如右图，它是由布置在炉顶的气泡，炉外不受热的 下降管和炉内受热的上升管组成的汽水流动封闭通道，用以完成锅炉水的蒸发任务 在水循环回路中，由于进入冷水冷壁的水受热变成汽水混合物，其密度小于下降 管内饱和水的密度，因此在下联箱两侧产生压力差，此压力差的作用下，上升管 的汽水混合物向上流动并进入气包，在气包内通过汽水分离装置分离出来的饱和 蒸汽引出到过热器，而分离出的水与省煤器的的给水混合后，有经过下降管进入 水冷壁重复上述循环.这种利用工质密度差所产生的推动力，使水及汽水混合物在 水循环回路中不断流动，称为自然循环 自然水循环的推动力又叫运动压头，是由于下降管和上升管内工质密度不同造成 的，故数值上等于密度差乘以高度.这一压头正好克服下降管和上升管等循环回路 的阻力，维持水循环的安全进行.当工质的密度差越大和高度越高时，运动压头就 越大，循环就越安全。工质的密度差在压力一定时取决上升管内的含气率，当上 管受热越强，含气率越高，密度差就越大。运动压头越大，循环也就越安全。 水循环回路是否安全可靠的评价指标是循环流速和循环倍率： 循环流速是指上升管入口处的流速，反映了管内流动的水生成的蒸汽和炉水带走 污垢的能力。 循环倍率是上升管进口处水的总流量与上升管的产气量的比值，反映了1Kg的蒸 汽需要多少千克水进入水循环系统进行循环. 水循环回路要有足够的循环流速和循环倍率才能保证水循环安全可靠.对于超高压 规定的最小循环流速大于1m/s，循环倍率不小于2.5。
锅炉原理-第五章锅炉受热面及工作特点
过热器与再热器的结构形式
过热器和再热器的作用与特点
工作特点 外部烟温高：大约在600～1400℃。 内部汽温高：一般在320 ～ 540℃，近年出口汽温 可达560 ～ 620℃。 冷却条件差：亚临界压力下的蒸汽密度比水小，蒸 汽与管壁间的对流放热系数小，冷却能力差；提高蒸 汽流速，可使蒸汽冷却能力增强，但会增大压降，降 低蒸汽的做功能力。 安全裕度小：壁温高，管子的工作温度接近允许使 用温度。
能有效防止炉壁结渣
悬吊敷管炉墙（炉墙全部重量靠水冷壁支承）
主蒸发受热面（直流锅炉除外）
水冷壁
水冷壁的结构
水冷壁分光管壁、膜式壁两种 膜式壁炉膛气密 性好,可减少漏风,降低热损失,提高锅炉效率；有较 大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量；炉墙 重量轻，便于采用悬吊结构；锅炉蓄热能力减少， 有利负荷调节，锅炉启停快。
（a）（b）
直流锅炉水冷壁
UP型垂直上升管屏水冷壁
一次上升型（a）
特点：系统简单，流动阻力小；相邻 管屏外侧管间壁温差较小；可采用全悬吊 结构；水力特性较为稳定；但对锅炉负荷 适应性较差，金属耗量大
上升 - 上升型（ b ） 炉膛下部高热负 荷区域布臵两个串联回路，用于提高管内 工质质量流速以避免流动异常和传热恶化
气量的方法（如分隔烟道挡板）调节汽温
蒸汽温度调节
喷水减温方法
喷水减温器是将清洁度
很高的水直接喷入过热蒸
汽中以降低汽温（大锅炉 直接由水泵出口取水） 喷水减温装臵通常安装 在过热器连接管道或联箱 中
蒸汽温度调节
喷水减温方法
主要有旋涡式、笛形管
（多孔喷管）式两种
结构简单，惯性小，调
节灵敏，易于自动化，可
锅炉对流受热面计算
锅炉对流受热面计算首先，我们需要了解对流受热面的概念。
对流受热面是指锅炉内部与工作介质(如水、汽、烟气等)直接接触的部分，通过对流传递热量。
对流受热面通常是由管壳式加热面组成，包括锅炉壳体、水冷壁、空气预热器等。
对流受热面的计算主要涉及到三个方面：传热系数的估算、换热面积的计算和热效率的评估。
1.传热系数的估算传热系数是指单位面积上单位时间内通过对流传递的热量。
传热系数的估算是锅炉对流受热面计算中的重要环节。
传热系数的大小与介质的物性、流动状态、受热面的形状等因素密切相关。
一般情况下，传热系数可通过实验或经验公式进行估算。
例如，针对空气在不同速度下对流传热，可以采用Nu=0.66Re^0.66Pr^0.33的经验公式，其中Nu为Nusselt数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。
将估算得到的传热系数应用于对流受热面的计算中。
2.换热面积的计算换热面积是指对流受热面上的有效热交换面积。
换热面积的计算是锅炉对流受热面计算的核心。
换热面积的计算主要考虑两个方面：一是考虑传热介质(如水、汽、烟气等)流动的特点，将受热面积与流量、流速等因素相结合进行计算；二是考虑传热过程的热阻情况，将传热系数与热阻相结合计算。
对于不同的换热面，可以采用不同的计算方法，如管内对流受热面积的计算采用管内光面积进行计算、管外对流受热面积的计算采用外表面积进行计算。
通过换热面积的计算，可以确定锅炉对流受热面的大小，为锅炉的设计和运行提供依据。
3.热效率的评估热效率是锅炉对流受热面计算中一个重要的评价指标。
热效率是指锅炉单位燃料消耗所产生的热量与输入燃料的热量之比。
热效率的评估包括热损失的计算和进一步改进的方法。
热损失通常分为两个部分：烟气中的热损失和未充分燃烧或燃烧副产物中的热损失。
通过对锅炉热效率的评估，可以进行锅炉设计参数的优化和改进，提高锅炉的热效率和能源利用率。
综上所述，锅炉对流受热面计算是锅炉设计和运行中的重要环节。
通过对传热系数的估算、换热面积的计算和热效率的评估，可以保证锅炉的正常运行和高效热能利用。
锅炉受热面
类似于三分仓受热面转动式空预器： 双流道风罩转动式 一、二次风分开
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双 流 道 风 罩 转 动 式 空 预 器
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漏风
是回转式空预器的主要问题 特点：空气侧 烟气侧 原因：
1)受热面元件内残留的空气或烟气 (少)
2)密封漏风：动静部件之间 空气侧正压 烟气侧负压 影响： 送引风机电耗 排烟热损失 送入炉内风量不足
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3 半辐射式
• 位置： 布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处，既吸收炉 膛高温烟气的辐射热，也吸收烟气的对流换热， 屏式过热器。
• 结构：管屏式
• 类型：分隔屏过热器 后屏过热器 屏式过热器 屏式再热器
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第二节 省煤器与空气预热器
尾部受热面 或 低温受热面
一、省煤器的作用
1、降低烟气温度
2、减少蒸发受热面：
风罩转动式
第一、受热面转动式 ：
二分仓 (烟气区、空气区及密封区) 烟气体积流量大：50%；空气30-40%
三分仓 (烟气区、一次风、二次风及密封区)
可以采用冷一次风机 应用最广
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三 分 仓 回 转 式 空 预 器
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第二、风罩转动式 ：
静子(受热面)上下两端装有可转动的上、下风罩
减轻了转子重量
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只设整体旁路的称为一级旁路系统﹐其优点是系统简单﹑操作方便﹐ 适用于再热器不需保护的机组﹔ 设有高压和中﹑低压旁路的称为两级旁路 系统﹐其优点是调节灵活﹐能有效地保护再热器﹐但系统较复杂﹔ 同时设 有整体旁路﹑高压旁路和中﹑低压旁路的称为三级旁路系统。这种系统最为 复杂﹐但有利于机组适应负荷变化的要求。
2 两级布置（低温布置）
图2－16 1000t/h直流锅炉再热器布置简图
第5章 锅炉受热面汇总
绝
特点：
热
层
➢ 炉墙蓄热量少，炉膛升温快，缩
短启停时间，利于负荷调节。
光管扁钢膜式水冷壁
➢ 防止水冷壁管壁超温，相邻管子 可辅助冷却。
➢ 刚性较好，增强炉膛抗爆能力。
➢ 设计及制造工艺较复杂。
轧制鳍片管膜式水冷壁
3. 销钉式水冷壁：为保证燃烧器区域高温，利于低挥发 分煤的着火燃烧，可在光管式或膜式水冷壁管上焊接 销钉，用于敷设卫燃带。销钉可使铬矿砂耐火材料与 水冷壁牢固连接。
➢ 辐射受热面积大，鳍片成本较低， 可降低受热面金属耗量。
➢ 无需耐火层，只需轻型绝热层， 轧制鳍片管膜式水冷壁 减轻炉墙重量，利于悬吊布置。
2. 膜式水冷壁：各光管之间用鳍片或扁钢焊接成一组管 屏，四壁连成一个整体。现代大型锅炉多采用此结构。 膜式水冷壁有两种结构，一种是光管与扁钢的焊接， 另一种是轧制鳍片管焊接。
第五章 锅炉受热面及工作特点
❖ 蒸发受热面 ❖ 过热器和再热器 ❖ 省煤器和空预器
工质在锅炉中的吸热是通过布置各种受热面来完成 的。由于受热面所处的烟温区域不同，受热面所起的作 用也不同。
Hale Waihona Puke 12-水冷壁 13-屏式过热器 14-高温过热器 19-再热器 20-低温过热器 23-省煤器 27-空预器
锅炉受热面的典型布置形式
内螺纹管水冷壁
三、自然循环锅炉蒸发受热面：
1. 自然循环工作原理：蒸发受热面内的 工质，依靠下降管中的水与上升管中
的汽水混合物之间的密度差所产生的 压力差进行循环。
2. 过程：水由给水泵压送，经省煤器预 热后进入汽包。下降管位于炉膛外不 受热，管内工质为水，上升管即水冷 壁受热，管内工质为汽水混合物，下 降管内水的密度大于上升管内汽水混 合物的密度，在密度差作用下，推动 工质在封闭蒸发系统中循环流动。
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受热面的结构布置
炉膛结构
炉膛内
过热器结构
回转式空器预热器
2.锅炉受热面的布置
省煤器的布置位置 过热器的布置位置 再热器的布置位置 水冷壁（蒸发受热面）布置的位置 空气预热器布置的位置
3.锅炉受热面基本工作原理
传热特点及传热影响因素： 省煤器传热特点及传热影响因素 水冷壁传热特点及传热影响因素 过热器（再热器）传热特点及传热影响 因素 空气预热器传热特点及传热影响因素
锅炉受热面概述
1.锅炉受热面的作用 2.锅炉受热面的布置 3.锅炉受热面基本工作原理 4.锅炉受热面一般工作特点 5.锅炉受热面的基本结构
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器（再 热器）、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么？ 通过图形建立感性认识。
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器：工质温度低，壁温低，可采用一般 材料，主要失效原因由磨损造成；
水冷壁（蒸发受热面） ：工质温度不变，正 常工作状况下壁温稳定且较低，可采用一般材 料 过热器（再热器）：工质温度高，壁温最高， 主要失效原因均与超温具有直接或者间接的关 系 空气预热器：漏风及腐蚀