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
一 省煤器的型式和布置
分类：沸腾式、非沸腾式√ 材料：铸铁、钢管（氧腐蚀－除氧）√ 结构：φ 28～51蛇形管 排列：错列、顺列 流程：水平布置、逆流 布置：垂直前墙、平行前墙 水速：金属温度、氧腐蚀（>0.5m/s) 烟速：积灰（>6m/s)、磨损（<10m/s） 蛇形管：光管、扩展表面（鳍片管、肋片管 和膜式受热面：强化换热、减轻磨损）
管 式 空 气 预 热 器 （ 卧 式）
一、回转式空预器
优缺点：
1)结构紧凑：传热面密度高，管式体积的1/10； 2)重量轻，节省钢材：蓄热板薄 3)布置灵活 4)不易低温腐蚀：传热元件 怱冷怱热
5)受热面腐蚀时，不增加漏风量，更换方便 6)漏风大：转动与静止部件之间
7)结构复杂，运行维护工作多，检修较复杂
减轻了转子重量
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
风 罩 回 转 式 回 转 式 空 预 器
双 流 道 风 罩 转 动 式 空 预 器
双 流 道 风 罩 转 动 式 空 预 器
回转式空预器
优点：
1)结构紧凑：传热面密度高，管式体积的1/10；
2)重量轻，节省钢材：蓄热板薄 3)布置灵活 4)不易低温腐蚀：传热元件 怱冷 怱热 5)受热面腐蚀时，不增加漏风量，更换方便
烟气侧负压
（其漏风量一般为8％～10％，质量不 佳者可达20％～30％）
影响：送引风机电耗
排烟热损失
送入炉内风量不足
单级布置 双 级 布 置
第四节 一、积灰 形态：大多数为干松状
尾部受热面的运行问题
•干松灰：粒度小于30um的灰的屋里沉积，呈干松状，易清除。 •低温黏结灰：空气预热器冷端。原因： 1 CaSO4水泥状物质 2 吹灰凝结水或者省煤器漏水渗到积灰层形成水泥状物质。 造成影响： 传热 ，排烟热损失
第二节 省煤器
二、省煤器的作用及优点 （一）、省煤器的作用： 是利用锅炉尾部烟气的余热加热锅炉水； （二）、省煤器的优点：
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：
第二节 省煤器
三、省煤器结构
结构如图所示。 省煤器按高度可分 成几段，每段高度为 1 1.5m，段间空间 为0.60.8m；省煤器 与其相邻的空气预热 器之间应留0.8 1m 高的空间，以便于检 修。
第二节 省煤器
第二节 省煤器
省煤器为自疏水式，进口联箱上装有疏水、锅 炉充水和酸洗的接管座和阀门，在最高点处设置排 放空气的接管座和阀门，入口设有取样点，并有其 相应的接管座及一次门、二次门和排污门。 省煤器设计中考虑灰粒磨损保护措施，省煤器 管束与四周墙壁（包括中隔墙）间装设2~3层防止 烟气偏流的阻流板；管束上设置有防磨损装置。在 吹灰器有效范围内，省煤器及悬吊管设有防磨损护 板，以防止吹坏管子。
第二节 省煤器
省煤器位于后竖井烟道内，沿烟道宽度方 向顺列或错列布置，由水平蛇形管和垂直段吊 挂管两部分组成，两部分之间通过叉形管过渡， 省煤器垂直吊挂管对布置在后烟道上部的低温 过热器蛇形管屏起吊挂作用（前后级省煤器向 上各形成两排吊挂管）。 给水经省煤器进口集箱后进入水平段蛇形管 和垂直段吊挂管，然后进入顶棚上的省煤器出 口集箱，之后从炉两侧通过集中下降管、若干 根下水连接管引入螺旋水冷壁前后墙进口集箱。
•通常受热面转动的是容克式回转空气预热器，而风罩转动的 则是罗特缪勒式回转式空气预热器。
回转式空气预热器
现场应用：
受热面转动式 (更多一些) 风罩转动式
1、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
热变形
① 运行过程中，热 端温度高，冷端 温度低，转子热 端膨胀量大于冷 端膨胀量，发生 “蘑菇状”变形。
受热面回转式空气预热器
2. 为了增强气流的扰动同时又不使气流阻力过大，波形板 的斜纹应与气流成30度角。 3. 为了防止低温段堵灰和积灰，在低温段波形板的波形被 放大，定位板则采用平板结构。
四、省煤器积灰与磨损
1、省煤器管束的布置 采用顺列布置与错列布置相比，顺列布置对省 煤器的积灰不利，工质与烟气的换热减弱，但可以 减少省煤器管的磨损。错列管束管子纵向节距小， 气流扰动越大，气流冲刷管子背风面的作用越强， 管子积灰越少。顺利布置除第一排管子外，烟气冲 刷不到其余管子的正面和背面，只能冲刷管子的两 侧，不伦管子正面和背面均可能发生严重积灰，但 顺列布置有助于吹灰，对积灰的清除有利。
1 燃料脱硫——分离黄硫铁矿 2 低氧燃烧及减少漏风 3 采用降低酸露点和抑制腐蚀的添加剂－白 云石 4 提高空气预热器受热面的壁温√ 热风再循环 暖风器
5 回转式空气预热器： 烟气受热面壁温高 分段：热、中间、冷
重 力 式 钢 水 热 管
热 管 式 式 空 预 器
受热面回转式空气预热器
缺点：
6)漏风大：转动与静止部件之间 7)结构复杂，运行维护工作多，检修较复杂
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)携带漏风：受热面元件内残留的空气 或烟气 (少—1%) 2)密封漏风：动静部件之间 空气侧正压
通常包括轴 向密封、径 向密封和环 向（周向） 密封三部分
5、运行因素： 超负荷、烟道漏风等
减轻和防止磨损的措施
降低烟气速度和飞灰浓度 防止在受热面烟道内产生 局部烟速过大和飞灰浓度 过大，避免烟气走廊。
在省煤器弯头易磨损的部位加装防磨保护装置
省煤器采用螺旋鳍片管或者肋片管 回转式空气预热器上蓄热板用耐热、耐磨的 钢材制造，且厚度大 1mm。
当回转式预热器工作时，随着转子不断旋转，不可避免 的要将存在转子容积中的空气携带到烟气中去，同时也 有一些烟气随转子的转动而被带入空气区，这种被旋转 的转子容积所携带的漏风，称为携带漏风。 转子的转速越快，携带的漏风量相应也越大。
受热面回转式空气预热器
携带漏风量一般很少，不会超过1%。 设计、安装良好的回转式预热器间隙漏风量一般 为8%~10%，漏风严重时可达20%~30%。 为了减小漏风，回转式空气预热器均装有密封装 置，主要有径向密封、轴向密封、和旁路密封。
二、省煤器的启动保护
按省煤器出口工质的状态——
非沸腾式、沸腾式(中压) 随着机组容量 ，蒸发吸热量比例 采用非沸腾式
垂直于前墙：支吊简单，每根管子末端易磨损
平行前墙布置：支吊复杂，少数管子磨损
第三节 空气预热器
分类：管式(传热式）、回转式（蓄热式）
管 式 空 气 预 热 器 （ 立 式）
灰粒磨损性能主要取决于灰中的SiO2的含量，还与总灰 量有关，而总灰量决定于燃料灰分和燃料的发热量。 管子的布置方式如错列、顺列，横向、纵向、斜向节距等 均对磨损有影响。 防磨损措施:
首先应消除烟气走廊的形成，安装和维修 时，应尽量减少省煤器管子与包覆墙之间的距离， 同时使各蛇形管间距离要尽量均等，对于局部烟 气流速过高的地方，装设防止烟气偏流的阻流板， 管束上装设防磨装置。其次，降低局部的烟气流 速，如尽量维持尾部烟道调温挡板开度的平衡， 防止单侧烟道的烟气流速过快，减少锅炉的漏风 率。
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
问题：低温腐蚀、飞灰磨损、积灰
第二节 省煤器
一、工作原理： 省煤器一般多卧式布置在 尾部烟道中，其工作原 理：利用水在蛇形管内 自下而上流动，烟气在 管外自上而下横向冲刷 管壁，以实现烟气与给 水之间的热量交换。