第八章省煤器和空气预热器

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
链条炉 抛煤机与固定炉排
烟煤 贫煤、无烟煤 烟煤
25~100 25~180 25~200
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
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：管数多，水速小；烟道深度小，
支吊简单；全部管子都要穿过尾部烟道的后墙，每根管都会 受到磨损。
2）蛇型管平行于前墙布置：管数少，水速高（流阻大）， 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。只有靠近后墙的几根管子磨损比较严重。
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四、锅炉给水系统
现代大容量火电厂，均采 用单元制给水系统。
除氧器－前置泵－给 水泵（1-2台汽泵，1台电 泵备用）－止回阀－减负 荷阀－高压加热器－主闸 阀－沿两路进入省煤器－ 汽包。
第三节 空气预热器的型式
随着锅炉参数的提高，进入省煤器的给水 温度也越高。如亚临界机组，入口温度 达280℃左右。因此，单纯应用省煤器 已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温 度。这样，引入空预器。
分界面附近的金属，由于水面上下波动，容易 引起疲劳破坏。≥1m/s。
二、启动保护
1、启动时，锅炉上水为间断上水（是不连续 的），当停止上水时，省煤器中的水不流动， 省煤器金属可能发生超温爆管。需采取措施， 保证省煤器中的水流动。
2、自然循环锅炉：在锅炉下降管和省煤器进 水管之间装设一个再循环管。由：锅筒－下降 管－再循环管－省煤器受热－锅筒之间（利用 密度差）形成自然循环回路。
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
电站空气预热器分为
管式（基于间壁式换热） 回转式（基于再生式换热）
一、管式空气预热器
一）结构
1、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。
支吊方式
1．支承—只用于小型锅炉；支撑式(D≤670t/h)： 管子固定在支架上，支架支承在横梁上，横梁 与锅炉钢架相连。横梁在烟道内，为避免过热， 需冷却。
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。既可悬吊省煤器，又可悬 吊过热器和再热器。
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
第一节 省煤器的作用与结构
一、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，节省燃料。 2、提高进入汽包的给水温度，减少给水与汽
包壁之间的温差，使汽包热应力降低。 3、减少蒸发受热面吸热量，用管径较小、管
壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器 代替部分造价较高的蒸发受热面。
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
二、省煤器的启动保护
再循环管
三、省煤器出口水温的选择
一般有不同的欠温
四、锅炉给水系统
一、水流速度
水流速度大小影响：管子温度工况和管内腐蚀。 过低，管子吸热会产生气泡（含有空气），气
泡会和管子内壁发生反应。≥0.5m/s。 过高，会消耗动能，耗电能。 若为沸腾式：过低容易发生汽水分层，在汽水
3、控制循环锅炉：由：锅筒－下降管－再循 环泵－水冷壁下联箱－省煤器－锅筒之间形成 再循环回路。
三、出口水温
高压以上锅炉，省煤器均采用非沸腾式， 出口有一定欠焓。
目的：保证流量分配均匀，提高水循环 的安全性。
控制循环锅炉：要求出口水温欠温60℃。 保证循环泵不发生汽蚀。
直流锅炉：要求约380kJ/kg的欠焓。但 欠焓大会引起水动力的不稳定性。
空气预热器的作用
1、利用尾部烟气余热加热空气 py ↑ ηgl↑；
2、热空气使着火热 Qzh↓对燃烧有利，强化
了着火与燃烧，减少了不完全热损失； 3、提高炉膛内烟气温度，强化炉内辐射换
热。
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）
早期是为了降低排烟温度，提高效率， 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，主要目的不仅是为了降低 排烟温度；
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 根据出口工质的状态分 大
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
6取、1烟0～速1：4m适/s当提高↑wy→hc↑→有较强的自吹灰，一般
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
根据管子的结构方式分
类：
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
三、省煤器的布置（尾部烟气流通截面为矩形）
水平布置：水自下而上（有利于排除水中气体），烟气自上 而下（逆流）。
2、下管板通过支架支撑在钢 架上。
3、立式（煤）：为减轻积灰， 烟气在管内，空气在管外。卧 室（油）：为提高壁面温度， 减轻腐蚀，烟气在管外，空气 在管内。
一）结构
4、交叉传热（图8-7）：在管箱中加管板，采用多次 交叉，交叉大于5次为佳，接近逆流，若小于5次应修 正。
5、采用多通道双面或多面进风（图8-7）：进风面积 增大，阻力减少。
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。