过热器

1.5 过热器及其减温器的检修

1.5.1 设备概述

过热器的系统布置应能满足蒸汽参数的要求，并有灵活的调温手段，还应保证运行中管壁不超温和具有较高的经济性等，其复杂性与锅炉参数有关。

锅炉过热器的分级或分段，应以每级或每段的蒸汽焓增不超过250~420kJ/kg (60~100kcal/kg)为宜，以减少热偏差。各级或各段间的蒸汽温度的选取应考虑钢材的性能。例如，20号碳钢管，金属温度不超过480ºC，蒸汽最高温度宜为400ºC左右。当蒸汽温度为450ºC或以上时，就要采用合金钢制造。过热蒸汽的减温器一般设置在两级或两段之间，因此过热器的分级或分段应考虑汽温调节的反应快慢问题。

1.5.1.1 过热器系统的组成

耒阳电厂300MW锅炉过热器系统由顶棚过热器、包墙管过热器、一级过热器（低温过热器）、屏式过热器及二级过热器（高温过热器）组成。

a. 顶棚过热器和包墙管过热器

顶棚管位于炉膛和水平烟道上部，由140根Ф76×8mm、管材为SA-213T12的光管与12×35、材质为12Cr1MoV扁钢(或销钉钢)焊成的鳍片管组成。

为了便于过热器和再热器管子穿过，管子之间的节距为150mm，并且管间采用间断鳍片结构。顶棚管和穿墙管处的密封形式为：先在鳍片上打耐火塑料，再置以高冠板结构的金属密封。

包墙管绝大多数为膜式壁结构，并根据运输条件最大限度地在厂内组装。蒸汽在顶棚和包墙管过热器的流程较复杂。

来自汽包的饱和蒸汽由30根Ф133×12mm、SA-106C的饱和蒸汽连接管引入顶棚进口集箱（Ф244.5×40mm、SA-106C）。蒸汽流经炉膛顶棚管后，汇集于尾部竖井（HCP）前墙上集箱，然后分两路进入一级过热器。

一路流程为：HCP前墙上集箱（Ф245×40mm、SA-335P22）→③186根Ф42×9/5.5、 12根Ф133×12mm的饱和蒸汽SA-213T12管的HCP前包墙管组→HCP前墙下集箱

4根Ф133×12mm的饱和蒸汽连接管→水平烟道侧墙下集箱→106根Ф42×5.5mm、SA-213T12管的水平烟道侧包墙管组

连接管→HCP前侧墙下集箱→⑦54根Ф42×5.5mm、SA-213T12管的HCP前侧墙包墙管组

→水平烟道侧墙上集箱→12根Ф133×12mm的饱和蒸汽连接连接管

尾部竖井隔墙上→HCP前侧包墙上集箱→4根Ф133×12mm的饱和蒸汽连接管

集箱→④186根Ф51×6.5mm、SA-213T12尾部竖井隔墙管组→一级过热器进口集箱（Ф244.5×45mm、SA-106C）。

另一路流程为：HCP前墙上集箱→②186根Ф42×5.5mm、SA-213T12管的HCP后包墙管组→HCP后墙下集箱→8根Ф133×12mm的饱和蒸汽连接管→HCP后侧墙下集箱→⑦108根Ф42×5.5mm、SA-213T12管的HCP后侧墙包墙管组→HCP后侧墙上集箱→8根Ф133×12mm 的饱和蒸汽连接管→尾部竖井隔墙上集箱→一级过热器进口集箱。此路自HCP后墙下集箱后有一小部分蒸汽通过4根Ф133×12mm的饱和蒸汽连接管引入至隔墙下集箱，再经⑤186根Ф42×5.5mm、SA-213T12管的下部隔墙管组进入一级过热器进口集箱。

包墙管的规格Ф42×5.5mm，节距一般为112.5mm，材质为SA-213T12。Ф133×12mm 的蒸汽连接管材质为SA-106C。

除特殊说明外，集箱均为Ф219.1×36mm、SA-106C。

b. 一级过热器（低温过热器）

一级过热器位于尾部竖井烟道的后烟道内，采用逆向流动。它由三段卧式布置的蛇形管组和一垂直出口管段及进、出口联箱组成。

三段水平管组由管径为Ф51×5的管束组成，横向节距为112.5mm，两管圈并绕，沿宽有186片，每段管组间留有一定的检修高度，管组由省煤器引出管悬吊，将重量通过出口联箱支承在钢梁上。垂直出口管段由管径为Ф51×5钢管组成，横向节距为225mm，四管圈并绕，沿炉宽有93片。

为了保持蛇形管纵向节距固定及管束平面的平整，在一级过热器的管束上装设了管夹，管夹通过扁钢与悬吊管上的吊耳相连，各蛇形管由管夹的下部夹住。为确保管夹在高温下有足够的强度，材料采用1Cr18Ni9Ti，固定管夹沿竖井深度方向设有三道。过热器通过卡板、U型杆等结构与悬吊管构成了管排间的横向定位装置。

每段蛇形管上方两端弯头每隔一定距离用拉板与后烟井隔墙及后墙连接在一起，随锅炉的膨胀方向一同向炉后膨胀。此外，在每组蛇形上部靠后墙的弯头上方设置了阻流板，以避免产生局部烟气走廊。

由于三段水平管组的壁温不同，分别采用了不同的材料，下段管组的材质为SA-106C，中间管组材质为SA-213T12，上段管组的材质为SA-213T22。一级过热器的出口段的材质为SA-213T22。

c. 屏式过热器

屏式过热器位于炉膛上部，由外径为51mm、壁厚为6~8.5mm、材质为SA-213T12和SA-213T22的钢管组成，横向节距为1500mm，22管圈并绕分前后两束，沿炉宽布置12片。

屏式过热器管子间的纵向定位采用耐热不锈钢制成的滑动连接件，如图8-10所示。它由一块凹形和两块凸形滑动块组成，分别焊在两相邻的管子上。连接件既限制了管子的横向位移，又能保证管子在轴向的相对滑动。短小的滑动块装设在管间，可少受高温烟气的辐射，且滑动件直接与管壁相焊，导热效果好，壁温较低，因此滑动连接件冷却良好，适应受热面高温工作环境的需要。连接件沿管屏高度方向布置了4处。

过热器管子间的横向定位采用流体冷却定位管。流体冷却定位管中的蒸汽从后烟道竖

井隔墙出口集箱分三路引出，其中一路进入屏式过热器的横向定位管，带有定位块的管子从屏式过热器的第一根与第二根管子间成水平方向横向穿越，插入管屏上的支承块中，使每片管屏保持所需的横向节距。

屏式过热器的定位管采用了外径为51mm，壁厚为 6.5/9mm，材质为SA-213T22、SA-213T91、SA-213TP347H的钢管组成。

d. 二级过热器（高温过热器）

二级过热器位于折焰角上方，采用立式、顺流布置方式。它由进口和出口两个管组及进出口集箱组成。

进口管组由外径为51mm，壁厚为6~8.5mm、材质为SA—213T12和SA—213T91的钢管组成，横向节距为600mm，11管圈并绕，沿炉宽有35片。出口管组由外径为42mm，壁厚为7.5/8mm、材质为SA—213T22的钢管组成，横向节距为300mm，8管圈并绕，并使出口管束夹在中间，以减少烟气辐射热，保护高温的出口管束。出口管组沿炉宽共有70片。

高温过热器的管间纵向定位采用由耐热的不锈钢制成的滑动连接件，与屏式过热器的纵向定位类似。高温过热器的管间的横向定位采用流体冷却定位管，与屏式过热器的横向定位类似。

该锅炉的屏式过热器、高温过热器及高温再热器均采用高冠密封支承系统结构，通过炉顶管将重量支承在钢梁上。

1.5.1.2 过热器系统的流程

工质在整个过热器系统的流程如下：汽包出来的饱和蒸汽→顶棚过热器及包墙管过热器→一级过热器进口集箱→一级过热器→一级过热器出口集箱（Ф558.8×75mm、SA-335P12）→一级喷水减温器→屏式过热器进口集箱（Ф533.4×55mm、SA-335P22）→屏式过热器→屏式过热器出口集箱（Ф533.4×65mm、SA-335P12）→屏式过热器出口交叉连接管→二级喷水减温器→二级过热器进口集箱（Ф533.4×60mm、SA-335P22）→35个分集箱（Ф168×28mm、SA-335P22）→二级过热器进口管组→35个分集箱（Ф193.7×36mm、SA-335P12）→二级过热器出口管组→过热器出口集箱（Ф812.8×90mm、SA-335P91）→经主蒸汽管道进入汽轮机高压缸。

锅炉过热器及再热器常用材料的允许温度见下表。由表可知，过热器及再热器所用材料取决于其工作温度。当金属管壁温度不超过500ºC时，可采用碳钢；当金属温度更高时，必须采用合金钢或奥氏体合金钢。

表- 过热器和再热器常用钢材的允许温度

钢号受热面管子允许温度（ºC）联箱及导管允许温度（ºC）20号碳钢500 450 10CrMo910 540 540 12CrMo，15MnV 540 510

15CrMo，12MnMoV 550 510