锅炉原理a学习.pptx

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1、11.作用第一节尾部受热面的作用和工作特点省煤器降低排烟温度提高锅炉效率节约燃料用廉价的省煤器加热给水代替较贵的水冷壁加热给水进入汽包的给水温度增加减小汽包的热应力给水温度低于饱和温度传热温压大强制流动传热系数大所需省煤器面积少进入汽包水温太低会导致汽包热应力增加省煤器是单相强制流动 而水冷壁是自然对流 省煤器换热系数大第1页/共38页21.作用第一节尾部受热面的作用和工作特点空气预热器吸收烟气热量降低排烟温度提高锅炉效率加热空气强化燃料着火和燃烧降低q3和q4此处有考题空气预热器吸收的热量不算锅炉有效利用热量但计算锅炉效率时烟气离开锅炉的温度是用离开空气预热器的温度这部分热量提高了炉膛的进气

2、温度 该热量一直在锅炉中循环 第2页/共38页32.工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点l金属壁温低l三大问题l传热系数大（逆流给水和空气由下向上，烟气由上向下）承压受热面中省煤器壁温最低锅炉机组受热面中空气预热器壁温最低磨损（烟温低）积灰（烟速低）低温腐蚀（壁温低）防止汽泡的停滞和阻塞l传热温压大尾部受热面的三大问题1尾部受热面烟气灰粒较硬 灰粒受重力作用加速 对壁面撞击增加2烟气温度未到露点 但壁温已经到了露点 所以凝结 低温腐蚀3过热器系统不全是逆流布置 尾部受热面都是逆流布置 省煤气和空气预热器都是给水若向下流则可能会气泡堵塞第3页/共38页4出口温差小2.工作特点第一节尾部受热面

3、的作用和工作特点水的比容大于烟气比容水的加热速率小于烟气冷却速率烟气水温度入口温差小比热容小的流体温度变化快 空气和烟气的温差在缩小 导致换热差 所以空气受热面要分级第4页/共38页52.工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点空气预热器出口温差小尾部受热面采用双级布置空气预热器出口热空气温度受到限制（对于难燃燃料，热空气温度大于300）小于3040空气预热器受热面积现在电厂锅炉采用回转式的布置 空气比热容较小 升温快 很容易与烟气温度相接近 所以要分级 已获得更大的传热温差难燃燃料双级布置第5页/共38页62.工作特点第一节尾部受热面的作用和工作特点l尾部受热面采用双级布置高温级空气预热器布

4、置在烟气温度更高的区域省煤器与空气预热器交错布置低温级空气预热器布置出口端有足够的温差保证足够传热温压 壁温壁温壁温壁温增加传热稳压节省换热器面积 但火用损失很大第6页/共38页71.分类第二节省煤器l按照工质出口状态沸腾式非沸腾式水被加热到温饱和温度并产生部分蒸汽用于中压锅炉出口水温低于饱和温度用于高压锅炉将部分蒸发热转移至省煤器蒸发热较大防止炉膛温度降低将部分加热转移至水冷壁加热热较大防止炉膛温度过高为了不让炉膛出口温度太低 所以让部分水在省煤器中沸腾高参数锅炉用非沸腾式 为了避免锅炉出口温度太高第7页/共38页81.分类第二节省煤器l按照材料铸铁式钢管式耐腐蚀承受冲击（强度高）承受冲击差

5、（脆，不用作沸腾式省煤器）耐磨损（硬度大）价格低廉体积小，重量轻耐腐蚀差传热性能好省煤器低温腐蚀可能性小第8页/共38页91.分类第二节省煤器l按照结构光管式鳍片管：光管直管段外表面上下各焊扁钢膜片管：两个光管直管段之间焊连续的扁钢螺旋肋片管：光管外表面焊横向肋片光管是蛇形管第9页/共38页102.结构尺寸第二节省煤器外径：2542mm壁厚：35mm横向相对节距：1=s1/d=23纵向相对节距：2=s2/d=1.52（弯头）蛇形管第10页/共38页113.管子排列方式第二节省煤器顺列错列不易积灰传热效果好结构紧凑磨损严重吹灰困难错列有一定自吹灰能力第11页/共38页12垂直于前后墙4.布置方式

6、第二节省煤器逆流（传热温压大）l介质流向烟气从上而下（便于吹灰）水从下而上（便于排出气体）l布置形式平行于前后墙流动阻力小漏风严重整体磨损严重（后墙附近所有管子）集箱布置在烟道内流动阻力大双管圈或双面进水支吊方便（管子较短）局部磨损（后墙附近少数管子）第12页/共38页134.布置方式第二节省煤器垂直于前后墙平行于前后墙垂直于前后墙顺列，支吊联箱穿墙第13页/共38页14l支吊方式支撑支撑梁的冷却悬吊受热管l管组高度单级或一组高度不大于11.5m（便于检修）管组之间高度不小于600800mm（便于清灰）与空气预热器距离不小于8001000mm（便于清灰）4.布置方式第二节省煤器第14页/共38

7、页15l工质侧5.流动参数选择氧腐蚀水速第二节省煤器w810m/s磨损流动阻力水速管内空气阻塞汽水分层超温疲劳破坏高压锅炉：不大于5汽包压力中压锅炉：不大于8汽包压力非沸腾式不小于0.3m/s沸腾式不小于1m/sl烟气侧逆流l介质流向烟气从上而下水从下而上第15页/共38页161.分类第三节空气预热器传热式蓄热式管式板式钢管式铸铁管水平管式立式垂直轴水平轴受热面旋转风罩旋转热量连续通过壁面由烟气传给空气烟气和空气交替通过受热面第16页/共38页17l结构钢管管板 管箱 烟气管内纵向冲刷 空气管外横向冲刷 2.管式空气预热器第三节空气预热器第17页/共38页18l尺寸第三节空气预热器外径：255

8、1mm壁厚：1.21.5mm横向相对节距：1=s1/d=1.51.75纵向相对节距：2=s2/d=12管箱高度58m（与所需受热面积、刚性、清理难度有关）管板厚度上管板1020mm下管板2030mm中管板515mm第18页/共38页19l参数wy=1014m/s（纵向流动）wk=0.40.55wy第三节空气预热器l排列：错列（提高空气侧传热系数）空气侧传热系数大空气横向冲刷空气流速可以较小烟气侧和空气侧传热系数接近，经济利用受热面第19页/共38页20通道数单通道多通道交叉流逆流传热温压进风方式单面双面多面热空气温度单级小于250大于300双级第三节空气预热器l布置方式通道数目通道高度减小空气

9、速度增加进风面流通面积减小空气速度减小道：烟气面：空气第20页/共38页21第三节空气预热器l布置方式单道单面进风多道单面进风多道多面进风多道双面进风第21页/共38页22第三节空气预热器l特点结构简单 便于制造 漏风量小 体积较大 低温腐蚀 第22页/共38页23第三节空气预热器3.回转式空气预热器转子旋转24rpml受热面旋转（容克式）烟气区被加热空气区被冷却转子重量大二分仓第23页/共38页24第三节空气预热器3.回转式空气预热器风罩旋转12rpm（转动一周，两次吸热和放热）l风罩旋转（罗特米勒式）下风罩：冷空气上风罩：热空气风罩外：烟气二分仓第24页/共38页25第三节空气预热器3.回

10、转式空气预热器l受热面回转三分仓 一次风流通区二次风流通区烟气流通区第25页/共38页26结构紧凑允许磨损程度高腐蚀的危险性小（壁温较高）漏风严重（=0.080.1，管式=0.030.05）第三节空气预热器3.回转式空气预热器l特点 受热面布置简化结构复杂第26页/共38页271.磨损l机理第四节尾部受热面运行中的问题灰粒的动能摩擦磨损切向分力产生撞击法向分力撞击磨损l危害：管壁变薄，强度降低l地点纵向冲刷：进口处100150mm横向冲刷：迎风面两侧3050l表征：飞灰磨损速率因飞灰引起的单位时间金属厚度最大磨损速率第27页/共38页28第四节尾部受热面运行中的问题切向和法向双重作用最大烟气流

11、动不稳定l地点第28页/共38页29烟气流速灰含量：撞击次数磨损量正比于速度3.3次方燃烧后灰的性质：几何形状、几何尺寸、成分组成管子排列方式（横向冲刷）l影响因素第四节尾部受热面运行中的问题错列第二排（第一排烟气流速较低，第二排以后动能衰减）顺列第五排以后（受前面管子的屏蔽）动能正比于速度平方撞击次数正比于速度原煤中灰的组成：石英、黄铁矿石英玻璃化黄铁矿氧化第29页/共38页30烟气流速适当过热器省煤器Aar，redw(m/s)w(m/s)514136712109101193087避免局部飞灰浓度过高加装防磨装置l防止措施第四节尾部受热面运行中的问题采用膜式或肋片式省煤器塔形布置节流装置均匀

12、挡板横向冲刷：角钢、圆钢、防磨瓦纵向冲刷：内衬管、短管第30页/共38页31l防止措施第四节尾部受热面运行中的问题防磨板护瓦护瓦防磨条第31页/共38页32第四节尾部受热面运行中的问题2.积灰准松散积灰或黏结性积灰（酸蒸汽和水蒸汽在壁面凝结）l定义：烟气中的飞灰沉积在管束外表面的现象l分类松散积灰：多数为小于30微米灰粒l危害：影响传热和烟气流通l地点顺列：迎风面和背风面错列：背风面（迎风面受冲刷，侧面受磨损）管式空气预热器：回流区回转空气预热器：波纹板间隙第32页/共38页33第四节尾部受热面运行中的问题l影响因素灰粒尺寸：细颗粒易积灰管束排列：顺列易积灰烟气流速：流速低易积灰额定负荷不低于

13、6m/s及时吹灰定期清洗选择合理烟速合理设计受热面（排列、节距、管径）l防止措施金属壁温：壁温低易积灰第33页/共38页343.低温腐蚀第四节尾部受热面运行中的问题l水露点l酸露点烟气中水蒸汽开始凝结的温度烟气中水蒸汽分压力水露点4550分压力0.010.015MPa不易结露烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度烟气中硫酸蒸汽含量酸露点140150l烟气露点烟气露点水蒸汽露点硫酸蒸汽露点H2O+H2SO4系统共凝温度腐蚀范围越广折算硫分烟气露点折算灰分烟气露点（灰中含有碱性物质）第34页/共38页35l低温腐蚀第四节尾部受热面运行中的问题含义：烟气中硫酸蒸汽在壁温低于酸露点的受热面凝结危害空气预热器穿孔空气漏到烟气送风不足蓄热元件腐蚀影响传热效果蓄热元件腐蚀加重堵灰影响传热排烟温度升高烟气阻力增加引风机过载第35页/共38页36l低温腐蚀第四节尾部受热面运行中的问题表征：腐蚀速度硫酸浓度硫酸浓度56表征：腐蚀速度壁温烟气露点以下水蒸汽露点以下第36页/共38页37提高壁温热风再循环（提高空气入口温度）暖风器（提高空气入口温度）回转式空气预热器（壁温提高1015）减少SO3煤的洗选燃烧中脱硫低氧燃烧防腐材料l防止措施第四节尾部受热面运行中的问题玻璃管降低烟气露点陶瓷元件第37页/共38页38感谢您的观看。第38页/共38页