江西万年青水泥股份有限公司技能培训 锅炉运行锅炉运行 余热发电余热发电 第七章过热器与汽温调节设备n第一节概述n第二节过热器的结构与特性n第三节热偏差n第四节气温调节设备n第五节过热器系统举例n第六节过热器管损坏及处理第一节概 述一、过热器的作用：一、过热器的作用：将饱和蒸汽加热成为一定温度的过热蒸汽，满足汽轮机经济、安全运行。二、设计局限：二、设计局限：1.经济角度2.温度承受能力三、运行条件影响：三、运行条件影响：1.热偏差局部超温2.灰磨损3.频繁变负荷四、要求：四、要求：要求过热器具有良好的汽温特性和完善的调节手段。第二节过热器的结构与特性一、过热器的组成与种类：一、过热器的组成与种类：1.工作条件：工作条件：工作环境温高、工质温度高、工质密度小吸热能力差、炉水品质差等。2.过热器形式及布置：过热器形式及布置： 1.对流式 横烟道过热器形式过热器形式及布置及布置 2.辐射式 炉顶、燃烧室四壁 3.半辐射式 炉膛上部出口部分第二节过热器的结构与特性三、过热器气温特性：过热器气温特性：所谓气温特特性是指锅炉符合变动时，锅热蒸汽的变动性能。过过热热器器气气温温特特性性1.对流式2.辐射式3.半辐射式蒸汽温度随着锅炉负荷的升高而升高。蒸汽温度随着锅炉负荷的升高而降低。蒸汽温度随着锅炉负荷变动变化不大。第二节过热器的结构与特性三、过热器气温特性：三、过热器气温特性：第二节过热器的结构与特性四、对流式过热器：四、对流式过热器：1烟气与管内蒸汽的相互流向顺流，逆流，双逆流，混合流第二节过热器的结构与特性四、对流式过热器：四、对流式过热器：2蛇型管圈的布置方式垂直式（立式）：（布置在水平烟道）；水平式（卧式）：（布置在垂直烟道）3.优点：垂直式：吊挂方便，积灰少。缺点：停炉时易发生积水腐蚀，再起动时，会形成气塞及水击。水平式：与上相反。第二节过热器的结构与特性4管圈结构图例：管圈结构图例：第二节过热器的结构与特性4管圈结构管圈结构单根管圈与多重管圈。（1）目的：在保持烟气流速（烟气流通截面积） 不变 的条件下，改变蒸汽流通截面积；（2）采用几重管圈，决定于设计要求的管内蒸汽 流速 和管外烟气流速。（3）烟气流速决定了传热系数、积灰和飞灰磨损根据煤种，经济性及安全性，在614m/s。（4）蒸汽流速决定于压力损失及管壁金属的冷却压降一般小于（810%）的工作压力。单管圈时常不能同时满足烟气侧速度和工质侧速度，采用多重管圈；在最佳烟气流速下改变蒸汽流速。第二节过热器的结构与特性5管子排列管子排列n错列和顺列布置错列和顺列布置n错列管排的传热系数大于顺列，不易积灰，但磨损较为严重，阻力较大。第二节过热器的结构与特性 五、辐射式过热器辐射式过热器1采用的原因：（1）大容量高参数锅炉的过热吸热份额超过50%，300MW以上机组需考虑辐射式过热器；（2）降低炉膛出口烟温；（3）布置在高温区可降低金属耗量；（4）汽温特性平稳。2工作条件：工作条件：（1）炉膛热负荷高；（2）蒸汽冷却效果差；（3）锅炉起动和低负荷运行时会处于干烧，须有冷却保护措施；（4）工作条件最差的锅炉受热面；第二节过热器的结构与特性六、半辐射式屏式过热器六、半辐射式屏式过热器1布置位置悬吊在炉膛上部，对流烟道入口，吸收辐射热与对流热。降低进入密集管束的烟气温度，防止结渣，传热性能较好。2结构每个屏由并联的管子紧密排列而成，各屏之间的距离达0.61.2米。3工作条件烟温高，工质温度高，平行各管长度相差较大，蒸汽流量相差较大，各管壁温差达8090，运行安全性较差。第三节热 偏 差一、热偏差的概念：一、热偏差的概念：平行管中工质焓增（吸热）不均匀的现象大，偏差严重，1最好吸热不均匀系数；结构不均匀系数；流量不均匀系数。偏差管焓增： 管组平均焓增： 第三节热 偏 差二、热偏差的危害热偏差的危害n虽然管组出口蒸汽平均温度满足设计要求，但个别受热面管子（偏差管）吸热偏多，引起该受热面管金属超温，造成高温蠕变损坏n对不同类型的过热器，管壁金属温度与管内工质温度的关系约为：n辐射式过热器：twb=tg+100n对流式过热器：twb=tg+40第三节热 偏 差三、造成热偏差的原因造成热偏差的原因 主要是设计上，也存在运行因素主要是设计上，也存在运行因素n1管外烟气侧吸热不均匀n2受热面结构不均匀n3平行各管中的流量不均匀第三节热 偏 差四、减少热偏差的方法蒸汽侧采取的措施1.分级可以减少受热面偏差： 将多个并列蛇形管的蒸汽引至同一联箱，经混合后可以消除或减轻这一级的热偏差，蒸汽总的过热焓增越高，应分级越多，以保证热偏差不致过大。n分级布置分级布置第三节热 偏 差2.过热器的蒸汽进行左右交换流动，将上一级在烟道左侧流动的蒸汽，在进入下一级时转移到右侧，而右侧蒸汽则交换到左侧。 n利用蒸汽连接管左右交换第三节热 偏 差2.过热器的蒸汽进行左右交换流动，将上一级在烟道左侧流动的蒸汽，在进入下一级时转移到右侧，而右侧蒸汽则交换到左侧。 n利用中间联箱左右交换饱和蒸汽进口联箱中间联箱出口联箱集汽联箱第三节热 偏 差3.对流过热器两侧与中间分两级并进行交换。将烟道两侧烟温低的地方组成一级，中间烟温高的地方组成一级，两极间蒸汽左右交换一次，这样热偏差可大为减轻。n对流过热器采用两侧逆流中间顺流两级布置示意图蒸汽蒸汽蒸汽冷段冷段热段热段烟气饱和蒸汽进口联箱中间联箱出口联箱第三节热 偏 差烟气侧采取的措施：烟气侧采取的措施：1.合理的风、煤配比保证燃烧稳定（保证正常流化风量；双侧平衡给煤、灰；合理配风；）2.设计上沿烟道宽度避免出现烟气走廊；3.煤粉炉严格执行吹灰规定，防止受热面结渣，及时清渣；第四节汽温调节设备汽温调节设备的作用：汽温调节设备的作用：保证锅炉运行中蒸汽温度稳定在规定范围内。汽温调节设备 蒸汽侧调节汽温设备 烟气侧汽温调节方法表面式减温器喷水式减温器改变运行喷燃器的分布方式改变喷燃器倾角第四节汽温调节设备喷水式减温器喷水式减温器 也称混合式减温器它是将水接喷入过热蒸汽，水吸收蒸汽的热量后加热蒸发，以达到降低过热蒸汽温度的目的喷水减温器结构简单、调节灵敏、易于自动化，所以在高压及以上的锅炉中得到广泛的应用低省高省低过高过减温器汽包冷凝器水封第四节汽温调节设备表面式减温器表面式减温器 是一种热交器，通常用给水作为冷却介质来降低蒸汽温度，以达到调节过热汽温的目的这种减温器的优点是水、汽水不直接接触，对冷却水质要求不高，故在中压锅炉中得到广泛的应用n给水冷却表面式减温器连接系统串联连接并联连接省煤器省煤器减温器减温器汽包汽包第五节过热器系统举例典型过热器系统：典型过热器系统：1将不同形式的过热器以最安全、最经济的方式连接在一起，有各种不同的形式。2考虑的因素（1）经济性：从传热性能出发，省金属。 先对流后辐射，形成总的逆流， 温差大，传热最理想。（2）安全性：顺流最安全，使高温介质处于 低温烟区，先辐射后对流。第五节过热器系统举例3过热器系统的一般布置规律过热器系统的一般布置规律（1）先通过辐射式过热器。蒸汽在饱和线附近具有较大的比热容，工质吸收较多热量而温度升高不多，且传热温差大。（2）将过热器划分为若干段，各段之间采用集箱联接，中间进行交叉混合，保证吸热均匀。第六节过热器管损坏及处理一、过热器损坏的现象：一、过热器损坏的现象：（1）过热器附近炉内有漏汽声音；（）过热器泄漏侧烟气温度下降；（）蒸汽流量不正常地小于给水流量；（）泄漏严重时，炉膛向外喷烟喷火；（）过热蒸汽压力下降；（）吸风机投自动时，电流增大；第六节过热器管损坏及处理二、过热器管损坏的原因：二、过热器管损坏的原因：（）燃烧调整不当，火焰中心偏斜或过长，使部分过热器管长期超温（）燃料中含有硫、钒、钾、钠等有害元素，在过热器管烟气侧产生高温腐蚀，使管壁变薄而损坏（）化学水质监督不严，汽水分离装置结构不良，使蒸汽品质不合格，造成过热管内壁结垢，导致管子过热而损坏（）锅炉起动、停止过程中过热器没有保护好；低负荷温水量过大，使形管内发生水塞，造成局部管子过热损坏（）水冷壁部分结焦或过热器部分堵灰，使局部烟温度升高，流速加快，造成个别过热器管超温烧坏（）吹灰器安装，检修不良，吹灰角度不正确，吹损过热器管（）设计不合理，制造上有缺陷，安装检修不良，管材不符合要求等都会引起管子损坏第六节过热器管损坏及处理三、过热器损坏的事故处理：三、过热器损坏的事故处理：（）过热器管泄漏严重时，必须停炉，防止从损坏的过热器管中喷出蒸汽吹损邻近的受热面管壁，扩大事故。（）如果过热器管泄漏轻微，可适当降低锅炉蒸发量，请示停炉。（）停炉后待炉内的蒸汽和烟气排净后方可停止引风机。