锅炉讲义-过热器与再热器.pdf

第二章第二章第二章第二章 过热器与再热器过热器与再热器过热器与再热器过热器与再热器了解过热器、过热器系统了解过热器、再热器的结构特点掌握影响汽温变化的因素掌握过热汽温、再热汽温的调节本章内容第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述一、过热器、再热器的作用一、过热器、再热器的作用一、过热器、再热器的作用一、过热器、再热器的作用再热循环（温熵图）再热循环（温熵图）再热循环（温熵图）再热循环（温熵图）二、随着机组容量二、随着机组容量二、随着机组容量二、随着机组容量，锅炉各受热面比例的变化锅炉各受热面比例的变化锅炉各受热面比例的变化锅炉各受热面比例的变化预热份额预热份额预热份额预热份额蒸发份额蒸发份额蒸发份额蒸发份额过热及再热份额过热及再热份额过热及再热份额过热及再热份额，50%50%50%50%以上：以上：以上：以上：必须采用更多辐射式、半辐射式过热器、再热器必须采用更多辐射式、半辐射式过热器、再热器必须采用更多辐射式、半辐射式过热器、再热器必须采用更多辐射式、半辐射式过热器、再热器三、过热器、再热器的超温爆管问题三、过热器、再热器的超温爆管问题三、过热器、再热器的超温爆管问题三、过热器、再热器的超温爆管问题 四管爆漏四管爆漏四管爆漏四管爆漏 水冷壁、过热器的换热条件（水冷壁、过热器的换热条件（水冷壁、过热器的换热条件（水冷壁、过热器的换热条件（相变相变相变相变）再热器的换热条件较差：再热器的换热条件较差：再热器的换热条件较差：再热器的换热条件较差：放热系数小；放热系数小；放热系数小；放热系数小；质量流速低；质量流速低；质量流速低；质量流速低；比热小，热偏差较大；比热小，热偏差较大；比热小，热偏差较大；比热小，热偏差较大；所用钢材所用钢材所用钢材所用钢材(碳钢、合金钢碳钢、合金钢碳钢、合金钢碳钢、合金钢)一般一般一般一般540540540540555 555 555 555；日本；日本；日本；日本568568568568570 570 570 570；过热器、再热器启动、停炉、甩负荷保护过热器、再热器启动、停炉、甩负荷保护过热器、再热器启动、停炉、甩负荷保护过热器、再热器启动停炉、甩负荷保护减温减温减温减温减压旁路系统、排汽系统减压旁路系统、排汽系统减压旁路系统、排汽系统减压旁路系统、排汽系统亚亚亚亚临界临界临界临界300300300300MWMWMWMW中间再热机组中间再热机组中间再热机组中间再热机组第二节第二节第二节第二节300300300300MWMWMWMW机组锅炉过热器、再热器结构特点机组锅炉过热器、再热器结构特点机组锅炉过热器、再热器结构特点机组锅炉过热器、再热器结构特点一、过热器、再热器按传热方式的分类一、过热器、再热器按传热方式的分类一、过热器、再热器按传热方式的分类一、过热器、再热器按传热方式的分类对流式对流式对流式对流式辐射式辐射式辐射式辐射式半辐射式半辐射式半辐射式半辐射式1 1 11、对流式受热面、对流式受热面、对流式受热面、对流式受热面水平烟道：立式，支吊简单，不易积灰不利疏水水平烟道：立式，支吊简单，不易积灰不利疏水水平烟道：立式，支吊简单，不易积灰不利疏水水平烟道：立式，支吊简单，不易积灰不利疏水尾部竖井：卧式，悬吊管，易积灰利于疏水尾部竖井：卧式，悬吊管，易积灰利于疏水尾部竖井：卧式，悬吊管，易积灰利于疏水尾部竖井：卧式，悬吊管，易积灰利于疏水低温过热器、高温过热器低温过热器、高温过热器低温过热器、高温过热器低温过热器、高温过热器低温再热器、高温再热器低温再热器、高温再热器低温再热器、高温再热器低温再热器、高温再热器 高温段：顺流或混合流；低温段：逆流高温段：顺流或混合流；低温段：逆流高温段：顺流或混合流；低温段：逆流高温段：顺流或混合流；低温段：逆流布置方式布置方式布置方式布置方式2 2 22、辐射式受热面、辐射式受热面、辐射式受热面、辐射式受热面前前前前墙、侧墙的上部：缩短或遮盖水冷壁墙、侧墙的上部：缩短或遮盖水冷壁墙、侧墙的上部：缩短或遮盖水冷壁墙、侧墙的上部：缩短或遮盖水冷壁顶棚；顶棚；顶棚；顶棚；低温级受热面低温级受热面低温级受热面低温级受热面较高的质量流速较高的质量流速较高的质量流速较高的质量流速3 3 33、半辐射式受热面、半辐射式受热面、半辐射式受热面、半辐射式受热面前屏（分隔屏过热器）前屏分隔屏过热器）前屏（分隔屏过热器）前屏（分隔屏过热器）后后后后屏屏屏屏过热器后屏再热器过热器后屏再热器过热器后屏再热器过热器后屏再热器1 1 11）吸收了相当部分的热量，降低了炉膛出口烟气温度，）吸收了相当部分的热量，降低了炉膛出口烟气温度，）吸收了相当部分的热量，降低了炉膛出口烟气温度，）吸收了相当部分的热量，降低了炉膛出口烟气温度，解决了大容量锅炉炉壁面积相对较小，布置辐射受热面解决了大容量锅炉炉壁面积相对较小，布置辐射受热面解决了大容量锅炉炉壁面积相对较小，布置辐射受热面解决了大容量锅炉炉壁面积相对较小，布置辐射受热面太少的困难太少的困难太少的困难太少的困难2 2 22）屏间节距大，较稀疏）屏间节距大，较稀疏）屏间节距大，较稀疏）屏间节距大，较稀疏3 3 33）切割气流）切割气流）切割气流）切割气流消旋消旋消旋消旋外圈外圈外圈外圈U U UU形管：形管：形管：形管：工质行程长、阻力大、流量小，又受到高温烟气直接冲刷工质行程长、阻力大、流量小，又受到高温烟气直接冲刷工质行程长、阻力大、流量小，又受到高温烟气直接冲刷工质行程长、阻力大、流量小，又受到高温烟气直接冲刷4 4 44、包覆管过热器、包覆管过热器、包覆管过热器、包覆管过热器在在在在水平烟道或竖井，像布置水冷壁那样布置过热器水平烟道或竖井，像布置水冷壁那样布置过热器水平烟道或竖井，像布置水冷壁那样布置过热器水平烟道或竖井像布置水冷壁那样布置过热器烟气单面冲刷烟气单面冲刷烟气单面冲刷烟气单面冲刷蒸汽温度低（来自炉顶过热器或直接来自汽包）蒸汽温度低（来自炉顶过热器或直接来自汽包）蒸汽温度低（来自炉顶过热器或直接来自汽包）蒸汽温度低（来自炉顶过热器或直接来自汽包）管壁温度低管壁温度低管壁温度低管壁温度低散热损失小散热损失小散热损失小散热损失小输送作用输送作用输送作用输送作用送至低过送至低过送至低过送至低过二、过热器、再热器系统二、过热器、再热器系统二、过热器、再热器系统二、过热器、再热器系统第三节影响汽温变化的因素第三节影响汽温变化的因素第三节影响汽温变化的因素第三节影响汽温变化的因素1 1 11、锅炉负荷的影响锅炉负荷的影响、锅炉负荷的影响、锅炉负荷的影响辐射式过热器辐射式过热器辐射式过热器辐射式过热器1 1 11对流式过热器对流式过热器对流式过热器对流式过热器2 2 22远离炉膛远离炉膛远离炉膛远离炉膛3 3 33屏式过热器屏式过热器屏式过热器屏式过热器1 21 21 21 2之间之间之间之间随负荷变化小随负荷变化小随负荷变化小随负荷变化小再热器与过热器相近再热器与过热器相近再热器与过热器相近再热器与过热器相近对流式加剧对流式加剧对流式加剧对流式加剧辐射式变缓辐射式变缓辐射式变缓辐射式变缓定压定压定压定压运行运行运行运行 由于辐射式与对流式的汽温特性正好相由于辐射式与对流式的汽温特性正好相由于辐射式与对流式的汽温特性正好相由于辐射式与对流式的汽温特性正好相反，同时采用辐射式和对流式联合布置的过热反，同时采用辐射式和对流式联合布置的过热反，同时采用辐射式和对流式联合布置的过热反，同时采用辐射式和对流式联合布置的过热器与再热器系统，可以得到较好的汽温特性，器与再热器系统，可以得到较好的汽温特性，器与再热器系统，可以得到较好的汽温特性，器与再热器系统，可以得到较好的汽温特性，使调节幅度减小使调节幅度减小使调节幅度减小使调节幅度减小过热器总体呈对流汽温特性过热器总体呈对流汽温特性过热器总体呈对流汽温特性过热器总体呈对流汽温特性(对流份额大对流份额大对流份额大对流份额大)变变变变压压压压运行时调节汽门全开，机组负荷的改运行时，调节汽门全开，机组负荷的改运行时，调节汽门全开，机组负荷的改运行时，调节汽门全开，机组负荷的改变依靠改变锅炉出口蒸汽压力来实现，但过热汽变依靠改变锅炉出口蒸汽压力来实现，但过热汽变依靠改变锅炉出口蒸汽压力来实现，但过热汽变依靠改变锅炉出口蒸汽压力来实现，但过热汽温与再热汽温仍然维持在额定值温与再热汽温仍然维持在额定值温与再热汽温仍然维持在额定值温与再热汽温仍然维持在额定值2 2 22、过量空气系数、过量空气系数、过量空气系数、过量空气系数过量空气系数过量空气系数过量空气系数过量空气系数 温度水平温度水平温度水平温度水平 辐射热辐射热辐射热辐射热辐射过热器汽温辐射过热器汽温辐射过热器汽温辐射过热器汽温过量空气系数过量空气系数过量空气系数过量空气系数 烟气量烟气量烟气量烟气量对流热对流热对流热对流热 对流过热器汽温对流过热器汽温对流过热器汽温对流过热器汽温3 3 33、给水温度、给水温度、给水温度、给水温度高加停运高加停运高加停运高加停运给水温度给水温度给水温度给水温度 保持负荷保持负荷保持负荷保持负荷 燃料量燃料量燃料量燃料量 烟气量烟气量烟气量烟气量 炉出口烟温炉出口烟温炉出口烟温炉出口烟温 过热汽温与再热汽温过热汽温与再热汽温过热汽温与再热汽温过热汽温与再热汽温给水温度太低时，应降低负荷，以保证过热器的安全给水温度太低时，应降低负荷，以保证过热器的安全给水温度太低时，应降低负荷，以保证过热器的安全给水温度太低时，应降低负荷，以保证过热器的安全4 4 44、燃料性质、燃料性质、燃料性质、燃料性质着火早晚着火早晚着火早晚着火早晚火焰中心火焰中心火焰中心火焰中心水分水分水分水分烟气量及火焰温度：对流式和辐射式不同烟气量及火焰温度：对流式和辐射式不同烟气量及火焰温度：对流式和辐射式不同烟气量及火焰温度：对流式和辐射式不同5 5 55、火焰中心位置、火焰中心位置、火焰中心位置、火焰中心位置煤质煤质煤质煤质 煤粉细度煤粉细度煤粉细度煤粉细度 燃烧器的不同投运层次燃烧器的不同投运层次燃烧器的不同投运层次燃烧器的不同投运层次摆动式燃烧器的倾角摆动式燃烧器的倾角摆动式燃烧器的倾角摆动式燃烧器的倾角上上上上移移移移 汽温汽温汽温汽温 6 6 66、受热面的污染情况、受热面的污染情况、受热面的污染情况、受热面的污染情况水冷壁结渣、积灰水冷壁结渣、积灰水冷壁结渣、积灰水冷壁结渣、积灰炉出口烟温炉出口烟温炉出口烟温炉出口烟温 汽温汽温汽温汽温 过热器、再热器自身结渣积灰过热器、再热器自身结渣积灰过热器、再热器自身结渣积灰过热器、再热器自身结渣积灰 汽温汽温汽温汽温 7 7 77、锅炉吹灰与排污的影响、锅炉吹灰与排污的影响、锅炉吹灰与排污的影响、锅炉吹灰与排污的影响 进行蒸汽吹灰或定期排污开放，相当于负荷增进行蒸汽吹灰或定期排污开放，相当于负荷增进行蒸汽吹灰或定期排污开放，相当于负荷增进行蒸汽吹灰或定期排污开放，相当于负荷增加，其影响与负荷变化相似，只是影响小加，其影响与负荷变化相似，只是影响小加，其影响与负荷变化相似，只是影响小加，其影响与负荷变化相似，只是影响小第四节蒸汽温度的调节第四节蒸汽温度的调节第四节蒸汽温度的调节第四节蒸汽温度的调节灵敏、调节范围大、经济性好、结构简单灵敏、调节范围大、经济性好、结构简单灵敏、调节范围大、经济性好、结构简单灵敏、调节范围大、经济性好、结构简单蒸汽侧蒸汽侧蒸汽侧蒸汽侧 烟气侧烟气侧烟气侧烟气侧 1 1 1 1、喷水减温、喷水减温、喷水减温、喷水减温给水给水给水给水减温水减温水减温水减温水多级布置一般两级：多级布置，一般两级：多级布置，一般两级：多级布置，一般两级：一级：屏过前，喷水量大，粗调，保护作用一级：屏过前，喷水量大，粗调，保护作用一级：屏过前，喷水量大，粗调，保护作用一级：屏过前，喷水量大，粗调，保护作用二级：末级高过前，喷水量小，细调二级：末级高过前，喷水量小，细调二级：末级高过前，喷水量小，细调二级：末级高过前，喷水量小，细调喷水量：锅炉容量喷水量：锅炉容量喷水量：锅炉容量喷水量：锅炉容量3%-5%3%-5%3%-5%3%-5%过热器喷水过热器喷水过热器喷水过热器喷水 直接取给水泵出口直接取给水泵出口直接取给水泵出口直接取给水泵出口再热器喷水再热器喷水再热器喷水再热器喷水 给水泵中间级抽取给水泵中间级抽取给水泵中间级抽取给水泵中间级抽取(压力低压力低压力低压力低)喷水减温喷水减温喷水减温喷水减温只能降温：只能降温：只能降温：只能降温：所以，低负荷时达到额定温度，高负荷时投入减温器所以，低负荷时达到额定温度，高负荷时投入减温器所以，低负荷时达到额定温度，高负荷时投入减温器所以，低负荷时达到额定温度，高负荷时投入减温器为什么，再热器一般不采用喷水减温为什么，再热器一般不采用喷水减温为什么，再热器一般不采用喷水减温为什么，再热器一般不采用喷水减温 喷入的水转化成的蒸汽，只在中、低压缸中作喷入的水转化成的蒸汽，只在中、低压缸中作喷入的水转化成的蒸汽，只在中、低压缸中作喷入的水转化成的蒸汽，只在中、低压缸中作功，犹如附加了一个中压循环系统，而中压循环的效功，犹如附加了一个中压循环系统，而中压循环的效功，犹如附加了一个中压循环系统，而中压循环的效功，犹如附加了一个中压循环系统，而中压循环的效率低，从而使整个系统效率降低。率低，从而使整个系统效率降低。率低，从而使整个系统效率降低。率低，从而使整个系统效率降低。 2 2 2 2、分隔烟道挡板、分隔烟道挡板、分隔烟道挡板、分隔烟道挡板额定负荷，挡板全开，各额定负荷，挡板全开，各额定负荷，挡板全开，各额定负荷，挡板全开，各50%50%50%50%负荷降低时，关小过热器侧挡板，维持再热汽温负荷降低时，关小过热器侧挡板维持再热汽温负荷降低时，关小过热器侧挡板，维持再热汽温负荷降低时，关小过热器侧挡板，维持再热汽温A A AA：低负荷，再热汽温偏低，只在额定负荷维持额定汽温低负荷，再热汽温偏低，只在额定负荷维持额定汽温低负荷，再热汽温偏低，只在额定负荷维持额定汽温低负荷，再热汽温偏低，只在额定负荷维持额定汽温B B BB：70%-100%70%-100%70%-100%70%-100%负荷，再热器可维持额定汽温负荷，再热器可维持额定汽温负荷，再热器可维持额定汽温负荷，再热器可维持额定汽温过热器比过热器比过热器比过热器比A A AA降低，但仍然高，用喷水减温降低，但仍然高，用喷水减温降低，但仍然高，用喷水减温降低，但仍然高，用喷水减温3 3 33、烟气再循环、烟气再循环、烟气再循环、烟气再循环从从从从低温烟道，抽部分低温烟道，抽部分低温烟道，抽部分低温烟道，抽部分250-350 250-350 250-350 250-350 烟气，送到炉膛底部烟气，送到炉膛底部烟气，送到炉膛底部烟气，送到炉膛底部多多多多用于燃油锅炉再热汽温的调节用于燃油锅炉再热汽温的调节用于燃油锅炉再热汽温的调节用于燃油锅炉再热汽温的调节也用于污染物控制也用于污染物控制也用于污染物控制也用于污染物控制4 4 44、改变火焰中心位置、改变火焰中心位置、改变火焰中心位置、改变火焰中心位置5 5 55、炉底注入热风、炉底注入热风、炉底注入热风、炉底注入热风第五节过热器的热偏差第五节过热器的热偏差第五节过热器的热偏差第五节过热器的热偏差过热器、再热器是由许多并列管子组成过热器、再热器是由许多并列管子组成过热器、再热器是由许多并列管子组成过热器、再热器是由许多并列管子组成 的。的。的。的。管组中各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷管组中各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷管组中各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷管组中各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷各不相同各不相同各不相同各不相同因此，每根管子中的蒸汽焓增因此，每根管子中的蒸汽焓增因此，每根管子中的蒸汽焓增因此，每根管子中的蒸汽焓增 i i ii也就不同，即热偏差也就不同，即热偏差也就不同，即热偏差也就不同，即热偏差1 1 11、概念、概念、概念、概念屏间热屏间热屏间热屏间热偏差偏差偏差偏差同屏热偏差同屏热偏差同屏热偏差同屏热偏差吸热不均吸热不均吸热不均吸热不均(烟气侧烟气侧烟气侧烟气侧)流量不均流量不均流量不均流量不均(蒸汽侧蒸汽侧蒸汽侧蒸汽侧)2 2 22、表现、表现、表现、表现3 3 33、原因、原因、原因、原因一、吸热不均一、吸热不均一、吸热不均一、吸热不均(烟气侧烟气侧烟气侧烟气侧)温度场不均温度场不均温度场不均温度场不均速度场不均速度场不均速度场不均速度场不均1)1)1)1)锅炉炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性锅炉炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性锅炉炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性锅炉炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性2)2)2)2)四角切圆燃烧锅炉四角切圆燃烧锅炉四角切圆燃烧锅炉四角切圆燃烧锅炉炉膛出口气流的残余炉膛出口气流的残余炉膛出口气流的残余炉膛出口气流的残余宽度方向的烟温、烟速不均宽度方向的烟温、烟速不均宽度方向的烟温、烟速不均宽度方向的烟温、烟速不均分隔屏消旋；分隔屏消旋；分隔屏消旋；分隔屏消旋；消旋风；消旋风；消旋风；消旋风；一、二次风反切；一、二次风反切；一、二次风反切；一、二次风反切；右右右右侧侧侧侧 左侧左侧左侧左侧右右右右侧侧侧侧 左侧左侧左侧左侧烟烟烟烟速速速速 烟温烟温烟温烟温3)3)3)3)运行操作不正常引起运行操作不正常引起运行操作不正常引起运行操作不正常引起四角不均四角不均四角不均四角不均火焰偏斜火焰偏斜火焰偏斜火焰偏斜炉上部的煤粉再燃烧炉上部的煤粉再燃烧炉上部的煤粉再燃烧炉上部的煤粉再燃烧 水冷壁结渣水冷壁结渣水冷壁结渣水冷壁结渣延续延续延续延续4)4)4)4)节距不均匀：节距不均匀：节距不均匀：节距不均匀：大节距处大节距处大节距处大节距处烟气走廊烟气走廊烟气走廊烟气走廊5)5)5)5)过热器和再热器的结渣、积灰过热器和再热器的结渣、积灰过热器和再热器的结渣、积灰过热器和再热器的结渣、积灰自身吸热减少，烟自身吸热减少，烟自身吸热减少，烟自身吸热减少，烟温升高温升高温升高温升高二、流量不均二、流量不均二、流量不均二、流量不均(蒸汽侧蒸汽侧蒸汽侧蒸汽侧)1 1 11、结构、结构、结构、结构连接方式引起连接方式引起连接方式引起连接方式引起2 2 22、吸热不均引起、吸热不均引起、吸热不均引起、吸热不均引起吸热量大吸热量大吸热量大吸热量大比容增大比容增大比容增大比容增大流量减少流量减少流量减少流量减少减少热偏差的措施减少热偏差的措施减少热偏差的措施减少热偏差的措施1 1 11、受热面分级布置，并采用大直径的中间混合联箱、受热面分级布置，并采用大直径的中间混合联箱、受热面分级布置，并采用大直径的中间混合联箱、受热面分级布置，并采用大直径的中间混合联箱2 2 22、合理布置宽度方向屏间节距，防止运行中摆动、合理布置宽度方向屏间节距，防止运行中摆动、合理布置宽度方向屏间节距，防止运行中摆动、合理布置宽度方向屏间节距，防止运行中摆动3 3 33、联箱连接管左右交叉装置、联箱连接管左右交叉装置、联箱连接管左右交叉装置、联箱连接管左右交叉装置减小左右偏差减小左右偏差减小左右偏差减小左右偏差4 4 44、采用合理的蒸汽引入引出方式、采用合理的蒸汽引入引出方式、采用合理的蒸汽引入引出方式、采用合理的蒸汽引入引出方式5 5 55、根据热负荷采用不同管径、壁厚的管圈、根据热负荷采用不同管径、壁厚的管圈、根据热负荷采用不同管径、壁厚的管圈、根据热负荷采用不同管径、壁厚的管圈6 6 66、加装节流圈、加装节流圈、加装节流圈、加装节流圈消除流量不均消除流量不均消除流量不均消除流量不均强制循环、直流炉常用强制循环、直流炉常用强制循环、直流炉常用强制循环、直流炉常用7 7 77、利用流量不均来消除吸热不均、利用流量不均来消除吸热不均、利用流量不均来消除吸热不均、利用流量不均来消除吸热不均屏过外圈屏过外圈屏过外圈屏过外圈U U UU形管：大管径或缩短管圈形管：大管径或缩短管圈形管：大管径或缩短管圈形管：大管径或缩短管圈