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1、锅炉汽水系统,第六讲,自然循环锅炉系统流程,省煤器,汽包,过热器,水冷壁,省煤器作用,利用尾部烟气热量预热给水降低烟气温度减少蒸发受热面（以价格较低的省煤器代替价格较高的水冷壁）减少给水与汽包壁的温差，降低热应力,蛇形管光管式、鳍片式、膜式、肋片式,省煤器结构,省煤器布置方式,蛇形管水平布置利于疏水逆流布置，增大传热温差水：由下而上，便于排气，避免腐蚀烟气：自上而下，吹灰作用垂直于前墙 或 平行于前墙,（a）（b）,b 平行前墙布置只有后墙附近几根蛇形管磨损较大,a 垂直前墙布置支吊简单，靠近后墙部分磨损严重,省煤器布置方式,省煤器参数,非沸腾式/沸腾式 随着机组容量，参数，蒸发吸热量比例，采
2、用非沸腾式，出口工质低于饱和温度2025,省煤器存在的问题,积灰磨损,积灰,措施：足够高的烟速采用小管径和错列布置合理吹灰 防止省煤器泄漏，形成黏结性灰,影响：传热，排烟热损失 堵塞烟道，阻力，风机电耗,措施设计时采用合理的流速降低速度分布不均、飞灰浓度分布不均磨损严重部位加装防磨装置采用膜式、鳍片式省煤器：大节距,磨损,防磨措施,蒸发设备的构成,下降管联箱汽包水冷壁连接管道,下降管,将汽包中的水连续不断地送往下联箱供给水冷壁，使水循环正常。位于炉外，不受热小直径/大直径,2006.5.8,沈阳工程学院,2006.5.8,沈阳工程学院,联箱,将工质汇集/将工质重新分配到其他管道不受热圆形/方形
3、水冷壁下联箱有定期排污装置和膨胀指示器,汽包的结构,圆形筒身、两端封头长度1026 米 内径16001800毫米壁厚80100毫米外部接有众多管道 内部装炉水处理、汽水分离装置；固定方式：支承、悬吊,汽包的作用,连接受热面管子与管道增加锅炉蓄热量;适应负荷变化、稳定气压汽水分离，改善蒸汽品质装有安全附件，保证锅炉安全,蒸汽携带盐分的原因,机械携带饱和蒸汽从汽包中出来，直接携带有炉水水滴选择性携带蒸汽直接溶解盐份,旋风分离器,排 污,连续排污 连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大的部分锅水 位置：锅水含盐量最大的部位（通常是汽包水容积靠近蒸发面处）定期排污 定期排除水中的沉渣、铁锈，以防
4、这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞 位置：循环回路的最低位置，即沉淀物积聚最多的地方（如水冷壁下部联箱或大直径下降管底部）,水冷壁的作用,工质在其中吸热、汽化保护炉墙,水冷壁的结构,2006.5.8,沈阳工程学院,2006.5.8,沈阳工程学院,水冷壁的结渣,产生 燃烧温度高（14001600），灰渣呈溶融态，液态的渣粒在凝固之前冲刷到水冷壁或炉墙上，形成结渣。,水冷壁的结渣,危害 水冷壁高温腐蚀 改变受热面分配，炉膛吸热减少，出口烟温及排烟温度升高，过热器超温爆管，降低锅炉热效率 大块渣团掉落可能砸坏冷灰斗的水冷壁管,水冷壁的结渣,预防 适当的炉型，避免炉内温度过高；避免火焰偏斜、贴壁冲墙；避免
5、锅炉超负荷运行,过热器和再热器的作用,过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。再热器：将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。,结构型式,根据传热方式分：对流 辐射 半辐射式附加受热面：顶棚管、包覆管 壁式再热器,位置：竖井烟道中蒸汽质量流速的选取：考虑蒸汽对管壁的冷却能力和蒸汽在管内流动引起的压力降损失两个因素。烟气流速的选取：考虑积灰、磨损、传热效果、烟气流动阻力等因素,对流过热器,对流式过热器和再热器 组成：蛇形管及进出口联箱,位置：布置在炉膛上前部直接吸收炉膛高温烟气的辐射传热，也称屏过分类：大屏、前屏及后屏 大屏或前屏布置在炉膛上前部，屏间距离较大，屏数较少，吸收炉膛
6、内高温烟气的辐射传热，为辐射式过热器。后屏布置在炉膛出口处，屏数相对较多，屏间距相对较小，它既吸收炉膛内的辐射传热，又吸收烟气冲刷受热面时的对流传热，故又称半辐射过热器。,辐射式和半辐射式,半辐射、辐射式 挂屏形式,由U型、W型管及进出口联箱构成,汽温特性,维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度汽温允许波动范围+510。,汽温调节要求,汽温调节装置,蒸汽侧调节：利用其它介质直接改变蒸汽的温度。烟气侧调节：改变烟气对蒸汽的传热量，间接使蒸汽的温度发生变化。,蒸汽侧调节,表面式减温器喷水减温器（过热器主要调温方式）汽汽交换器（再热器调温方式）,冷却水在管内流动，过热蒸汽在管外空间流动。调节性能较差，但
7、不影响水质。,表面式减温器,喷水减温器,将水直接喷入过热蒸汽中以降低汽温。结构简单、调节灵敏。可靠性高。但对水质要求高。,用辐射式过热器流出的过热蒸汽调节对流再热器的蒸汽温度。结构复杂，钢耗大，运行不稳。,烟气侧调节,烟气挡板摆动式燃烧器烟气再循环,烟气挡板,通过挡板改变再热器烟气流量，进而改变起换热量，最终达到改变再热器出口汽温的目的,摆动式燃烧器,本质：改变火焰中心位置，进而改变烟气温度，从而达到调节再热器温的目的形式：四角布置的直流燃烧器采用摆动燃烧器 旋流燃烧器采用分层布置，分层燃烧方式,火焰中心位置对汽温的影响,火焰中心偏上：炉膛出口烟气温度上升，再热汽温升高火焰中心下降：炉膛出口烟
8、气温度下降，再热汽温降低,使用摆动式燃烧器的要求,摆角：2030 炉膛出口烟温变化约110140，调温幅度可达4060。燃烧器上倾角过大会增加燃料的未完全燃烧损失；下倾角过大又会造成冷灰斗的结渣再热器位置：要求尽量靠近炉膛出口布置,烟气再循环,通过改变烟气量和烟气温度来改变再热汽温，常用于燃油、燃气炉,再热器其它调温方式,微量喷水减温器 精确调节再热器温 位置：再热器出口。事故喷水减温器 位置：低温再热器入口处,过热器存在的问题,积灰高温腐蚀高温破坏,其他型式汽水系统,控制循环锅炉直流锅炉复合循环锅炉,控制循环锅炉,控制循环锅炉特点,工质强制流动，可使各承压部件均匀受热或冷却，缩短锅炉启、仃时
9、间,工质质量流速较高，循环倍率较自然循环小，一般为35；循环稳定，不易出现循环异常，但可能出现流动不稳定、脉动等,采用体积较小的高效分离器，可减小汽包直径,可采用小直径水冷壁，水冷壁可自由布置,控制循环锅炉具有汽包，循环回路下降管系统增设循环泵，工质流动的动力为循环泵的压头和工质重位差,控制循环汽包锅炉技术特点,控制循环汽包锅炉的主要技术特点是低压头循环泵+内螺纹管水冷壁。1.结构特点 采用小管径，降代金属耗量。分离元件可以缩小，使得汽包直径缩小。2.运行特点 利于锅炉启动、停用及变负荷过程中的热应力，可以大大提高启动和升负荷的速度。出现故障可能性加大，运行费用增加。,控制循环汽包锅炉的应用,
10、适用范围：在16-19MPa的压力范围内，尤其对大容量锅炉，采用控制循环更为有利。当锅炉容量超过500MW时，则应在更低的压力范围内就考虑采用控制循环方式。,直流锅炉,直流锅炉工作原理,直流锅炉没有汽包，给水在给水泵压头的作用下，顺序流过热水段、蒸发段和过热段受热面一次将给水全部变成过热蒸汽，蒸发区循环倍率K=1,直流锅炉工作原理,蒸发段:汽水混合物的焓继续提高，比容急剧增加，压力降低较快，相应的饱和温度随着压力的降低亦降低一些,过热段:蒸汽焓、温度和比容均增大，压力则由于流动阻力较大而下降更快,热水段:水的焓和温度逐渐增高，比容略有加大，压力则由于流动阻力而有所降低,沿管子长度方向工质参数变
11、化情况,直流锅炉工作特点,无汽包，无下降管，水冷壁可采用小管径，耗钢少；但电耗相对较大；水冷壁可自由布置，适用于任何压力,如减小给水量，开始沸腾点前移，加热水段长度L1缩小，蒸发段长度L2也缩小，锅炉受热管总长度不变，故过热段长度L3相对增大，过热汽温上升,加热、蒸发和过热受热面没有固定的界限，汽温变化大,设有专门的启动系统,直流锅炉工作特点,对燃料、给水和空气的自动控制及调节要求较高,直流锅炉的水容积及相应蓄热能力小，对负荷变动较敏感；工质预热、蒸发和过热段间无固定界限，若燃料、给水比例失调，不能保证供给合格蒸汽,以便在启动时有足够的水量通过蒸发受热面，保护管壁不致被烧坏,直流锅炉没有厚壁的
12、汽包，起动和停炉过程中锅炉各部分加热和冷却均匀,起动和停炉速度比较快,直流锅炉工作特点,对给水品质的要求很高,无汽包，不能进行连续排污,汽包锅炉中由于循环倍率高，蒸发受热面出口的蒸汽含量X 较低，管内换热属于泡状沸腾，壁温可得到充分冷却,直流锅炉蒸发受热面中，水要从开始沸腾一直到完全蒸发,管内换热处于膜态沸腾状态下，管壁可能超温破坏,蒸发受热面可能出现流动不稳定、脉动、热偏差，危及锅炉安全运行，可采用在蒸发管进口加装节流圈等措施,无自补偿能力,直流锅炉的优缺点,优点：适用于任何压力的锅炉。金属耗量少。制造、安装及动输方便。受热面可自由布置。启停速度快。缺点：对给水品质要求高。给水泵功率消耗大。对自动调节及控制系统要求高。,
