电厂蒸汽锅炉原理-过热器和再热器

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1、第一节概述第二节过热器和再热器的结构型式第三节过热器与再热器的热偏差第四节汽温调节关于蒸汽锅炉过热器和再热器一、为何采用过热器和再热器1．提高机组循环效率提高蒸汽压力、温度。提高温度很难，提高压力受到限制，否则排汽湿度过高，因此采用再热器，同时提高循环效率。2．保证汽轮机的安全运行若不过热，相当于卡诺循环，采用饱和蒸汽，湿度大，不能满足汽轮机的要求。过热器与再热器为电站蒸汽锅炉的主要受热面。二、过热器和再热器的工作特点1．工质温度高、传热性能差，处于高温烟气段，金属壁温高，达到金属使用极限。2．再热器受热面工作条件更差（1）中压蒸汽放热系数比高压蒸汽

2、小（1/5），导致管壁金属温度高，（2）中压蒸汽比热小，对热偏差更加敏感；（3）阻力损失要求严格；（4）起动中及汽轮机甩负荷时的保护问题；3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过热受热面向炉膛移动（辐射式过热器），工作条件更差；4．设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆管，工质泄露，停机，是锅炉故障最多的部件之一。三、汽温调节蒸汽参数要求在一定范围内，设计时要考虑有效的调节手段，运行中要不断地调节蒸汽温度；过热器、再热器与减温器紧密相连。第一节概述第二节过热器和再热器的结构型式第三节过热器与再热器的热偏差第四

3、节汽温调节第七章过热器和再热器一、过热器和再热器的种类过热器与再热器的结构形式基本相同过热器与再热器的种类半辐射式—对流+辐射，稀疏管屏，布置在炉膛的上部对流式—以对流传热方式为主，密集蛇型管束，布置在对流烟道辐射式—以辐射传热方式为主，布置在炉膛的壁面上二、对流式过热器和再热器结构特点1．烟气与管内蒸汽的相互流向顺流，逆流，混合流2．蛇型管圈的布置方式垂直式（布置在水平烟道）优点：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（布置在垂直烟道）。3．管圈结构单根管圈与多重管圈。（1）目的：在保持烟气流速（

4、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6~14m/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（8~10%）的工作压力。推荐的管内工质流速用质量流速ρw（kg/m2s）来表示。对流受热面：中压：250~400高压：低温段400~700；高温段：700~1000屏式过热器：800~1100辐射式过热器：1000~1500再热器：250~400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

5、重管圈；在最佳烟气流速下改变蒸汽流速。4．管子排列错列和顺列布置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。三、辐射式过热器和再热器布置在炉膛壁面上直接吸收炉膛的辐射热量。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：炉膛热负荷高，蒸汽冷却效果差，锅炉起动和低负荷运行时会处于干烧，须有冷却保护措施，工作条件最差的锅炉受热面。四、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

6、，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0.6~1.2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80~90℃，运行安全性较差。五、过热器的系统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。3．过热器系统的一般布置规律（1）先通过

7、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，且传热温压大。（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。4．减温器—一般为喷水减温方式减温器在过热器系统中的位置（1）安全：布置在可能超温的过热器管段前面，起到保护受热面的作用；（2）灵敏：使其尽量靠近过热器出口，减少调温的滞后性。一般为两级喷水减温，各尽其责：一级喷水减温器在屏式过热器的入口，保护屏式过热器。二级喷水减温器在末级过热器之前，主要作用是调节出口汽温，也起保护作用。再热器系统与调温再热器与过热器布置的原则基本一致，再热

8、器一般均为对流式，分为低温段与高温段，原则上再热器蒸汽不能采用喷水调温方式（经济性考虑），只设置事故喷水减温