锅炉主要受热面

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1、第二章锅炉主要受热面§2-1蒸发受热面§2-2过热器和再热器§2-3省煤器和空气预热器基本要求：1、掌握锅炉运行中有哪些因素影响过热蒸汽汽温（重点）；2、了解锅炉管束、凝渣管、水冷壁的结构特点及作用；3、了解过热器、再热器、省煤器、空气预热器的结构特点及作用；4、掌握尾部受热面积灰、磨损、腐蚀的机理（难点)。§2-1蒸发受热面在近代动力锅炉中，炉墙上均敷设了水冷壁作为蒸发受热面，其传热方式主要为辐射换热。在中压工业锅炉及小容量电站锅炉中，常把后墙水冷壁的上部拉稀成为凝渣管束，形成对流受热面。在低压工业锅炉中，炉膛水冷壁满足不了蒸发受热

2、面的需要，还要增加锅炉管束，这也是对流受热面，凝渣管和锅炉管束的传热方式主要是对流换热。一、锅炉管束和凝渣管在小型低压锅炉中，常采用上下锅筒的结构，锅炉管束就连接在上下锅筒之间，来自炉膛的烟气流横向冲刷管束。对于低压锅炉，汽化热所占的比例较大，仅炉膛水冷壁的吸热量还不能满足汽化热的需要，因此在炉膛出口还需要布置这样的对流受热面。通常在管束中用耐火砖把烟道隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随烟气温度降低而逐渐缩小，以保持足够高的烟气流速。一般采用Φ51*3的管子作锅炉管束，节距S1=100mm，S2=95mm，弯管半径R=160mm

3、。凝渣管是布置在炉膛出口的对流管束。这个管束在结构上横向和纵向节距都设计得很大，因此它本身不容易结渣，即使在锅炉燃烧不正常时在凝渣管上结了一些渣也不容易把烟气通道堵塞。同时烟气流过这个管束时，它的温度会降低几十度，烟气中携带的飞灰就会因此而凝固，不致粘接在受热面上。凝渣管可以保护后面密集的过热受热面不结渣堵塞，因此有时它也称为防渣管束。一般锅炉中的凝渣管常由后墙水冷壁上部拉稀组成。一般采用Φ60*3.5和Φ60*5的管子，节距S1/d=3-5，S2/d=3-5。现代高压锅炉及超高压锅炉一般不采用凝渣管的结构，而以在炉膛出口的屏式过热器

4、来代替，同时炉顶也布置顶棚过热器。锅炉管束和凝渣管简图锅炉管束凝渣管二、自然循环锅炉水冷壁1、主要作用：⑴强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量；（2）保护炉墙，减少融渣和高温对炉墙的破坏作用。装设水冷壁后，炉墙的内壁温度大大降低，因此炉墙的厚度可以减小，重量减轻。（3）对于敷在水冷壁管子上的炉墙，即敷管炉墙，水冷壁也起了悬吊作用。（4）主要受热面，火焰对水冷壁的辐射传热已成为锅炉传热的重要方式。2、结构形式：水冷壁通常采用Φ=51-60mm的无缝钢管组成，材料为20#钢，管壁厚为3-5mm。在中小容量锅炉上用得比较广泛的是光管

5、水冷壁，一般贴近炉膛四壁，互相平行的垂直布置，上部与锅筒或上集箱连接，下部与下集箱相连。光管水冷壁S/d=1.05-1.2。在大容量锅炉中，较多的采用了膜式水冷壁。膜式水冷壁由光管和鳍片焊接而成。膜式水冷壁的S/d=1.3-1.35。膜式水冷壁的优点炉膛气密性好降低金属耗量不用耐火材料，只需轻型绝热材料，减少炉墙重量。便于采用悬吊结构锅炉蓄热能力减小，炉膛升温快，缩短启动和停炉时间。水冷壁结构简图3、对于挥发分低且不易着火的燃料，为使燃料迅速着火和稳定燃烧，或在旋风炉及液态排渣炉中为了获得较高的温度，常常需要把一部分水冷壁管表面遮盖起

6、来，以减少该部位的吸热量，这部分水冷壁表面称做卫燃带。常用的敷设卫燃带的方法是在卫燃带区域的水冷壁管表面焊上许多长20-25mm、直径6-12mm的销钉，然后敷上硌矿砂耐火塑料，在这里销钉起着冷却和固定的作用。4、折焰角的定义：炉膛后墙水冷壁接近炉膛出口处向炉膛内突出的部分。折焰角的作用：⑴改善烟气流冲刷屏式过热器的空气动力特性，增加横向冲刷的作用⑵增长烟气流程，加强烟气混合，使烟气流沿着烟道高度分布趋于均匀。突出部分通常占炉膛深度的30%左右。5、膨胀、密封问题：水冷壁一般是上部固定，下部自由膨胀。水冷壁的上集箱固定在支架上，下集箱

7、则由水冷壁悬吊着。水冷壁管自身吊拉件限制其水平移动，以免引起结构变形，但要保证水冷壁能上下滑动。水冷壁穿过炉墙的部分要留出膨胀间隙，为了防止漏风，间隙内填充石棉绳。对于敷管炉墙，炉墙贴附在膜式水冷壁管外面形成一个整体，穿墙部分可不留间隙。§2-2过热器和再热器一、概述蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽。在电力工业的长期发展过程中，蒸汽的初参数（压力和温度）不断地提高，以提高电厂循环的热效率。但是，蒸汽温度的进一步提高受到高温钢材的限制。现今绝大多数电站锅炉的过热汽温停留在540-555℃

8、的水平。只提高压力而不相应地提高过热蒸汽的温度，会使蒸汽在汽轮机内膨胀终止时的湿度过高，影响汽轮机的安全。再热循环的采用（相应地在锅炉内装置再热器），一方面可以进一步提高循环的热效率（采用一级再热可使循环热效率提高约4-