第六章 过热器和再热器ppt课件.ppt

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1、锅炉设备及运行第六章过热器和再热器早在18世纪，人们就证明了在蒸汽机运行时，使蒸汽具有一定的过热度，就可以节约燃料，也就出现了过热器。20世纪20年代初期，利用汽轮机抽汽加热给水的回热循环得到发展，在没有进一步提高蒸汽初参数的情况下提高了电厂的经济性。提高温度受到了受热面金属材料的限制，目前大多数电厂的过热蒸汽温度被限制在540~550℃。第一节概述临界点：22.13MPa，374℃一、过热器和再热器的作用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

2、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锅炉的主要受热面。过热器和再热器外部的烟温达600~1200℃，靠近炉膛的受热面，还要接受更高温度烟气的辐射传热。过热器和再热器内部的蒸汽温度也较高，超临界机组蒸汽温度的变化范围在390~620℃。二、过热器和再热器的工作特点过热器和再热器的冷却条件差。由于蒸汽的热物理性质，使蒸汽与金属管壁间的对流传热系数很小，蒸汽对金属管子的冷却能力很差。设计过热器和再热

3、器时，金属安全余量小，在10~20℃的超温情况下长期运行，会使过热器和再热器管的寿命减少一半。因此，在过热器和再热器的运行中应保持蒸汽温度的稳定，汽温波动不应超过额定温度-10~+5℃的范围。再热器受热面工作条件更差中压蒸汽放热系数比高压蒸汽小（1/5），导致管壁金属温度高；中压蒸汽比热小，对热偏差更加敏感；阻力损失要求严格，使再热器管内蒸汽流速较低；启动及汽轮机甩负荷时，再热器易干烧。第二节、过热器和再热器的结构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

4、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一、对流式过热器和再热器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，再启动时，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（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

5、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：700~1100屏式过热器：800~1200辐射式过热器：1000~1500再热器：200~400单管圈时常不能同时满足烟气侧速度和工质侧速度，采用多重管圈；在最佳烟气流速下改变蒸汽流速。4．

6、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。二、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。包覆过热器也是辐射式，但吸热少。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以上机组可考虑辐射式过再热器；（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。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

7、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。三、包覆过热器在大型锅炉中，采用悬吊结构和敷管式炉墙，在水平烟道或尾部烟道内壁布置了类似于水冷壁的过热器管，这种过热器称为包覆过热器，采用膜式壁结构。包覆过热器作为锅炉壁面，主要用于悬吊炉墙。由于包覆过热器仅受烟气的单面冲刷，贴壁处烟气流速又低，对流传热效果差；又由于包覆过热器较紧密地布置在烟温较低的尾部烟道内，辐射吸热量

8、很小，故包覆过热器吸热量很小，因此不能作为主受热面。第三节过热器和再热器系统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。3．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，且传热温压大。（2）将过热器划分为若干