鍋爐(河南農業(yè)大學).ppt

2019/6/30,Principles of Boiler,Page 1,第八章省煤器和空氣預熱器,1、省煤器及布置 2、管式空氣預熱器 3、回轉式空氣預熱器 4、尾部受熱面的布置 5、省煤器磨損與防止 6、低溫腐蝕與防止,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 2,1、省煤器及布置,1、省煤器的分類 2、省煤器的結構 3、省煤器的布置 4、省煤器設計應考慮問題 5、省煤器再循環(huán),2019/6/30,Principles of Boiler,Page 3,1、省煤器的分類,1、按使用材料分：鑄鐵式和鋼管式兩種 2、按出口參數(shù)分：沸騰式和非沸騰式（中壓多采用沸騰式，高壓以上多采用非沸騰式） 3、按結構形式分：光管式、鰭片式、膜片管式（膜式）和螺旋肋片式 4、按管子排列方式分：錯列和順列,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 4,省煤器結構及布置,1/1,（a） （b）,鋼管省煤器由蛇形管及進出口聯(lián)箱組成 蛇形管在煙道中垂直于前墻布置（a） 管子支吊簡單，水速較?。坏珜τ?型鍋爐，所有蛇形管靠近后墻部分磨損嚴重 蛇形管在煙道中平行于前墻布置（b） 只有后墻附近幾根蛇形管磨損較大。但水速較高,阻力較大,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 5,本體結構動畫-省煤器,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 6,4 、省煤器設計應考慮問題,防止和減輕省煤器的磨損和積灰成為大型電站鍋爐設計中考慮的主要問題 省煤器中的質量流速和水速 w=600800kg/(m2.s),水速不低于0.3m/s（1m/s沸騰部分水速） 煙氣流速的選取 省煤器投資及運行費用綜合考慮（經濟煙速）： 提高煙速對流傳熱加強減少受熱面積制造成本降低，但是煙速提高煙氣流動阻力增大風機電耗增大 。推薦經濟煙速811m/s，引進技術煤含灰量40%時，最大煙速11m/s，含灰量1420%時，最大煙速12.2418.3m/s 結構設計 確定蛇形管管徑d （現(xiàn)代常用d=4251mm）確定管子總數(shù)n 根據積灰指數(shù)確定橫向節(jié)矩s1和縱向節(jié)矩s2 煙道的深度b省煤器煙道的煙所流通截面F 煙所流速（已知煙氣容積和平均溫度下） 修正直至合理,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 7,5、省煤器再循環(huán),在鍋爐啟動中，停爐后或壓火等一些事故狀態(tài)時，不能保證對鍋爐連續(xù)上水，省煤器中的水此時是不流動的，但爐內燃燒還在繼續(xù)，或有一定溫度的煙氣排出，顯然這些煙氣要經過省煤器，在省煤器中的水不流動狀態(tài)下，水將汽化。 大量的蒸汽產生將引起省煤器振動，甚至引起省煤器管過熱造成設備損壞事故， 省煤器再循環(huán)，在上述不能保證連續(xù)上水時投入再循環(huán)，省煤器高溫水或蒸汽將上升到汽包中，汽包下部溫度較低的水下降到省煤器入口給入省煤器，形成一個循環(huán)，達到一個保護省煤器的目的。,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 8,2、管式空氣預熱器,1、空氣預熱器分類 導熱式（板式、管式)、蓄熱式(回轉式） 2、管式空氣預熱器（鋼管、鑄鐵、玻璃管） 結構 布置 特點,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 9,管式空氣預熱器由多根平行錯列鋼管焊在上、下管板上構成立方形箱體,管式空氣預熱器,1/1,管式空氣預熱器中煙氣在管內由上而下縱向流動，空氣從管外橫向流過，兩者成交叉流動。熱量連續(xù)地由煙氣通過管壁傳給空氣,為強化傳熱，在箱體水平方向裝有若干中間管板 ，以提高空氣流速,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 10,管式空氣預熱器,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 11,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 12,3、回轉式空氣預熱器,1、工作原理 2、結構 3、布置 4、特點,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 13,回轉式空氣預熱器,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 14,回轉式空氣預熱器與管式相比結構緊湊，外形小，重量輕，不易腐蝕。但結構復雜，漏風量較前者大得多。,回轉式空氣預熱器,回轉式空氣預熱器中煙氣和空氣逆向交替地通過同一蓄熱板受熱面，完成熱量的交換。若被加熱的空氣需要不同溫度，則采用三分倉回轉式空氣預熱器。此時，空氣流通區(qū)分為一次空氣和二次空氣兩個通道。,1/1,回轉式空氣預熱器分受熱面轉動和風罩轉動；前者有二分倉和三分倉二種，后者有單流道和雙流道二種,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 15,回轉式空氣預熱器,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 16,回轉式空氣預熱器,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 17,4、尾部受熱面的布置,1、尾部受熱面的單級布置 2、尾部受熱面的雙級布置 3、各適于什么情況下采用 4、尾部受熱面的單級與雙級布置圖,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 18,尾部受熱面的布置,1/2,尾部受熱面定義：省煤器和空氣預熱器布置在鍋爐對流煙道的最后，此時進入這些受熱面的煙氣溫度已不高，稱為尾部受熱面。 雙級布置：如果要求比較高的熱風溫度就要采用雙級布置。如果不雙級布置要么排煙溫度過高（鍋爐效率特別低），要么達不到熱風溫度的要求。 雙級分布從上到下是高溫級省煤器、高溫級空氣預熱器、低溫級省煤器、低溫級空氣預熱器。 雙級分布就是為了得到比較高的熱風溫度把一部分空氣預熱器放到省煤器中間。 雙級分布方案由技術經濟比較，總投資最小確定。,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 19,尾部受熱面的單級與雙級布置,尾部受熱面煙氣和工質溫度分布,2/2,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 20,5、省煤器磨損與影響因素,1、磨損及其危害 2、易發(fā)部位 3、影響因素 4、防磨措施,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 21,溫度較低的尾部煙道，具有一定硬度和速度的灰粒對管壁產生的磨損，它是沖刷磨損與撞擊磨損的綜合結果,1/1,省煤器磨損與影響因素,磨損嚴重部位 型鍋爐尾部煙道靠近后墻部分省煤器蛇形管,影響磨損的主要因素 煙氣流速wy 磨損量近似與wy 的3.3次方成正比 管子的排列方式 煙氣橫沖錯列第二排管子磨損最大 灰粒特性與濃度 銳利有棱角、大直徑高比重、高濃度灰粒磨損大 煙氣走廊 煙速高，磨損大,磨損使受熱面管壁變薄 強度下降，易發(fā)生泄露、爆管,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 22,合理選擇煙氣流速 減少煙氣中飛灰濃度與煙速分布不均勻系數(shù) 降低煤粉細度R90 采用膜式或肋片式省煤器 磨損嚴重部位加裝防磨裝置，如防磨板a），阻流板b），護瓦c）、d），防磨條e）等,防磨措施,1/1,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 23,6、低溫腐蝕,1、低溫腐蝕及其危害 2、低溫腐蝕機理 3、什么情況下容易發(fā)生低溫腐蝕 4、什么部位容易發(fā)生低溫腐蝕 5、減輕低溫腐蝕措施,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 24,低溫腐蝕 由于金屬壁溫低于酸露點，煙氣中硫酸蒸汽凝結對壁面產生的腐蝕。酸露點越高，腐蝕的范圍就越大,低溫腐蝕,1/1,煙氣酸露點tld 主要取決于燃料Szs與Azs，前者顯著提高tld；后者可減低tld,危害 造成管子穿孔，爐內送風不足，鍋爐效率降低；加重煙道堵灰,易發(fā)部位 多發(fā)生在空預器冷段。在啟、停、低負荷、高硫煤時更嚴重。,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 25,低溫腐蝕速度與受熱面上凝結的酸濃度以及受熱面管壁溫度tb有關,低溫腐蝕機理,1/2,tb 降低，凝結的酸量先增多后減少；酸濃度下降,凝結酸量越多，腐蝕越大；酸濃度在52%56%范圍內腐蝕最嚴重,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 26,2/2,低溫腐蝕機理,空預器沿煙氣流動方向 tb 逐漸降低,D點 隨著tb降低，凝結酸量增加，tb還較高，w增加，約在低于煙氣露點2045壁溫處D點，酸凝結量接近最大，酸濃度也進入最大腐蝕區(qū)，w達最大值,B點 tb繼續(xù)下降，酸凝結量和濃度均下降， w亦下降，直到腐蝕最輕點B，即水露點附近,B點之后 煙氣中的SO2溶解于水生成亞硫酸溶液，使金屬的腐蝕又急劇增加,E點 硫酸蒸汽開始凝結，酸濃度還很高，在80%以上，但凝結酸量不多，故腐蝕速度w較低,2019/6/30,Principles of Boiler,Page 27,降低煙氣露點 采用低過量空氣系數(shù)燃燒，減少SO3的生成量，降低煙氣露點 采用添加劑氧化鎂（MgO）、氧化鈣（CaO）、白云石（CaCO3 + MgCO3）噴入燃燒室，作為吸收劑，中和煙氣中SO2，降低露點，并使積灰松軟，便于清除,提高空預器冷端壁溫 冷端壁溫取決于進風溫度和排煙溫度。常用蒸汽抽汽加熱和熱風再循環(huán)來提高進風溫度，進風溫度加熱值取決于燃用燃料的特性,減輕低溫腐蝕措施,1/1,空預器冷段受熱面采用