08第八章省煤器和空气预热器摘要.ppt

在电站锅炉中，锅炉的作用是利用燃料燃烧放出的热量加热水，使之成为高温高压蒸汽，去汽轮机做功发电。 烟气离开受热面的烟气温度，主要由锅炉工作压力下对应的蒸汽饱和温度决定。在超临界锅炉中，离开低温过热器的烟温达500℃以上。 从锅炉历史上看，这部分烟气的热量首先总是被给水吸收的。称受热面为“省煤器”。 利用冷空气部分或全部吸收这部分余热，以提高燃烧用空气的温度也可提高锅炉效率。这不仅是因为冷空气回收了余热，而且还改进了炉膛燃烧条件，提高了燃烧效率。 1880年，就有人开始使用这种换热器来改善船用蒸汽锅炉的性能。虽然这种换热器也节约了锅炉燃料，但省煤器的名称已经被使用了，就称加热冷空气的换热器为“空气预热器”。 采用回热系统后，供给锅炉的水被汽轮机的抽汽加热，给水温度提高，使离开省煤器的烟温仍然很高。超临界锅炉的给水温度高达280℃以上，省煤器后烟温达400℃以上。空气预热器就成为必不可少的余热回收设备。省煤器和空气预热器都是在欧洲发明的。 省煤器和空气预热器布置在锅炉尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此通常把这两个受热面统称为尾部受热面或低温受热面。 在1880年，有人开始采用空气预热器来改善船用蒸汽锅炉的性能。当时实际上全部是管式空预器，管束布置有垂直的，也有水平的；管子有长的，也有短的。有些管子里面流过烟气，有些管子流过空气。 20世纪20年代初期，CE公司开始发展和生产板式空气预热器，以便从锅炉排出的热烟气中回收热量，从而提高锅炉效率。与此同时，容克型连续再生式空气预热器随着第一台涡轮机车一起研制成功。 1923年，瑞典人Fredick Ljungstrom申请了容克式空气预热器的专利。此后，James Howden公司与Ljungstrom Turbine Manufacturing Co. 公司共同成立了一个合资公司，并将容克式空气预热器投入到商业运行中。 目前，我国设计制造的最大的回转式空气预热器是配1000MW超超临界锅炉机组回转式空气预热器，转子直径为17.3m。国际上最大的为菲律宾奎松电厂480MW机组回转式空气预热器，锅炉由美国FW公司制造，空气预热器由Howden公司制造，转子直径18.6m，一台锅炉只配一台空气预热器。 优点 （1）回转式空气预热器由于其传热面密度高达500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为同容量的管式空气预热器的1/10。 （2）重量轻，因管式空气预热器的管子壁厚为1.5mm，而回转式空气预热器的蓄热板，其厚度不过0.5~1.25mm，而且蓄热板布置很紧凑，故回转式空气预热器金属耗量约为同容量管式空预器的1/3。 （3）回转式空气预热器布置灵活方便，使锅炉本体容易得到合理的布置方案。 （4）在同样的外界条件下，回转式空气预热器因其受热面金属温度较高，因而低温腐蚀的危险较管式空预器轻。 缺点 漏风量大，一般管式空预器的漏风量不超过5%，而回转式空气预热器在状态好时为6%~8%，密封不良时达20%~30%。同时，其结构复杂，制造工艺要求高，运行维护工作多，检修也复杂。 由于回转式空气预热器的优点突出，在300MW以上机组锅炉，一般不采用管式空预器，而采用回转式空气预热器。许多200MW机组原采用管式空预器，现也改造为回转式空气预热器。 漏风率AL：漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气质量之比。 漏风系数：空预器出口过量空气系数α” 与进口过量空气系数α’之差。 换算：AL=(α” - α’)/ α’×90 漏风率大增大排烟的热损失；增大送引风机、一次风机的电耗。当漏风严重时，由于送入炉膛参加燃烧的空气量不足，将会影响锅炉的热效率，以及加剧预热器的低温腐蚀。 漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气与烟气的压力差ΔP的平方根成正比。 减小压差：受热面清洁不堵灰、合适的系统阻力。 间隙面积：合理设计，柔性接触密封。 密封优化 一、双密封 减小K 密封道数Z： 双密封，Z=2： 减少漏风量=[1-(1/2)0.5]×100%=29.3% 某电厂300MW锅炉三分仓回转式空预器由24分仓改为48分仓，漏风率由改前的15%左右降为6%~8%。 二、漏风回收 原理：空气预热器正常运行时，具有正压的空气通过其内形成的密封转动副中的密封区、回收区，在形成与烟道负压相匹配的回收风机的作用下，通过漏风回收系统被吸入回收室内，再经联通管道、汇集联箱、回收风机、出口管道被送人热二次风箱内，随二次风进入炉膛助燃。由于泄漏空气在回收区内被回收，所以空气预热器漏风率能够控制在0.5%～3.5%。 某300MW锅炉三分仓回转式空预器密封回收改造后，漏风率由改前的8.4%左右降为改后的2.2%左右。锅炉热效率提高0.3%。 三、柔性接触密封 系统特点 采用柔性接触式密封技