8第八章 省煤和空气预热器.doc

第八章 省煤器和空气预热器 第一节 省煤器 一、省煤器的作用及种类 1、省煤器的作用 省煤器的作用是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。 省煤器对锅炉的作用： （1）节省燃料：在现代锅炉中，燃料燃烧生成的高温烟气，将热量传递给水冷壁、过热器和再热器后，烟气温度还很高，如不设法利用，将造成很大的热损失。在锅炉尾部装设省煤器，可降低烟气温度，减少排烟热损失，因而节省燃料。 （2）改善汽包的工作条件：由于采用省煤器，提高了进入汽包的给水温度，减少了汽包壁与给水之间的温度差而引起的热应力，从而改善了汽包的工作条件，延长了使用寿命。 （3）降低锅炉造价：由于水的加热是在省煤器中进行的，用省煤器这样的低温材料代替价格昂贵的高温水冷壁材料，从而可降低锅炉造价。 二、省煤器的类型及结构特点 1、按材料分类 省煤器按使用材料可分为钢管省煤器和铸铁省煤器。目前大中容量锅炉广泛采用钢管省煤器，其优点是:强度高，能承受冲击，工作可靠，传热性能好,重量轻,体积小，价格低廉；缺点是：耐腐蚀性差，但现代锅炉给水都经严格处理，管内腐蚀已彻底得到解决。 2、按出口参数分类 省煤器按出口水温可分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。 3、按结构形式分类 省煤器按结构形式分为光管式、鳍片式、膜片管式（简称膜式）和螺旋肋片管式四种，其结构如图8—1所示。 （a） （b） （c） （d） 图8—1省煤器按结构形式 （a） 光管；（b）鳍片管；（c）膜片管；（d）螺旋肋片管 图8—2钢管式省煤器的结构 l—蛇形管；2—进口联箱；3—出口联箱；4—支架； 5—支承架；6—锅炉钢架；7—炉墙；8—进水管 4、按管子排列方式分类 省煤器按蛇形管的排列方式分为错列和顺列两种，如图8—1（a）（d）为顺列、（b）（c）为错列。 错列布置传热效果好，结构紧凑,并能减少积灰，但磨损比顺列布置严重、吹灰困难；顺列布置容易对管子进行吹灰、磨损轻，但积灰严重。 三、省煤器的布置方式 省煤器按蛇形管在烟道中的布置方式分为纵向布置和横向布置两种，如图8—3所示。纵向布置是指蛇形管放置方向与锅炉的前后墙垂直，如图8—3（a）所示。此种布置的特点是，由于尾部烟道的宽度大于深度，所以管子较短，支吊比较简单，且平行工作的管子数目较多，因而水的流速较低，流动阻力较小。但这种布置的全部蛇形管都要穿过烟道后墙，从飞灰磨损角度来看是不利的。横向布置是蛇形管放置方向与锅炉后墙平行，如图8—3(c)所示。此种布置的特点是平行工作的管数少，因而水速高，流动阻力大，且管子较长，支吊比较复杂。但因其只有少数几根蛇形管靠近后墙，从而使管子所遭受的磨损仅局限于靠近烟道后墙的几根管子，因而防护和维修比较简便。 图8—3 省煤器蛇形管在烟道中的布置方式 （a）蛇形管垂直于锅炉后墙布置； （b）（c）蛇形管平行于锅炉后墙布置 四、省煤器的支吊方式 省煤器的支吊方式有支承结构与悬吊结构两种。中小型锅炉省煤器采用支撑结构，大型锅炉的省煤器大多数采用悬吊结构。 五、省煤器引出管与汽包的连接 为了防止汽包损伤，确保锅炉安全运行，可在省煤器引出管与汽包连接处加装套管，如图8—6所示。这样使水管壁与汽包壁之间有饱和水或饱和蒸汽相隔，从而改善了汽包的工作条件。 图8—6省煤器引出管与汽包壁之间的连接套管 （a）给水引入汽包水空间时的内部套管；（b）给水引入汽包汽空间时的外部套管 l－给水；2－汽包壁 六、省煤器设计中应考虑的问题 对于大型电站锅炉，防止和减轻省煤器的磨损和积灰则已成为省煤器设计中应考虑的主要问题。 (一)省煤器中的质量流速和水速 省煤器中水的质量流速可取为600～800kg/(m2·s)，即相当于在锅炉额定负荷下，对于非沸腾式或沸腾式省煤器的非沸腾部分的水速，不应低于0.3m/s，对于沸腾式省煤器的沸腾部分水速不应低于lm/s。 (二)烟气流速的选取 省煤器中的烟气流速高低直接影响省煤器受热面的投资费用和运行费用。提高烟气流速，将使对流传热加强，可减少受热面的面积和降低制造成本，但烟速提高也使烟气的流动阻力增加，风机电耗增大