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§4-5 锅炉受热面 电能生产流程：水――汽――推动汽轮机――发电机――发电。 锅炉作用：水――汽。实现途径：燃料燃烧放热，通过受热面传递给工质。 受热面包括：水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预器 *首先，通过上述水－汽转变流程，以自然循环锅炉为例，来认识一下各受热面。 一、水冷壁和水循环 水循环 水冷壁 影响自然水循环推动力的因素 由起沸点以上计算运动压头： 1．要有一定的垂直高度，以保证足够大的运动压头； 2．压力升高，则汽水密度差下降，所以，随锅炉压力参数的升高，为保证水循环，炉膛的高度通常越高； 3．高压以上锅炉上升管的含汽率也高，即循环倍率随压力参数升高而减小； 4．当压力很高时，自然循环将无法保证，必须采取强制循环的手段。在亚临界压力参数下工作的锅炉还可以满足水循环的要求。 水冷壁 水冷壁的作用 a. 吸收火焰辐射热，使水蒸发汽化；（介绍3种导热方式） b. 保护炉墙； c. 将炉膛出口烟气温度冷却到要求的允许值； d. 充分利用高温下辐射热强度高于对流热强度的特点，降低锅炉总受热面的金属耗量与造价。 分类 a，光管水冷壁；漏风，强度低， b，膜式水冷壁；密封性好，减少漏风，炉墙很薄，重量轻。现代大型电站锅炉，均采用此结构； c，销钉管水冷壁；用来敷设卫燃带。在水冷壁管上焊上销钉，然后敷上铬(ge)矿砂耐火材料制成。 表征 相对节距：s/d s－节距；d－管外径 s/d越大，炉内布置的总辐射受热面减少；对炉墙的保护作用也减小；但水冷壁管背火侧吸收的炉墙反射的热量增多，金属利用率升高。反之则相反。 s/d的选取，决定于锅炉蒸发量、水冷壁结构等全面的技术经济分析。 目前，我国电站锅炉所采用的水冷壁一般为膜式水冷壁。? 一般，S=80mm，d=60mm。材料为20A钢或15CrMo。 膜式水冷壁 膜式水冷壁：指水冷壁管子间通过管本身鳍片焊接或用扁钢焊接所联成的一个整体。提高了受热面的吸热量，还保证了炉膛密封，减少了炉膛漏风。且可直接敷设耐热、保温材料，减轻炉墙重量1/2~1/3。还能与水冷壁一同悬吊，加快安装进度。 日本想买：下花园小石山 周恩来——下令不卖，并让中科院进行研究——后发现是珍珠岩，一种很好的保温材料。 几个概念 1、卫燃带： 煤粉通过燃烧器喷入炉内，为了保证其迅速、良好的燃烧，就要保证其处于高温状态下。为了实现该目的，在燃烧器附近，水冷壁管不裸露，而是涂有保温材料。 2、凝渣管 由后墙水冷壁向上延伸而成的管束布置在炉膛出口处，起到一定的悬吊作用 在此烟气冷却，灰渣凝结，因此名凝渣管。而由于凝渣管束的横向节距和纵向节距都很大，不易发生堵渣现象。 3、汽包（不受热） 直径：1.7m左右 作用： 1与下降管、水冷壁构成水循环系统； 2接受省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸汽； 3有一定量的饱和水和汽，具有一定的蓄热能力，故可适应负荷的骤然变化，有利于锅炉的运行调节； 4几十个汽水分离旋风筒，进行汽水分离； 5利用省煤器来的给水清洗蒸汽，降低蒸汽的含盐量； 6设有有连续排污装置，以降低炉水的含盐量。 4、冷灰斗 冷灰斗的形状一般变化不大。倾斜角不小于500，以便灰渣能自行下滑。 5、折焰角 现场师傅叫它鼻子 改变炉膛上部气流特性 强制流动锅炉 一、直流锅炉的工作原理 1）强制流动 2）一次通过，K=1，G=D 二、直流锅炉的优点和缺点 2．缺点 1）给水泵的耗电大； 2）给水品质要求高； 3）自动调节性能要求高； 4）要用启动旁路系统（在锅炉点火启动的初期，蒸汽不合格，需要旁路掉）。 三、直流锅炉水冷壁的结构形式（图示） 1. 螺旋式水冷壁 2. UP型水冷壁 多次上升式 三种炉型水冷壁的特点 自然循环锅炉：60mm的管子 控制循环锅炉：51mm 直流锅炉：22mm（为了保证有足够大工质流速） 概述 过热器和再热器的结构型式 过热器与再热器的热偏差 为何采用过热器和再热器 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。 过热器和再热器的工作特点 1．工质温度高、传热性能差，处于高温烟气段，金属 壁温高，达到金属使用极限。 2．再热器受热面工作条件更差 （1）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， （2）中压蒸汽比热小，对热偏差更加敏感； （3）阻力损失要求严格； （4）起动中及汽轮机甩负荷时的保护问题； 3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和 位置