过热器及再热器.ppt

第七章 过热器与再热器 本章重点： 一、过热器与再热器的作用和特点； 二、过热器与再热器的型式和结构； 三、热偏差； 四、过热器与再热器的汽温调节； 五、过热器与再热器的烟气侧工作过程。 过热器、再热器设计与运行的主要原则有下列三个： （1）防止受热面金属温度超过材料的许用温度；（2）过热器与再热器温度特性好，在较大的负荷范围内能通过调节维持额定汽温； （3）防止受热面管束积灰、磨损和腐蚀。 第一节 过热器与再热器的作用和特点 一、过热器与再热器的作用 过热器与再热器在系统中的位置如图8－1所示。 几个名词： 主蒸汽（一次汽）—过热器出口的过热蒸汽又称为主蒸汽或一次汽； 再热蒸汽（二次汽）—再热器出口的再热蒸汽又称为再热蒸汽或二次汽； 蒸汽再热有一次再热和二次再热之分，后者就是蒸汽在汽轮机内作功过程中经过两次蒸汽再热。 过热器和再热器在热力系统 中的位置 过热器、再热器的制造 过热器和再热器是由一定直径、管壁厚度的无缝钢管弯曲成一定的形状（蛇形或屏形），以利于布置在锅炉烟道有限空间的一种气–汽式热交换器。 过热器、再热器的工作条件 ◎管内：饱和蒸汽进入过热器后温度逐渐升高，在其出口达到额定的过热汽温（通常在540～600℃）； ◎管外：高温烟气（通常在1100～600℃）携带飞灰以一定的速度流过，容易在管外壁产生磨损和腐蚀。 二、蒸汽温度的选择 蒸汽温度的选择要考虑三个因素：循环热效率，汽轮机末级叶片的蒸汽湿度，高温钢材的许用温度。 通常蒸汽温度在540～620℃。 选用的过热器与再热器受热面钢材，其工作温度几乎都接近许用温度值。如果钢材的工作温度超过了其许用温度，将引起钢材的热强度、热稳定性下降，材质恶化，导致受热面损坏。因此，锅炉运行中必须十分注意防止过热器、再热器等受热面的超温现象。 三、过热器受热面布置的发展 水加热成过热蒸汽需经过预热、蒸发和过热三个阶段。不同压力的锅炉，过热器吸热量占工质总吸热量的比例是不同的。 中压煤粉炉，过热器布置在炉膛出口少量凝渣管束之后的烟道内，其吸收的热量能适应蒸汽过热热的需要。 对于高压煤粉炉，就必须把部分过热器布置在炉膛内。超高压、亚临界压力和超临界压力的锅炉，上述布置特征就更明显了。并且还把部分再热器布置在炉膛内。 第二节 过热器与再热器的型式结构 按传热方式分类，过热器可分为对流型、辐射型及半辐射型三种型式。 高压以上的大型锅炉大多采用辐射、半辐射与对流型多级布置的联合型过热器。过热器的蒸汽高温段采用对流型、低温段采用辐射或半辐射型，以降低受热面管壁钢材温度。 屏式半辐射型过热器通常布置在锅炉炉膛的上部空间；辐射型过热器通常布置在炉顶、炉膛的上部和转向室等贴墙处；对流型过热器布置在水平和垂直烟道中。 再热器实际上相当于中压蒸汽的过热器，但再热蒸汽温度比中压蒸汽温度高很多。 再热器以对流型为主，并位于高温对流型过热器之后烟气温度较低处，因为再热蒸汽压力较低、蒸汽密度较小、放热系数较低蒸汽比热也较小，其受热面管壁金属温度比过热器更高。 但是有些锅炉的部分低温蒸汽段再热器采用辐射型，布置在炉膛上部吸收炉膛的辐射传热。 一、对流型过热器 布置在锅炉烟道内，烟气与蒸汽间主要进行对流换热的过热器称为对流型过热器。 它主要由蛇形管并联组成，其进出口分别由联箱连接。 根据烟气与管内蒸汽的相对流动方向，可分为逆流、顺流和混合流三种流动方式。根据对流受热面的放置方式又可分为立式和卧式两种。 （一）流动方式 逆流布置具有最大的传热温差，可以节省金属消耗。但蒸汽的高温段和烟气的高温段区域重叠在一起，金属壁温很高，工作条件最差。顺流布置则相反，蒸汽出口处烟温最低，因而壁温较低，工作安全。但其传热温差最小，耗用的金属最多，混合流布置则综合了逆流和顺流的优点，蒸汽的低温段采用逆流布置，蒸汽的高温段采用顺流布置。既保证了管壁的安全，又可获得较大的传热温差，所以得到广泛的应用。 （二）放置方式