第6章 省煤器与空气预热器

20.2.121双辽电厂培训第六章尾部受热面主要内容：1、尾部受热面布置。2、省煤器作用、种类、特点。3、空气预热器作用、种类、特点。4、尾部受热面积灰、腐蚀、磨损的机理、危害及防护措施。5、回转式空气预热器密封系统。20.2.122双辽电厂培训§6-１省煤器一省煤器的作用及种类（一）省煤器的作用利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉的给水。优点:1、节省燃料;2、改善汽包的工作条件;3、降低锅炉的造价。（二）种类1、材料:钢管:强度高,能承受冲击力,工作可靠;传热性能好,重量轻,体积小,价格低廉。耐腐蚀性差。铸铁:耐腐蚀性能好。2、出口水温:沸腾式:汽化量10～15%（中压锅炉）；非沸腾式:低于沸点20～25℃（高压以上锅炉）。20.2.123双辽电厂培训20.2.124双辽电厂培训20.2.125双辽电厂培训20.2.126双辽电厂培训20.2.127双辽电厂培训20.2.128双辽电厂培训20.2.129双辽电厂培训20.2.1210双辽电厂培训20.2.1211双辽电厂培训二钢管式省煤器（一）结构及工作原理1、结构:每段高1～1.5米;各段空间0．5—0．6米。2、工作原理：对流换热，利用烟气热量加热给水。3、型式：鳍片管、鳍片异型管、膜式、横向肋片（二）省煤器的布置1、蛇形管的排列方式：顺列、错列:传热效果好,结构紧凑,减少积灰。2、蛇形管放置方式：纵向、横向纵向布置:与前后墙垂直。1）管子短,支吊简单;2）平行工作的管子数目少,水的流速低,流动阻力小;3）局部磨损严重。横向布置;与炉膛后墙平行。1）水速高,阻力大;（可采用双面进水）2）管子长,支吊困难;3）磨损小。20.2.12双辽电厂培训1220.2.12双辽电厂培训1320.2.12双辽电厂培训1420.2.1215双辽电厂培训（三）支吊方式：支承和悬吊结构。（四）连接问题:省煤器引出管与汽包连接处为什么加装套管？三、设计水速:传热、金属腐蚀、流动阻力。烟速:传热、积灰、磨损、烟气流动阻力。问题:确定省煤器中水的流速时应该考虑哪些因素？20.2.1216双辽电厂培训•600MW超临界锅炉省煤器布置后竖井后烟道低过下方，顺列布置。给水单侧（炉右侧）引入，单根下水连接管（炉右侧）引出。蛇形管：Φ50.8×7.1（SA-210C），H型肋片管，3管圈绕，横向节距114.3mm，168排，上下两组逆流布置。省煤器进口集箱：φ508×88，SA-106C；省煤器出口集箱φ508×88，SA-106C。省煤器系统重量由包墙系统引出的汽吊管悬吊。省煤器管束与四周墙壁间设有阻流板，每组上排迎流面及边排和弯头区域设置防磨盖板。20.2.1217双辽电厂培训布置位置：后竖井前后烟道内水平过热器后布置特点：H型肋片管顺列，逆流换热防磨措施:防磨盖板烟气阻流板省煤器20.2.1218双辽电厂培训低温再热器进口省煤器进口20.2.1219双辽电厂培训20.2.1220双辽电厂培训20.2.1221双辽电厂培训省煤器汽化控制为了防止在冷态启动或炉膛吹扫期间省煤器汽化，始终应保持有最小给水流量供给锅炉，直到蒸发量超过该值，水经溢流阀排出。在启动和低于直流负荷（30%BMCR）运行时，省煤器和水冷壁必须维持30%BMCR的最小通流量，以保证水冷壁管在任何时候都有足够的冷却。20.2.1222双辽电厂培训§6-2空气预热器一、空气预热器的作用利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需的空气。带来好处：1、进一步降低排烟温度,提高锅炉效率,节省燃料;2、改善燃料的着火和燃烧条件,同时降低不完全燃烧损失;3、节约金属,降低造价;4、改善引风机的工作条件。二、空气预热器的种类和结构蓄热式:烟气和空气交替流过受热面,热量有烟气传给金属,再由金属传递给空气。回转式空气预热器。传热式:热量连续不断由烟气传给空气,烟气空气有各自的通道。20.2.1223双辽电厂培训（一）管式空气预热器结构:如图。管箱式结构,单个管箱由有缝薄钢管、上下管板组成。管子外径40、51mm壁厚1.5mm。支撑:下管板--空气预热器框架上--锅炉构架。20.2.12双辽电厂培训2420.2.12双辽电厂培训2520.2.1226双辽电厂培训（二）回转式空气预热器1、受热面回转式（容克式）组成:转子、固定外壳、传动装置、密封装置。烟气流通截面:50%;空气流通截面:30～40%;其余为密封。密封:径向、环向、轴向。转动速度:1～4m/s.2、风罩回转式空气预热器（罗特谬勒式）结构:静子、旋转风罩、烟道、风道、减速装置等。密封:可调式密封装置:密封板、密封框架、U形密封片和调整杆等。3、存在问题漏风量大:8～30%；（携带漏风、密封漏风）。积灰腐蚀20.2.1227双辽电厂培训20.2.1228双辽电厂培训20.2.1229双辽电厂培训20.2.12双辽电厂培训30•受热面回转式空气预热器20.2.1231双辽电厂培训20.2.1232双辽电厂培训受热面回转式空气预热器主要组成部件包括：转子、外壳、冷热端连接板、传动装置、密封系统、润滑油系统、吹灰及冲洗装置等。20.2.1233双辽电厂培训转子外壳冷端、热端连接板传动装置密封系统油循环系统20.2.1234双辽电厂培训20.2.1235双辽电厂培训20.2.1236双辽电厂培训20.2.1237双辽电厂培训20.2.1238双辽电厂培训20.2.1239双辽电厂培训回转式空气预热器是热电厂大型锅炉上普遍采用的烟气尾端换热装置，与管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、体积小、换热面密度高、整机质量轻、金属耗用量少、利于安装布置、低温腐蚀较管式换热器轻等特点，适于在大型锅炉上使用。回转式空气预热器缺点是漏风量大，工况良好时为6％～8％，密封不良时为20％～30％，大于管式换热器5％以下漏风量。另外回转式空气预热器的结构复杂、制造工艺和安装要求高、运行维护工作量大，热态自动控制也较为困难。较高的漏风量引起预热器入口风压降低、风机电流升高，预热器后的过量空气系数升高、尾部排烟气温降低、锅炉热效率降低、燃煤损耗增加，锅炉达不到额定负荷。对回转式空气预热器的漏风量进行热态控制就变得尤为重要。20.2.1240双辽电厂培训1.回转式空气预热器的结构和工作原理空预器由外部壳体和中心转子组成，外部壳体起到外部密封和气体导流的作用，中心转子则是起热交换器的作用。在中心转子上下面的对应位置分别划分出烟气流通区、空气流通区和密封区，而外部壳体则在这些区域的一定范围内形成相应的仓体，即一次风仓、二次风仓和热风仓。其中一次和二次风仓形成冷风侧，热风仓形成热风侧。各个仓体上下端分别由外部壳体和风管形成各自的气体流通风道。20.2.1241双辽电厂培训20.2.1242双辽电厂培训（1）型式二分仓三分仓四分仓20.2.1243双辽电厂培训Figure1:双扇区热交换器Figure2:三扇区热交换器Figure3:四扇区热交换器20.2.1244双辽电厂培训20.2.1245双辽电厂培训（2）结构受热面回转式空气预热器主要组成部件包括：转子、外壳、冷热端连接板、传动装置、密封系统、润滑油系统、吹灰及冲洗装置等。20.2.1246双辽电厂培训转子20.2.1247双辽电厂培训外壳20.2.1248双辽电厂培训20.2.1249双辽电厂培训空预器的转子实际上是一个上下开口的巨大筒体，在其内部装有大量蓄热单元。蓄热单元由蓄热元件组成，蓄热元件是把物理比热较高的金属材料制作成凹凸不平的波浪型片状，以增大其与空气的接触面积。在转子的上下表面上又使用径向密封片分隔出若干扇形面积的小区域。以转子的某一个扇形区域为例，当这个扇形区转动到热风侧时，高温的烟气由热风仓的顶部流入，穿过该扇形区域从转子的下方流出；转子继续转动到冷风侧时，低温的空气由一次风仓或二次风仓的底部流入，穿过该扇形区域从转子的上方流出。在这个过程中，高温的烟气在流过蓄热元件时将热量传导给蓄热元件，并由转子转动到冷风侧，再把热量传递给一、二次风，使的冷空气被预热，20.2.1250双辽电厂培训密封系统20.2.1251双辽电厂培训20.2.1252双辽电厂培训空预器换热元件转子采用半模式双密封扇形仓结构(ALSTOM-API专利)，其优点是转子中心筒和模式扇形仓是销接结构，在工地不用焊接，不存在焊接变形。该空气预热器这种结构减小了工地焊接工作量，安装速度快。传热元件盒均制成较小的组件，检修时热端传热元件盒、中间层传热元件盒、冷端传热元件盒全部抽屉式从侧面检修门孔处抽出，安装、更换非常方便。20.2.1253双辽电厂培训20.2.1254双辽电厂培训传热元件盒20.2.1255双辽电厂培训20.2.1256双辽电厂培训20.2.1257双辽电厂培训空预器支撑轴承20.2.1258双辽电厂培训20.2.1259双辽电厂培训2.空预器工作原理20.2.1260双辽电厂培训20.2.1261双辽电厂培训20.2.1262双辽电厂培训高温的烟气由热风仓的顶部流入，穿过该扇形区域从转子的下方流出；转子继续转动到冷风侧时，低温的空气由一次风仓或二次风仓的底部流入，穿过该扇形区域从转子的上方流出。在这个过程中，高温的烟气在流过蓄热元件时将热量传导给蓄热元件，并由转子转动到冷风侧，再把热量传递给一、二次风，使的冷空气被预热，20.2.1263双辽电厂培训高温的烟气由热风仓的顶部流入，穿过该扇形区域从转子的下方流出；转子继续转动到冷风侧时，低温的空气由一次风仓或二次风仓的底部流入，穿过该扇形区域从转子的上方流出。在这个过程中，高温的烟气在流过蓄热元件时将热量传导给蓄热元件，并由转子转动到冷风侧，再把热量传递给一、二次风，使的冷空气被预热，20.2.1264双辽电厂培训3.密封结构空预器的转子是转动的，在转子与空预器上下壳体及圆周壳体之间存在一定距离的间隙。由于冷风侧和热风侧各个仓室之间的流体压力、温度和流速的差异，造成了流体在不同仓室之间的相互泄漏，即空预器内部漏风。为了降低空预器的内部漏风量，在各个仓室之间、转子上下面对应的位置安装有控制漏风间隙的扇形密封板，上部扇形密封是动态可调的，下部是固定的。同时还在转子的上下表面、转子的圆周曲面以及转子与壳体的上下圆周结合处，分别安装有相互对应的等分角度的固定式的径向密封板、轴向密封板和周向密封板；如图4所示。20.2.1265双辽电厂培训20.2.1266双辽电厂培训径向密封轴向密封环向密封(周向）20.2.1267双辽电厂培训20.2.1268双辽电厂培训20.2.1269双辽电厂培训20.2.1270双辽电厂培训20.2.1271双辽电厂培训20.2.1272双辽电厂培训20.2.1273双辽电厂培训20.2.1274双辽电厂培训在各个仓室之间、转子上下面对应的位置安装有控制漏风间隙的扇形密封板，上部扇形密封是动态可调的，下部是固定的。同时还在转子的上下表面、转子的圆周曲面以及转子与壳体的上下圆周结合处，分别安装有相互对应的等分角度的固定式的径向密封板、轴向密封板和周向密封板。20.2.1275双辽电厂培训20.2.1276双辽电厂培训20.2.1277双辽电厂培训20.2.1278双辽电厂培训20.2.1279双辽电厂培训根据转子各部份受热变形的特点，恰当地调节各个部份固定式密封板，使转子和外部壳体之间的轴向漏风间隙为最小。而转子上部可调扇形密封板由间隙自动控制系统自动调节，可以自动根据转子上部的热变形情况来做出动态调节，配合恰当调节的转子下部固定扇形密封板，可以使各个仓室间的径向漏风间隙为最小。20.2.1280双辽电厂培训4.转子固定及热变形空预器在安装时，外部壳体由两侧的锅炉辅助立柱支撑；中心转轴下方通过下部推力轴承与中心驱动装置对接后，将转子的重量通过支撑横梁传递给锅炉本体的结构横梁，再由结构横梁将此重量传递到锅炉本体的主结构立柱上；转轴上部通过上部导向轴承与空预器外部