第九章-省煤器

国华宁海电厂4x600MW机组培训资料177第九章省煤器第一节省煤器的作用及种类省煤器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热给水的一种热交换装置，在现代电站锅炉中，随着蒸汽参数和容量的提高，为了有效地利用锅炉尾部低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉的效率，只依靠增加蒸发受热面的方法，不但不经济，而且受到很大限制。因为蒸发受热面中工质温度等于工质在工作压力下的饱和温度，烟气向蒸发受热面中的工质传热，就必须保持一定的温差，故烟温必须高于工质温度。可见，蒸发受热面绝不能将烟气冷却到低于或达到工质饱和温度。省煤器中的工质是给水，给水的温度比饱和温度低得多。故而传热温差很大。其次，水在省煤器中为强制流动，工质流速高，因此与蒸发受热面相比，在同样的烟气温度条件下，其传热效果好得多，也就是说，在吸收同样热量的情况下，可以节省金属材料。为此，电厂中用管径较小，管壁较薄，传热温差较大，价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。另外，采用省煤器可使进入汽包的给水温度得到提高，减小汽包壁温与给水温度之差，从而减小汽包所产生的热应力。接照省煤器出口工质的状态可将其分为沸腾式和非沸腾式两种。如出口水温低于饱和温度，叫非沸腾式省煤器。如果水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。对于中压锅炉，由于水的汽化潜热大，因而蒸发吸热量大，为不使炉膛出口烟温过低，有时就采用沸腾式省煤器，以减少炉膛内蒸发吸热量。沸腾式省煤器中生成的蒸汽量一般不应超过20％，以免省煤器中流动阻力过大和产生汽水分层。随着工作压力的提高，水的汽化潜热减小，预热热增大，省煤器内工质几乎总是处于非沸腾状态。我厂采用的是非沸腾式，禁止省煤器在运行中产生蒸汽。省煤器按其所用材料不同可分为铸铁式和钢管式两种．铸铁式耐磨损和腐蚀，但不能承受高压，目前只用在中压以下的小型锅护上。钢管式省煤器可用于任何压力，容量及任何形状的烟道中，与铸铁式相比，具有体积小，重量轻，价格低的优点，因而大型锅炉均采用钢管式省煤器。国华宁海电厂4x600MW机组培训资料178第二节省煤器设计中应考虑的问题及保护一．省煤器设计中应考虑的问题省煤器蛇形管中水的流速不仅影响传热，而且对金属的腐蚀也会有一定的影响。当给水除氧不完善时，进入省煤器的水在受热后会放出氧气。这时如果水的流速很低，氧气就会附着在金属的管壁上，造成局部金属腐蚀。因此，对于水平管子当水的流速大于一定值时（非沸腾式省煤器0.5m/s，沸腾式省煤器1.0m/s），可以避免氧气的附着，从而避免金属的局部腐蚀。省煤器外烟速的选取应综合考虑传热、磨损和积灰三个因素。高的烟速可增强传热，节省受热面，但管子的磨损也较严重，同时也增加了风机的耗电；反之，过低的烟速，不仅传热性能差，还会导致管子的严重积灰。因此，烟速不宜过高或过低，一般控制在3～13m/s范围内。煤的灰分多和灰分的磨损性强时取低值，灰分少和灰分的磨损性较差时取高值。省煤器采取了如下防磨措施：(1)、在省煤器蛇形管弯头和箱体之间加装折流扳，均匀各处的烟气流速，防止出现烟气走廊，以避免管子的局部严重磨损。(2)、在管子表面相应位置，装设防磨装置，由于烟气进入尾部竖井烟道要转弯90度，在离心力作用下。灰粒子集中靠近烟道后侧的蛇形管上，该处灰粒子浓度较大，易使磨损加剧。为此，在靠近竖井后墙的蛇形管弯头上覆盖了防磨盖板。二．省煤器的保护在锅炉启动时，省煤器常常是间断进水，当停止进水时，省煤器中的水就会处于不流动状态。这时，由于高温烟气的不断加热，会使部分水汽化，生成的蒸汽就会附着在管壁上或集结在省煤器的上段，造成管壁超温烧坏。停炉后亦然。因此，省煤器在锅炉启动时及停炉后应进行保护。一般的保护方法是在省煤器进口与水冷壁下集箱之间装设再循环管，借助再循环管与水冷壁中工质的密度差，使省煤器中的水不断循环流动,管壁也不断得到冷却而不致烧坏。连续进水后应关闭再循环门。国华宁海电厂4x600MW机组培训资料179第三节本锅炉省煤器管路系统及其特点本锅炉的省煤器布置于后烟井低温过热器的下面，有两组，采用光管蛇形管，管子规格为Φ51×6.0mm，材料SA-210C，共169排，每排由三根并联蛇形套管组成（图5-1）。采用顺列布置，横向节距为115mm，纵向节距为102mm。省煤器由吊杆和管夹支吊分别承载于三只省煤器中间集箱下，分三列悬吊，每列再通过省煤器中间集箱上的64根悬吊管悬吊承载，悬吊管规格为Φ60×14mm，共192根，材料SA-210C，悬吊管内的介质来自省煤器。省煤器设计压力20.14MPa,出口温度310℃。总受热面面积13405M2。省煤器的入口管道上设有一只DN350的逆止门和一只DN350的电动截止门。在炉膛后下水包与省煤器进口管道之间设有一根省煤器再循环管。为了确保后烟井烟气分布均匀，在后烟井入口的后墙包覆管及省煤器进口处前后墙包覆管上均焊有烟气阻流板，以防止形成烟气走廊，造成局部磨损。为了防止锅炉尾部烟道的振动，在省煤器蛇形管组区域沿宽度方向设有四道防振隔板。在防磨损方面，本工程的省煤器采取了：低烟气流速，设计烟气流速为9m/s；以及采用大口径管道；阻流板；防磨板等措施。