锅炉原理-过热器与再热器

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1、2022-5-31Principles of BoilerPage 12022-5-31Principles of BoilerPage 2一、过热器和再热器的作用一、过热器和再热器的作用（1）过热器的作用）过热器的作用：将饱和蒸汽加热成过热蒸汽。：将饱和蒸汽加热成过热蒸汽。 在锅炉负荷变化时，应保证锅炉的过热蒸汽温度在允在锅炉负荷变化时，应保证锅炉的过热蒸汽温度在允许范围内波动。目前电厂锅炉过热蒸汽温度许范围内波动。目前电厂锅炉过热蒸汽温度540-555；（2）再热器的作用）再热器的作用：把汽轮机高压缸的排汽返回锅炉再：把汽轮机高压缸的排汽返回锅炉再次加热，然后再送到低压缸膨胀做功。目的是使

2、汽轮机次加热，然后再送到低压缸膨胀做功。目的是使汽轮机末级叶片的蒸汽湿度控制在允许范围内。末级叶片的蒸汽湿度控制在允许范围内。 再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%。我国。我国125MW以上机组都采用一次中间再热系统。以上机组都采用一次中间再热系统。2022-5-31Principles of BoilerPage 3再热循环再热循环T-S图图再热循环的使用，可以提再热循环的使用，可以提高循环的热效率高循环的热效率4%5%，而且可以使汽轮机排汽湿而且可以使汽轮机排汽湿度控制在允许范围内。度控制在允许范围内。再热器系统阻力会使蒸汽再热器系统阻力会使蒸汽在汽轮机内的作功能

3、力下在汽轮机内的作功能力下降，因此再热系统力求简降，因此再热系统力求简单，整个再热器的压降不单，整个再热器的压降不高于高于0.2MPa。2022-5-31Principles of BoilerPage 4二、过热器和再热器的工作特点二、过热器和再热器的工作特点 1、工作特点：、工作特点：（1）蒸汽压力高，压力可以达到超临界以上；）蒸汽压力高，压力可以达到超临界以上；（2）过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件；）过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件；（3）蒸汽（特别是再热蒸汽）冷却管道的能力较差；）蒸汽（特别是再热蒸汽）冷却管道的能力较差； 2、工作要求、工作要求（1）运行中应保持）运

4、行中应保持汽温稳定汽温稳定：波动不超过：波动不超过5-10；（2）过热器和再热器要有可靠的）过热器和再热器要有可靠的调温手段调温手段，使运行工况，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温；在一定范围内变化时能维持额定的汽温；（3）尽量）尽量减少减少并联管间的并联管间的热偏差热偏差。2022-5-31Principles of BoilerPage 5（1 1）低压锅炉：）低压锅炉：吸热特点：锅炉压力低，汽化潜热大。吸热特点：锅炉压力低，汽化潜热大。蒸发热量多，过热热少蒸发热量多，过热热少；受热面布置：除了水冷壁以外，在过热器前，需要布置一定数量的受热面布置：除了水冷壁以外，在过热器前，需要

5、布置一定数量的对流蒸发管束；对流蒸发管束；（2 2）中压锅炉：）中压锅炉：吸热特点：吸热特点：炉膛辐射热与蒸发热相当炉膛辐射热与蒸发热相当，无需额外布置蒸发受热面；，无需额外布置蒸发受热面；受热面布置：过热器仅布置在炉膛出口的凝渣管之后；受热面布置：过热器仅布置在炉膛出口的凝渣管之后；（3 3）高压锅炉）高压锅炉吸热特点：汽化潜热小，所需吸热特点：汽化潜热小，所需蒸发热量少，预热热和过热热量多蒸发热量少，预热热和过热热量多；受热面布置；除了对流式过热器，还需要把部分过热器设置在炉膛受热面布置；除了对流式过热器，还需要把部分过热器设置在炉膛内，即采用辐射式过热器，也可以把部分水冷壁作为辐射式省煤

6、器。内，即采用辐射式过热器，也可以把部分水冷壁作为辐射式省煤器。2022-5-31Principles of BoilerPage 6高压锅炉受热面的布置高压锅炉受热面的布置（1 1）过热器系统：）过热器系统：顶棚过热器顶棚过热器低温过热器低温过热器屏式过热器屏式过热器高温过热器高温过热器（2 2）过热器系统：）过热器系统：汽轮机汽轮机低温再热器低温再热器 高温再热器高温再热器汽轮机汽轮机 2022-5-31Principles of BoilerPage 7（1）过热器和再热器结构：）过热器和再热器结构： 过热器和再热器的结构基本相同，二者区别在于：过热器和再热器的结构基本相同，二者区别在于

7、：再热器压力低，汽体比体积较大，管径比过热器大。再热器压力低，汽体比体积较大，管径比过热器大。（2）过热器和再热器分类：）过热器和再热器分类：对流式过热器（再热器）；对流式过热器（再热器）；半辐射式（屏式）过热器（再热器）；半辐射式（屏式）过热器（再热器）；辐射式过热器（再热器）。辐射式过热器（再热器）。2022-5-31Principles of BoilerPage 8一、对流式过热器（再热器）一、对流式过热器（再热器） 对流式过热器（再热器）由蛇形管组成，布置在锅炉对流式过热器（再热器）由蛇形管组成，布置在锅炉水平烟道或尾部竖井中，吸收烟气的对流放热量。水平烟道或尾部竖井中，吸收烟气的对

8、流放热量。 布置形式分类：布置形式分类：按管子排列方式分为：顺列、错列布置方式。按管子排列方式分为：顺列、错列布置方式。根据烟气和蒸汽的流向，可分为：逆流、顺流和混合流。根据烟气和蒸汽的流向，可分为：逆流、顺流和混合流。根据管子的布置方式分为：垂直式和水平式。根据管子的布置方式分为：垂直式和水平式。2022-5-31Principles of BoilerPage 9 顺列顺列：传热系数小，阻力小，管壁磨损小，容易清灰，：传热系数小，阻力小，管壁磨损小，容易清灰，一般用在高温烟区。一般用在高温烟区。 错列错列：传热好，阻力大，管壁磨损大，不易清灰，一般：传热好，阻力大，管壁磨损大，不易清灰，一

9、般用于尾部低温烟道。用于尾部低温烟道。1、按管子排列方式分类、按管子排列方式分类 顺列顺列 错列错列2022-5-31Principles of BoilerPage 10 逆流式：逆流式：具有最大的传热温压；可以节省金属耗量；金属壁温可能很高。具有最大的传热温压；可以节省金属耗量；金属壁温可能很高。常用于过、再热器的低温级（进口级）。常用于过、再热器的低温级（进口级）。 顺流式：顺流式：传热温压小；所需受热面较多；金属壁温较低。多用于蒸汽温传热温压小；所需受热面较多；金属壁温较低。多用于蒸汽温度较高的最末级（即高温级）。度较高的最末级（即高温级）。 混合流混合流：先经逆流传热段，再经顺流传热

10、段，折中布置。：先经逆流传热段，再经顺流传热段，折中布置。2、按烟气和蒸汽的流动方向分类、按烟气和蒸汽的流动方向分类 2022-5-31Principles of BoilerPage 113 3、按管子的布置方式分类按管子的布置方式分类立式（垂直式）：立式（垂直式）：布置在水平烟道布置在水平烟道内，支吊简单，易积灰，不利疏水。内，支吊简单，易积灰，不利疏水。卧式（水平式）：卧式（水平式）：布置在尾部竖井布置在尾部竖井中，支吊复杂，多采用有工质冷却的中，支吊复杂，多采用有工质冷却的受热面管子作为受热面管子作为悬吊管悬吊管，便于疏水。，便于疏水。2-悬吊管；悬吊管；3-联箱联箱2022-5-31

11、Principles of BoilerPage 12某超临界某超临界1900t/h锅炉高温过热器锅炉高温过热器布置位置：水平烟道后部；布置位置：水平烟道后部；管径：管径：38mm；管道排列：管道排列：82排排12管管/排排=984根根2022-5-31Principles of BoilerPage 13蒸汽与烟气流速的选择：蒸汽与烟气流速的选择： 蒸汽流速：蒸汽流速：保持一定质量流速，使过热器和再热器得保持一定质量流速，使过热器和再热器得到可靠冷却，同时要控制过热器或再热器压降，一般到可靠冷却，同时要控制过热器或再热器压降，一般过热器质量流速过热器质量流速800-1100kg/(m2s)，