锅炉辅助受热面_课件.ppt

广州市特种承压设备检测研究院培训中心 联系电话：020-83567415；83566192 传真电话：020-83563425,锅炉作业人员培训教材,编制：许贤顺,锅炉辅助受热面,第一节、锅炉辅助受热面概述第二节、省煤器第三节、空气预热器第四节、过热器第五节、尾部受热面积灰、磨损和低温腐蚀,第一节、锅炉辅助受热面概述,锅炉本体中除汽锅和炉子两大基本组成部分外，还设置有辅助受热面-省煤器、蒸汽过热器和空气预热器。显然，各辅助受热面是根据具体情况，按实际需要选择增设的。例如，供热锅炉除生产工艺有要求或热电联供，一般较少设置蒸汽过热器，而省煤器则已作为节能装置被普遍采用。对于中、大型锅炉来说，这些辅助受热面都已成为不可缺少的重要组成部分。,第二节、省煤器,省煤器的作用和分类。省煤器定义：是利用锅炉尾部烟气热量加热锅炉给水的热交换设备。省煤器的作用：节省燃料。省煤器吸收烟气热量加热给水后，降低了锅炉排烟温度，减少了排烟热损失，提高了锅炉效率，因而节省燃料。降低了锅炉造价。以管径较小、管壁较薄、传热温差大、阶格较低的省煤器加热受热面代替了部分造价较高的蒸发受热面。改善了汽包的工作条件，延长其使用寿命。由于采用省煤器，提高了进入汽包的水温度，因而减小了给水管与汽包壁之间的温差热应力，从而改善了汽包的工作条件。,省煤器的分类省煤器按水在其中的加热程度可分为沸腾式和非沸腾式：非沸腾式省煤器：水在省煤器中没有被加热到饱和温度的省煤器。出口温度一般比饱和温度低2025。一般应用于超高压锅炉。沸腾式省煤器：水在省煤器中达到饱和温度，并有部分水汽化的省煤器。沸腾率一般为10%15%，多应用于中低压锅炉。按所使用的材料分：铸铁管式：优点是耐磨损、耐腐蚀；缺点是笨重且不能承受高压及较大的水击。多用于小容量工业锅炉的非沸腾式省煤器。见图5-1钢管式：优点是强度高，能承受高压及较大的冲击，工作可靠，同时传热性能好，且体积小，质量轻；缺点是耐腐蚀及耐磨损性差。用于大容量锅炉。见图5-2.,省煤器的结构和工作原理。钢管省煤器结构：如图5-3所示。钢管省煤器是由许多并列的蛇形管和进、出口联箱组成。蛇形管多用焊接的方法与联箱连接在一起，蛇形管一般用管径为2842，壁厚为35mm的无缝钢管弯制而成。若省煤器受热面较多，总高度较高，则将其分成几段，每段高度约为11.5m，段与段之间留出0.60.5m的检修空间。此外，省煤器与其相邻的空气预热器也应留出0.81m的空间，以便进行检修和清除受热面上的积灰。,图5-3 钢管式省煤器的结构,钢管省煤器工作原理：如图5-4所示。烟气在管外自上而下横向冲刷管束，将热量传递给管壁，水在管内自下而上流动，吸收管壁放出的热量使水温度升高。这种方式既可以形成逆流传热，节约金属用量；也便于疏水和排气，以减轻腐蚀；另外，烟气自上而下流动，还有利于吹灰。钢管省煤器通常采用光管，为了增强传热并提高结构的紧凑性，有的锅炉采用了鳍片管式、膜式、肋片式省煤器（目的是增加受热面，减少省煤器体积），如图5-5.,图5-4,出水,进水,图5-5 鳍片管式、膜式、肋片式省煤器,钢管省煤器的布置方式：纵向布置：蛇形管垂直于锅炉后墙的布置。如图5-6（a）.纵向布置的特点：由于尾部烟道的宽度大于深度，管子较短，这样只需在管子两端的弯头附近支吊即可，故支吊较简单；又由于并列管子数目较多，故水流速较低，流动阻力较小。但是这种布置方式会造成全部蛇形管的局部飞灰磨损很严重，因为当烟气从水平烟道流入尾部烟道时将产生离心力，使烟气中灰粒多集中在靠近后墙的一侧，而造成了全部蛇形管严重的局部磨损。检修时需要更换全部磨损管段。,横向布置：蛇形管平行于锅炉后墙的布置。如图5-6（b）.横向布置的特点：磨损影响较轻，因为磨损的只是靠近后墙的少数几根蛇形管；但并列工作的管数少，所以水速较高，流动阻力较大；且管子较长，支吊比较复杂。为改善这种布置方式的缺点，可采用双管圈或双面进水的布置方案。从安全经济角度考虑，省煤器中的水流速度应保持在一定的范围内。若水流速度过高，使流动阻力过大，造成省煤器的压降过大，运行不经济。一般规定中压锅炉的压降不超过汽包压力的8%，高压锅炉不超过5%。若水流速度过低，不仅管壁得不到良好的冷却，而且给水受热后析出的残余氧气也不能被水流带走，它们将附着在管内壁上造成局部氧化腐蚀，沸腾式省煤器还可能出现汽水分层。实践证明，沸腾式省煤器水流速度应大于1m/s，非沸腾式应大于0.5m/s。,图5-6 省煤器蛇形管在烟道中的布置方式,省煤器的支吊方式：支承结构：如图5-7。一般锅炉采用此结构。悬吊结构：如图5-8。优点是大大减少了因蛇形管穿墙而造成的漏风，缺点是检修困难。,图5-7 省煤器的支承结构,图5-8 省煤器的悬吊结构,省煤器与汽包的连接方式：加给水套管。由于省煤器的出口水温低于汽包中的饱和温度，以及在锅炉工况变动时，省煤器出口水温可能发生剧烈变化，若省煤器的出水管直接与汽包连接，就会在连接处产生温差应力或金属疲劳，长时间将导致汽包壁产生裂纹，危及汽包安全（因没有给水套管而产生裂纹事故见图5-9所示）。为此，可在省煤器出水管与汽包连接处加装保护套管，如图5-10所示。这样在汽包壁与进水管之间有饱和水或饱和蒸汽作为中间介质，从而改善了汽包的工作条件。蒸汽锅炉安全技术监察规程第五十条要求加装套管。,图5-9 因没安装给水套管而使汽包产生裂纹事故,图5-9 省煤器的出水管与汽包的连接,省煤器的启动保护。为什么要保护？：锅炉在启动初期常常是间断进水，当停止进水时，省煤器中的水不流动。由于高温烟气的不断加热，会使部分水汽化，生成的蒸汽会附着在管壁上或集结在省煤器上段，造成局部管壁超温而损坏，因而应对省煤器进行保护。利用自然循环回路保护：保护方法：在省煤器进口与汽包下部之间装设不受热的再循环管，其上装有再循环门，如图5-10（a）所示。当锅炉在启动期间停止上水时，开启再循环门，使汽包、再循环管、省煤器之间形成自然循环回路，对省煤器进行了保护。在锅炉上水或正常运行时，应关闭省煤器再循环门，以免给水经再循环管短路进入汽包，导致省煤器缺水烧坏。,利用回水管进行保护：保护方法：在省煤器出口与除氧器或疏水箱之间装一根带有阀门的回水管的保护方法，如图5-10（b）所示。当汽包不进水时，用阀门切换，使流经省煤器的水通过回水管回到除氧器或疏水箱。这样，在整个启动过程中，省煤器中水的流动都是不间断地受迫流动，以达到保护省煤器的作用。,图5-10 省煤器的再循环管和回水管,图5-11 铸铁省煤器附件及管路,第三节、空气预热器,空气预热器的作用和分类。空气预热器定义：是利用锅炉尾部烟气热量加热空气的热交换设备。空气预热器的作用：利用空气吸收烟气热量，进一步降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。在现代锅炉中，因采用了回热循环，给水经各级加热器加热后使省煤器进口给水已达到了较高的温度（150270左右），这时省煤器的出口烟温还比较高，排烟还不能冷却到合乎经济要求的温度。装设空气预热器后，利用烟气的热量加热冷空气，可进一步降低排烟温度，减小排烟热损失，提高锅炉效率。排烟温度每降低15，可使锅炉热效率提高约1%。,提高了炉膛的温度水平，改善了燃料的着火与燃烧条件，减少了不完全燃烧损失，进一步提高了锅炉热效率。空气温度每升高100，可使理论燃烧温度上升约3540。节省金属，降低锅炉的造价。由于炉膛温度的提高，使炉内辐射换热加强，在锅炉容量一定时，水冷壁可以布置得少一些。改善了引风机的工作条件。排烟温度的降低使引风机的工作温度和电耗降低，提高了引风机工作的可靠性和经济性。,空气预热器分类：管式空气预热器；回转式空气预热器；热管式空气预热器。,图5-12 正制造的管式空气预热器,管式空气预热器管式空气预热器结构和工作过程。管式空气预热器结构：管式空气预热器由若干个标准尺寸的立方形管箱、连通风罩以及密封装置组成，其结构如图5-13所示。管箱一般由许多平行直立的有缝薄壁铜管和上、下管板组成，管子两端分别焊接在上、下管板上，管子外径通常为40和51，壁厚为1.5mm。为使结构紧凑和增强传热，管子常采用小节距错列布置。管板的厚度根据强度要求确定，上管板为1020mm，下管板由于承重，通常为2030mm。在安装时把管箱拼在一起焊牢，并在其外面装上密封墙板和连通风罩，就组成了一个整体的空气预热器。,图5-13 管式空气预热器,管式空气预热器工作过程。工作过程：烟气自上而下在管内纵向流过，空气在管外横向冲刷，烟气的热量通过管壁连续地传给空气。为了能使空气多次交叉流动，在管箱内可加装中间管板若管箱沿高度方向分几层布置，相邻箱上、下管板形成一体，则同样起到中间管板的作用。空气预热器的重力通过下管板支撑在框架上，框架支撑在锅炉钢架上。在锅炉运行时，空气预热器的管箱、外壳及锅炉钢架由于温度和材料等不同，膨胀量亦不相同。管箱的膨胀量最大，外壳次之，锅炉钢架最小。为了保证各部件能相对移动和防止在连接处漏风，在上管板与外壳之间、外壳与锅炉钢架之间都装有用薄钢板制成的波形膨胀节。如图5-14.,图5-14 膨胀补偿器,图5-15 膨胀补偿器（烟道上用）,管式空气预热器的布置。按布置方式分：单面进风，见图5-16（a）；双面进风，见图5-16（b）。按空气流程分：单道，见图5-16（a）；多道，见图5-16（a、b、e）。管式空气预热器除了采用上述立式管子外，还可以将管子水平放置，即采用横管式空气预热器。横管式空气预热器空气在管内流动，烟气在管外横向冲刷管子，烟气侧的对流放热增强，管壁温度升高（在同样条件下比立管式空气预热器高1020），有利于减轻低温腐蚀。但横管式空气预热器的缺点是积灰严重，结构尺寸大，布置困难。,图5-16 管式空气预热器的布置方式,回转式空气预热器由于锅炉参数的提高和容量的增大，管式空气预热器的受热面也随着显著地增大，这给尾部受热面的布置带来了困难。因此目前大型锅炉多采用结构紧凑，重量较轻的回转式空气预热器。回转式空气预热器分类：受热面回转式（容克式空气预热器），如图5-17和图5-18所示；风罩回转式（罗特缪勒式空气预热器），如图5-19和图5-20所示。,受热面回转式空气预热器。结构：转子旋转式空气预热器由圆筒形转子和固定的圆筒形外壳及驱动装置组成，如图5-17和图5-18所示。转子截面划分：烟气占50%，空气占30%40%，其余为扇形隔板。工作原理：当受热面转子通过减速装置由电动机带动以14r/min的转速转动时，转子中的传热元件（蓄热板），便交替地被烟气加热和空气冷却，烟气的热量也就传给了空气。受热面转子每转一周，传热元件吸热、放热一次。,图5-17 受热面回转式空气预热器,图5-17 受热面回转式空气预热器,其结构如图519和图5-20所示。装有蓄热板的静子、旋转的上、下风罩（呈8字形）、烟道、风道及减速装置等组成。静子截面的划分如图所示。,100度 65度 7.5度,风罩回转式空气预热器。,图5-20 风罩回转式空气预热器,回转式空气预热器的优、缺点。优点：外形小，质量轻，传热元件允许有较大磨损，相对不易遭受低温腐蚀，特别适用于大容量锅炉。缺点：漏风量较大，结构复杂。,热管空气预热器结构：热管空气预热器是由热管作为传热元件的，中间装有凝结水，如图5-21所示。工作原理：热管空气预热器一般以碳钢为管材，内部中间介质是凝结水。当烟气从热管空气预热器的蒸发段流过时，烟气把热量传给热管内凝结水并使其汽化，汽化后的蒸汽流向凝结段；空气流过凝结段时，吸收其热量使热管内蒸汽凝结成液体，并沿管壁流回蒸发段。这样，在热管空气预热器工作时，不断地重复上述过程进行传热。,热管空气预热器特点：具有良好的导热性能，其热导率比良好的导热材料要高出近百倍，故传热效率高；结构紧凑，流动阻力小；密封性好，漏风系数接近于零；壁温较高，低温腐蚀小；,图5-21 热管空气预热器,空气预热器的布置分为单级布置和双级布置。如图5-22所示。空气预热器单级或双级布置主要决定于需要加热的空气温度。对于管式空气预热器，当要加热的热空气温度超过260280时采用双级布置；对于回转式空气预热器，当要加热的热空气温度超过320350时采用双级布置。,第四节、过热器,过热器的作用及工作特性。过热器的作用：是将锅炉产生的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。受合金钢材高温强度的限制，大多数电厂锅炉过热蒸汽温度为540555。过热器的工作特征：传热性能较差，对管壁的冷却能力较低，原因是管内流过的是高温蒸汽，蒸汽密度小，比热容小。管壁工作温度高。在运行过程中，过热器各并列管之间还存在着热偏差，使个别管子的管壁温度非常高，因此过热器的工作条件很差。,过热器常用钢材：由于过热器工作时的管壁温度高，且工作条件差，在运行过程中容易发生管壁温度超过金属材料的极限耐热温度。若长时间超过钢材的极限耐热温度，则会造成管子胀粗，以致爆管。表5-5列出过热器常用钢材的允许温度。,过热器型式和结构。过热器型式：根据传热方式不同进行区分。对流式；辐射式；半辐射式；,过热器型式和结构。对流式过热器对流式过热器定义：是指布置在对流烟道内，主要吸收烟气对流放热的过热器。工作原理：对流式过热器由进出口联箱及许多并列的蛇形管组成，如图5-22所示。蛇形管与联箱一般布置在炉墙外，并进行保温以减少散热损失。烟气在管外横向冲刷蛇形管，并将热量传给管壁，蒸汽在蛇形管内纵向流动，吸收管壁传入的热量。选材：过热器蛇形管一般采用外径为2858的无缝钢管弯制而成，管壁厚度根据强度计算确定，管材根据过热器工作条件确定。,图5-23 垂直式蒸汽过热器构造简图,图5-22 不用的管圈型式,布置方式：按烟气与管内蒸汽的相对流动方向，对流过热器可分为顺流、逆流、双逆流和混合流等四种布置方式。如图5-24所示。,各种布置方式的优、缺点：顺流布置的对流过热器：其蒸汽温度高的一端处在烟气的低温区，故管壁温度较低，管子安全性好。但顺流布置的对流过热器平均传热温差最小，传热性能较差，吸收同样的热量需要的受热面最大，不经济。因此顺流布置常用在过热器的高温级。逆流布置：其平均传热温差最大，传热性能最好，吸收同样的热量需要的受热面最小，经济性好。但其蒸汽温度高的一端正处在烟气的高温区，故管壁温度较高，管子安全性差。因此逆流布置常用在低温级。双逆流和混合流布置的对流过热器：既利用了逆流布置传热性能好的优点，又将蒸汽温度的最高端避开了烟气的高温区，从而改善了蒸汽高温端管壁的工作条件。,按蛇形管放置方式分为立式和卧式两种型式：立式放置：立式对流过热器通常布置在水平烟道内，如图5-25（a）所示。其优点是支吊结构简单，可用吊钩将蛇形管的上弯头吊挂在锅炉构架上，如图5-25（b）所示，膨胀自由，且不易积灰。缺点是停炉后的积水不易排出，将造成停炉期间的腐蚀，另外在启动初期，工质流量不大时，可能形成汽塞，导致管子过热损坏。卧式放置：通常布置在垂直烟道内，其优点是疏水方便。缺点：容易积灰，支吊结构复杂。为防止支吊件被烧坏，现常用省煤器的引出管作为它的悬吊管。对流过热器的蛇形管排列方式有顺列和错列两种。如图5-26所示。,图5-25 立式对流过热器及其支吊结构,图5-26 错列与顺列管束,辐射式过热器：定义：辐射式过热器是指布置在炉膛内部，以吸收炉膛辐射热为主的过热器。如图5-27和图5-28所示。其根据布置方式分为屏式过热器、墙式过热器和顶棚过热器。在这里主讲应用较多的屏式过热器。屏式过热器由进出口联箱和管屏组成，做成一片一片的屏风型式的受热面，管屏沿炉宽相互平行地悬挂在炉膛上部靠近前墙处，联箱布置在炉顶外，整个屏通过联箱吊挂在炉顶钢梁上，受热是可以自由向下膨胀。,图5-27 辐射式过热器（待安装的屏式过热器）,图5-28 辐射式过热器（安装后的屏式过热器）,半辐射式过热器：定义：半辐射式过热器是指既接受炉膛的辐射热量，又吸收烟气对流热的一种过热器。半辐射过热器也采用挂屏型式，又称为后屏过热器。与前屏过热器在结构上基本相同，只是布置位置不同。前屏主要受辐射热，后屏部分管子吸收辐射热，部分受烟气冲刷（对流）吸热。,蒸汽温度的调节：蒸汽参数是表征锅炉特性的重要指标之一，不论是发电设备还是工艺设备都需要使用温度稳定的蒸汽，并要求在运行中不能有过大的偏差。一般锅炉出口蒸汽温度要保证在标准值的正5度与负10度之间。蒸汽温度的调节方法有蒸汽侧调节和烟汽侧调节。蒸汽侧调节蒸汽侧调节汽温的主要手段是减温器。它是用冷却水（减温水）间接或直接冷却蒸汽的办法来达到减温的目的。减温器分为表面式减温器和喷水减温器两种。,表面减温器是一种管式热交换装置，其特点是水与蒸汽不直接接触，利用锅炉给水或锅水来冷却蒸汽。它的结构为减温器壳体，上面有蒸汽引入、引出管接头。壳体内是U形管或螺形管、套管。冷却水由管子一端引入，另一端引出。蒸汽从壳体上部引入，垂直冲刷外管后，再由壳体下部引出。表面式减温器广泛用于中压锅炉上。喷水减温器又称混合式减温器，高压以上锅炉，几乎全部采用它来调节过热汽温。喷水减温器有多种结构形式，但原理是一样的，它是将减温水直接喷入过热蒸汽中吸收蒸汽的热量，使水加热，汽化和过热，从而降低蒸汽温度。它的特点是减温幅度大，汽温调节灵敏，易于自动化，且设备简单，但要求减温水的品质不低于蒸汽品质。,图5-29 直喷式减温器,烟气侧调节：烟气侧调节蒸汽温度的方法有以下几种：烟气再循环，如图5-30（b）所示：其工作原理是指省煤器后的一部分低温烟气，通过再循环风机送回炉膛，改变辐射受热面与对流受热面的吸热比例，以调节蒸汽温度。烟气挡板如图5-30（a）所示（锅壳式锅炉上也布置此类型）：其方法是把锅炉后烟道用分隔墙分成平行的两个烟道。主烟道中布置再热器，次烟道布置过热器和省煤器。改变炉内火焰位置：改变火焰位置的方法有多种，如摆支燃烧器，切换上下排燃烧器，改变各排燃烧器负荷等。其目的都是改变炉膛火焰中心的高度，从而改变炉膛出口烟气温度，以调节过热汽温和再热温。,图5-30 分隔烟道挡板和烟气再循环调温,第五节、尾部受热面积灰、磨损和低温腐蚀,尾部受热面积灰。积灰及其危害：当携带飞灰的烟气流经受热面时，部分灰粒沉积在受热面上的现象称为积灰。当受热面积灰时，会带来以下危害：使受热面的热阻增大，吸热量减少，以致排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低。当积灰严重而堵塞部分烟气通道时，将使烟气流动阻力增大，导致引风机电耗增大，甚至出力不足，造成锅炉出力降低或被迫停炉清灰。由于积灰使烟气温度升高，还会影响以后受热面的安全运行。（可能影响水循环正常动作，从而出现爆管事故等）,影响积灰的因素：烟气流速。烟气流速越高，灰粒的冲击作用就越大，积灰程度越轻，反之，则积灰严重。当烟气流速10m/s时，积灰较轻；当烟气流速小于2.5m/s时，积灰严重。飞灰颗粒度。当烟气中粗灰多、细灰少时，冲刷作用大，则积灰减少，反之细灰多、粗灰少时，则积灰增多。管束结构特性。错列布置的管束比顺列管束积灰少；烟气纵向冲刷管子比横向冲刷管子积灰轻；管径较小，积灰减轻。,减轻积灰的措施：减轻受热面积灰，在结构、布置及运行上可采取以下措施：选择合理的烟气流速。在额定负荷时，烟气速度不应低于6m/s，一般可保持在810m/s，过大会加剧磨损。布置高效吹灰装置，制定合理的吹灰制度。运行人员应按要求定期吹灰，以减轻受热面的积灰。采用小管径，小节距、错列布置。错列布置，可以增强冲刷和扰动，使积灰减轻。对省煤器，可采用直径为2532的管子，管束相对节距分别为S1/d=22.5，S2/d=11.5.,尾部受热面磨损磨损及其危害：燃煤锅炉尾部受热面磨损是一种经常发生的现象。当携带大量固态飞灰的烟气以一定速度流过受热面时，灰粒撞击受热面，在冲击力的作用下会削去微小金属屑而造成磨损。磨损使受热面逐渐减薄，强度降低，最终将导致泄漏或爆管事故，直接威胁锅炉安全运行，设备的可用率降低，停炉更换磨损部件，还要耗费大量的工时和钢材，造成经济损失。锅炉的过热器、再热器、省煤器和空气预热器都会发生磨损，尤其以省煤器最为严重。,影响磨损的主要因素：烟气速度。烟气速度越大磨损越严重。飞灰浓度。飞灰浓度大，则灰粒冲击受热面次数多，因而磨损量大。例如锅炉中转弯烟道走廊区域，因烟气流速大，管子磨损严重。灰粒特性。灰粒越粗、越硬，冲击与切削作用越强，磨损越严重。另外灰粒形状对磨损也有影响，具有锐利棱角的灰粒磨损严重。例如沿烟气流向，烟气温度逐渐降低，灰粒变硬，磨损加重。又如燃烧工况恶化，灰中未燃尽的残碳增多，由于焦碳的硬度大，故磨损严重。管束的结构特性。纵向冲刷比横向利害；错列比顺列布置管束利害；飞灰冲击率。冲击率越大，磨损越利害。,管束磨损最严重的部位：当烟气横向冲刷时，错列布置的管束是管子迎风面两侧3050，如图5-31（a）所示，顺列布置的管束是在60处；当烟气纵向冲刷时（如管式空气预热器），发生在管子进口约150200mm长的一段管子内，如图5-31（b）所示；邻近或穿过烟气走廊的受热面，如管子的弯头，省煤器引入、引出管，省煤器靠近后墙处的管子或部位等。,图5-31 受热面管子的磨损情况,减轻磨损的措施：选择适当的烟气流速。降低烟气流速是减轻磨损的最有效方法。但烟气流速的降低，不仅会影响传热，同时还会增加积灰和堵灰，因此应合理的选择烟气流速。省煤器中烟气流速最大不宜超过9m/s。采用合理的结构和布置。避免管间节距不均匀，减小受热面与炉墙之间的间隙，避免产生烟气走廊。加装防磨装置。在受热面管子易发生磨损的部位加装防磨装置，这样，被磨损的不是管子而是保护部件，检修时只需更换这些部件即可。省煤器的防磨装置如图5-32所示。管式空气预热器的防磨装置如图5-33所示。搪瓷或涂防磨涂料。在管子外表面搪瓷，厚度为0.150.3mm，一般可延长寿命12倍。采用膜式省煤器。由于管子和扁钢条的绕流作用，使灰粒向气流中心集中，因此减轻了磨损和积灰。,图5-32 省煤器的防磨装置,图5-33 管式空气预热器的防磨装置,尾部受热面的低温腐蚀低温腐蚀及其危害：定义：低温腐蚀是指烟气中的硫酸蒸汽凝结在尾部低温受热面上而发生的酸腐蚀。低温腐蚀常发生在空气预热器的冷段，其主要危害有：导致空气预热器穿孔，使大量的空气漏入烟气中，既影响锅炉燃烧，又使引风机负荷增大，是电耗增大。低温黏结灰不仅影响传热，使排烟温度升高，而且严重时将堵塞烟气通道，使流动阻力增大，锅炉出力降低，甚至被迫停炉清灰。腐蚀严重时，将导致大量受热面必须进行更换，造成经济损失。,影响低温腐蚀的因素：从低温腐蚀发生的过程来看，发生低温腐蚀的条件是管壁温度低于烟气露点。若烟气露点很低时，则不易发生腐蚀，若烟气露点很高，则腐蚀严重。而烟气露点的高低又与烟气中三氧化硫的含量有很大关系，烟气中即使只有极少量的三氧化硫，也会使烟气露点提高到很高的程度。如硫酸蒸汽的含量为0.005%，烟气露点可达130150。另外，烟气中三氧化硫还直接影响生成的硫酸蒸汽含量。可见，影响低温腐蚀的主要因素是烟气中三氧化硫的含量。,减轻低温腐蚀的措施：防止或减轻低温腐蚀的主要途径是：减少烟气中三氧化硫生成量；提高空气预热器冷段壁温，使之高于烟气露点温度；采用耐腐蚀材料。具体措施如下：减少烟气中三氧化硫的生成量。燃料脱硫。燃料脱硫是减少三氧化硫的最根本力法，煤中的黄铁矿可利用重力分离方法分离出一部分，但去除有机硫目前尚无经济合理的技术方案。降低过量空气系数和减少漏风。在尽量减少炉膛漏风并保证完全燃烧的条件下，降低过量空气系数，以减少烟气中的剩余氧，从而减少三氧化硫的生成量。,减轻低温腐蚀的措施：提高空气预热器冷段壁温。采用暖风器。采用暖风器可提高空气预热器进口冷空气的温度，从而提高其冷段壁温。暖风器装在送风机与空气预热器之间，如图5-34（a）所示，其结构是一个管式热交换器，它是利用汽轮机180左右的低压抽汽来加热空气，蒸汽在管内流过，空气在管外横向冲刷管束，一般，暖风器可将冷空气加热到7080。,减轻低温腐蚀的措施：热风再循环。热风再循环是指将空气预热器出口的部分热空气送回再循环，以提高其入口风温，从而提高预热器冷段壁温。有两种方式：一是利用送风机再循环，见图5-34（b），二是利用再循环风机再循环，见图5-34（c）。热风再循环的方法只适合将冷空气温度加热到5065，否则锅炉排烟温度增高过多，锅炉热效率降低太多。空气预热器冷段采用耐腐蚀材料。用于管式空气预热器的耐腐蚀材料有玻璃管、搪瓷管、09铜钢管，用于回转式空气预热器的有搪瓷波形板、蜂窝陶瓷砖等。,图5-34 加装暖风器和热风再循环系统,第六节 复习思考题（炒写）省煤器有何作用？锅炉启动时，保护省煤器的方法有哪几种？答：省煤器作用：节省燃料；降低了锅炉造价；改善了汽包的工作条件，延长其使用寿命。锅炉启动时，保护省煤器的方法：在省煤器进口与汽包下部之间装设不受热的再循环管，其上装有再循环门。当锅炉在启动期间停止上水时，开启再循环门，使汽包、再循环管、省煤器之间形成自然循环回路，对省煤器进行了保护。在锅炉上水或正常运行时，应关闭省煤器再循环门，以免给水经再循环管短路进入汽包，导致省煤器缺水烧坏。利用回水管进行保护：在省煤器出口与除氧器或疏水箱之间装一根带有阀门的回水管的保护方法。当汽包不进水时，用阀门切换，使流经省煤器的水通过回水管回到除氧器或疏水箱。这样，在整个启动过程中，省煤器中水的流动都是不间断地受迫流动，以达到保护省煤器的作用。,受热面的积灰和磨损有何危害？主要影响因素有哪些？如何减轻或防止积灰和磨损？答：受热面的积灰危害：使受热面的热阻增大，吸热量减少，以致排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低。当积灰严重而堵塞部分烟气通道时，将使烟气流动阻力增大，导致引风机电耗增大，甚至出力不足，造成锅炉出力降低或被迫停炉清灰。由于积灰使烟气温度升高，还会影响以后受热面的安全运行。（可能影响水循环正常动作，从而出现爆管事故等）,受热面的磨损危害：燃煤锅炉尾部受热面磨损是一种经常发生的现象。当携带大量固态飞灰的烟气以一定速度流过受热面时，灰粒撞击受热面，在冲击力的作用下会削去微小金属屑而造成磨损。磨损使受热面逐渐减薄，强度降低，最终将导致泄漏或爆管事故，直接威胁锅炉安全运行，设备的可用率降低，停炉更换磨损部件，还要耗费大量的工时和钢材，造成经济损失。锅炉的过热器、再热器、省煤器和空气预热器都会发生磨损，尤其以省煤器最为严重。,受热面积灰影响因素：烟气流速。烟气流速越高，灰粒的冲击作用就越大，积灰程度越轻，反之，则积灰严重。当烟气流速10m/s时，积灰较轻；当烟气流速小于2.5m/s时，积灰严重。飞灰颗粒度。当烟气中粗灰多、细灰少时，冲刷作用大，则积灰减少，反之细灰多、粗灰少时，则积灰增多。管束结构特性。错列布置的管束比顺列管束积灰少；烟气纵向冲刷管子比横向冲刷管子积灰轻；管径较小，积灰减轻。,影响磨损的主要因素：烟气速度。烟气速度越大磨损越严重。飞灰浓度。飞灰浓度大，则灰粒冲击受热面次数多，因而磨损量大。例如锅炉中转弯烟道走廊区域，因烟气流速大，管子磨损严重。灰粒特性。灰粒越粗、越硬，冲击与切削作用越强，磨损越严重。另外灰粒形状对磨损也有影响，具有锐利棱角的灰粒磨损严重。例如沿烟气流向，烟气温度逐渐降低，灰粒变硬，磨损加重。又如燃烧工况恶化，灰中未燃尽的残碳增多，由于焦碳的硬度大，故磨损严重。管束的结构特性。纵向冲刷比横向利害；错列比顺列布置管束利害；飞灰冲击率。冲击率越大，磨损越利害。,减轻积灰的措施：选择合理的烟气流速。在额定负荷时，烟气速度不应低于6m/s，一般可保持在810m/s，过大会加剧磨损。布置高效吹灰装置，制定合理的吹灰制度。运行人员应按要求定期吹灰，以减轻受热面的积灰。采用小管径，小节距、错列布置。错列布置，可以增强冲刷和扰动，使积灰减轻。对省煤器，可采用直径为2532的管子，管束相对节距分别为S1/d=22.5，S2/d=11.5.,减轻磨损的措施：选择适当的烟气流速。降低烟气流速是减轻磨损的最有效方法。但烟气流速的降低，不仅会影响传热，同时还会增加积灰和堵灰，因此应合理的选择烟气流速。省煤器中烟气流速最大不宜超过9m/s。采用合理的结构和布置。避免管间节距不均匀，减小受热面与炉墙之间的间隙，避免产生烟气走廊。加装防磨装置。在受热面管子易发生磨损的部位加装防磨装置，这样，被磨损的不是管子而是保护部件，检修时只需更换这些部件即可。搪瓷或涂防磨涂料。在管子外表面搪瓷，厚度为0.150.3mm，一般可延长寿命12倍。采用膜式省煤器。由于管子和扁钢条的绕流作用，使灰粒向气流中心集中，因此减轻了磨损和积灰。,谢 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