鍋爐原理-第4章-過熱器

1、－1－第4章過熱器與再熱器過熱器與再熱器4.1過熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)型式過熱器與再熱器的結(jié)構(gòu)型式過熱器的作用是將蒸汽從飽和溫度加熱到額定的過熱溫度。在鍋爐負(fù)荷或其它工況變動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證過熱溫度的波動(dòng)處在允許的范圍之內(nèi)。在現(xiàn)代電站鍋爐中，蒸汽過熱器是鍋爐的一個(gè)必備的重要部件，在很大程度上影響著鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全性。在工業(yè)鍋爐中，一般采用飽和蒸汽，常把過熱器看作為輔助受熱面，過熱汽溫不超過400℃，通常布置在對(duì)流管束中間的煙溫小于700～8

2、00℃的區(qū)域中，工作是可靠的。在電站鍋爐中，提高過熱蒸汽的參數(shù)是提高火力發(fā)電站熱經(jīng)濟(jì)性的重要途徑。過熱蒸汽參數(shù)的提高受到金屬材料的限制。過熱器的設(shè)計(jì)必須確保受熱面管子的外壁溫度低于鋼材的抗氧化允許溫度并保證其機(jī)械強(qiáng)度。隨著鍋爐用金屬材料的發(fā)展，我國電站鍋爐已普遍采用了高壓高溫（9.8MPa，540℃）和超高壓參數(shù)（13.7MPa，540和555℃），并已發(fā)展亞臨界壓力參數(shù)（16.7MPa，540和555℃），國外已有不少鍋爐采用超臨界壓

3、力（24.5MPa，540～570℃）參數(shù)，也有個(gè)別機(jī)組采用更高的壓力和溫度參數(shù)。隨著蒸汽壓力的提高，為了減少汽輪機(jī)尾部的蒸汽濕度以及進(jìn)一步提高電站的熱經(jīng)濟(jì)性，在高參數(shù)電站中普通采用中間再熱系統(tǒng)，即將汽輪機(jī)高壓缸的排汽再回到鍋爐中加熱到高溫，然后再送到汽輪機(jī)的中壓缸及低壓缸中膨脹作功。這個(gè)再加熱的部件稱為再熱器。通常把高壓過熱器中加熱的蒸汽稱為（一次）過熱蒸汽，再熱器中加熱的蒸汽稱為再熱蒸汽（二次過熱蒸汽）。再熱蒸汽的參數(shù)與熱力循環(huán)的經(jīng)

4、濟(jì)性有關(guān)。一般，再熱蒸汽的壓力大致為過熱蒸汽壓力的五分之一左右，溫度與一次過熱汽溫相近。例如我國125MW，400th鍋爐中，過熱蒸汽的參數(shù)為13.7MPa，555℃；再熱蒸汽的進(jìn)出口壓力為2.5／2.35MPa，溫度也為555℃。200MW，670th鍋爐中，過熱蒸汽的參數(shù)為13.7MPa，540℃；再熱蒸汽進(jìn)出口壓力為2.7／2.5MPa，溫度也為540℃。300MW，600MW亞臨界壓力控制循環(huán)鍋爐，過熱蒸汽參數(shù)為18.27MPa

5、，540℃；再熱蒸汽進(jìn)出口壓力為3.833.63MPa，溫度也為540℃。應(yīng)用蒸汽再熱系統(tǒng)可使電站的－3－15所示。垂直式過熱器用于立式水管鍋爐，水平式過熱器用于臥式水管鍋爐。在電站鍋爐中，垂直式過熱器（多用于П型）通常布置在爐膛出口的水平煙道中，圖216所示為一中壓130th鍋爐的過熱器簡圖。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，吊掛方便，結(jié)灰渣較少，得到了廣泛的應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是停爐后管內(nèi)積水難以排除，長期停爐將引起管子腐蝕。在升爐時(shí)，由于管內(nèi)積存部分

6、水，在工質(zhì)流量不大時(shí)，可能形成氣塞而將管子燒壞，因此在升爐時(shí)應(yīng)控制過熱器的熱負(fù)荷，在空氣沒有完全排除以前，熱負(fù)荷不應(yīng)過大。布置在尾部豎井中的對(duì)流過熱器以及塔式和箱式鍋爐的過熱器采用水平布置方式。水平式過熱器的優(yōu)點(diǎn)是易于疏水排氣，但支吊比較困難，在高溫?zé)焻^(qū)通常采用管子吊掛的方式，以節(jié)省高合金鋼的耗量。對(duì)流過熱器由大量平行并列的蛇形管所組成其進(jìn)出口與集箱相連蛇形管外徑通常采用φ32φ38φ42mm的無縫鋼管，壁厚3～7mm，由強(qiáng)度計(jì)算確定。

7、過熱器所用的材料取決于工作溫度。過熱蒸汽溫度低于425℃的小容量鍋爐，過熱器管可全部采用碳素鋼管；對(duì)于450℃的中壓鍋爐，通常低溫段采用碳素鋼管，高溫段采用低合金鋼管；對(duì)于高壓鍋爐的過熱器通常采用優(yōu)質(zhì)合金鋼管。但是對(duì)于奧氏體高合金鋼，則由于其冶煉復(fù)雜，價(jià)格昂貴，應(yīng)盡可能不用或少用。過熱器的布置按蒸汽與煙氣的流動(dòng)方向可分為順流、逆流、雙逆流或混流布置，如圖217所示。逆流布置的溫壓最大，但工作條件最差，順流布置的溫壓最小，耗用金屬最多?！?/p>