鍋爐情景三第三組

情景三：鍋爐汽水系統(tǒng)巡檢作者：李樹(shù)強(qiáng)婁波小組分工組長(zhǎng)：戴剛PPT協(xié)助成員：李樹(shù)強(qiáng)婁波PPT制作石麗靜PPT講解儲(chǔ)雪榮檢查作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備2.自然循環(huán)特征及常見(jiàn)故障3.蒸汽凈化4.過(guò)熱器與再熱器的形式和結(jié)構(gòu)5.熱偏差6.氣溫調(diào)節(jié)7.過(guò)熱器與再熱器的高溫積灰和高溫腐蝕8.省煤器一、鍋內(nèi)水循環(huán)工業(yè)鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)一般包括加熱系統(tǒng)（水）、蒸發(fā)系統(tǒng)（汽水）、過(guò)熱系統(tǒng)（汽）。蒸發(fā)系統(tǒng)按工質(zhì)流動(dòng)的方式：自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)。依靠下降管與上升管內(nèi)工質(zhì)密度差作為水循環(huán)動(dòng)力的蒸發(fā)系統(tǒng)，稱為自然循環(huán)。工業(yè)鍋爐絕大部分屬于自然循環(huán)鍋爐。（自然循環(huán)熱水鍋爐）如果蒸發(fā)系統(tǒng)中工質(zhì)的流動(dòng)依靠水泵的揚(yáng)程使工質(zhì)在受熱面內(nèi)流動(dòng)，這種蒸發(fā)系統(tǒng)稱為強(qiáng)制循環(huán)。二、自然循環(huán)回路自然循環(huán)回路：由鍋筒、下降管、下集箱、上升管、上集箱及汽水引出管等部件組成.一、蒸發(fā)設(shè)備的組成水循環(huán)：由汽包、下降管、上升管、聯(lián)箱所組成的閉合蒸發(fā)系統(tǒng)，稱為水循環(huán)回路。鍋水在循環(huán)回路中循環(huán)流動(dòng)的現(xiàn)象，稱為水循環(huán)。蒸發(fā)設(shè)備的作用蒸發(fā)設(shè)備的工作過(guò)程自然循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備

3.汽包內(nèi)裝有各種凈化裝置。如汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、排污及加藥裝置等、從而改善了蒸汽品質(zhì)。

4.汽包上裝有壓力表、水位計(jì)和安全門(mén)等附件，保證了鍋爐安全工作。三、水冷壁水冷壁的結(jié)構(gòu)、材料及布置（二）水冷壁的類(lèi)型

1.光管水冷壁水冷壁的結(jié)構(gòu)要素見(jiàn)下圖

2.銷(xiāo)釘式水冷壁銷(xiāo)釘長(zhǎng)為20~25mm，直徑為6~12mm?！靶l(wèi)燃帶”的作用

3、膜式水冷壁

膜式水冷壁的優(yōu)點(diǎn)能用全部面積吸收爐膛輻射熱；節(jié)省金屬材料；對(duì)爐墻的保護(hù)最徹底；使?fàn)t墻厚度減輕，簡(jiǎn)化了爐墻的懸吊結(jié)構(gòu)；自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)故障

當(dāng)鍋內(nèi)水動(dòng)力工況不正常時(shí)，水循環(huán)的安全性就會(huì)遭到破壞，產(chǎn)生各種水循環(huán)故障，嚴(yán)重影響鍋爐的正常運(yùn)行。

1．水循環(huán)的停滯和倒流(1)循環(huán)停滯當(dāng)在同一循環(huán)回路中，各上升管受熱不均勻時(shí)，受熱弱的上升管中所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)壓頭就比較小，甚至不能維持最低的循環(huán)流速，而處于停止不動(dòng)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為循環(huán)停滯。(2)循環(huán)倒流由于受熱不均，有的管中工質(zhì)向上流，有的管中工質(zhì)向下流（流速大產(chǎn)生的抽吸作用），這種現(xiàn)象稱為循環(huán)倒流。在倒流管中，水向下運(yùn)動(dòng)，汽泡向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管內(nèi)工質(zhì)倒流速度很快時(shí)，管子仍能得到良好冷卻，不出現(xiàn)局部超溫。危害：當(dāng)Ws.d=Wq.s時(shí)，汽泡處于不上不下的狀態(tài)，引起“汽塞”，發(fā)生傳熱惡化，以至使管子出現(xiàn)局部過(guò)熱超溫。防止倒流、停滯的方法：3.下降管帶汽⑴下降管帶汽原因（鍋表面水為飽和水）下降管入口阻力較大，產(chǎn)生較大的壓降，使下降管入口處水壓降低而發(fā)生汽化，造成下降管帶汽。下降管入口離鍋筒水位面太近，上方水面形成旋渦斗，將蒸汽吸入下降管。下降管受熱強(qiáng)、上升管出口與下降管入口距離近而又無(wú)良好的隔離裝置。⑵下降管帶汽對(duì)水循環(huán)的影響下降管帶汽，使下降管內(nèi)工質(zhì)密度減小，從而使循環(huán)回路的運(yùn)動(dòng)壓頭降低，對(duì)水循環(huán)非常不利。⑶解決的辦法下降管盡量設(shè)置在鍋筒底部，以保證管口上方有足夠的水位高度?！?.2工業(yè)鍋爐蒸汽凈化裝置一、蒸汽（數(shù)量與質(zhì)量）污染原因及影響因素鍋爐蒸汽污染的原因：蒸汽帶水和蒸汽溶鹽。工業(yè)鍋爐壓力低，蒸汽污染的原因：蒸汽帶水。蒸汽帶水的危害：蒸汽的熱焓減?。贿M(jìn)入過(guò)熱器，其中鹽分在表面結(jié)垢，惡化傳熱；鹽分沉積在閥門(mén)處，使其關(guān)閉不嚴(yán)；影響產(chǎn)品質(zhì)量。三、蒸汽凈化裝置1．粗分離裝置(1)旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)形式：由筒體、波形板頂帽、開(kāi)式溢流環(huán)、圓形底板和導(dǎo)向葉片等組成，如下圖所示。分離原理：離心力分離、重力分離和水膜分離。過(guò)熱器與再熱器過(guò)熱器和再熱器都是鍋爐中用于提高蒸汽溫度的部件。增加蒸汽的焓值，以增加蒸汽作功能力，提高電廠熱力循環(huán)效率。過(guò)熱器的作用是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽。在鍋爐負(fù)荷或其他工況變動(dòng)時(shí)應(yīng)保證過(guò)熱蒸汽溫度正常，并處在允許的波動(dòng)范圍之內(nèi)。隨著蒸汽壓力的提高，要求相應(yīng)提高蒸汽溫度，否則在汽輪機(jī)尾部的蒸汽濕度會(huì)過(guò)高，影響汽輪機(jī)的安全。但過(guò)熱汽溫又受金屬材料的限制，日前，受金屬材料的限制，絕大部分鍋爐的過(guò)熱汽溫仍保持在540～555℃的范圍內(nèi)，為避免汽輪機(jī)尾部葉片蒸汽濕度太大，采用中間再熱系統(tǒng)。再熱器器的作用是將汽輪機(jī)高壓缸的排汽加熱到與過(guò)熱蒸汽溫度相等(或相近)的再熱溫度，然后再送到中壓缸及低壓缸中膨脹做功，以提高汽輪機(jī)尾部葉片蒸汽的干度。一般再熱蒸汽壓力為過(guò)熱蒸汽壓力的20％左右。采用再熱系統(tǒng)可使電站熱經(jīng)濟(jì)性提高約4％～5％。對(duì)流式過(guò)熱器和再熱器的布置形式（a）逆流；（b）順流；（c）混合流s1/d＝2.0～3.5s1/d＝3.0～3.5煙氣橫向沖刷順列布置受熱面管子時(shí)的傳熱系數(shù)比沖刷錯(cuò)列布置時(shí)小，但順列管束管外積灰易于被吹灰器清除。布置在高煙溫區(qū)的過(guò)熱器或再熱器一般易產(chǎn)生粘結(jié)性積灰，為便于蒸汽吹灰器清除積灰及支吊方便，都以順列方式布置。尾部煙井中低溫過(guò)熱器和低溫再熱器一般采用錯(cuò)列布置，以增強(qiáng)傳熱，但有的大型電站鍋爐將它們以順列方式布置，以便于吹灰和支吊。管子的順列和錯(cuò)列布置方式（a）順列（b）錯(cuò)列蛇形管結(jié)構(gòu)（a）單管圈；（b）雙管圈；（c）三管圈蛇形管的布置有垂直放置（立式）和水平放置（臥式）兩種型式。立式過(guò)熱器和再熱器：通常布置在煙溫較高的水平煙道中，如末級(jí)高溫過(guò)熱器和末級(jí)再熱器。優(yōu)點(diǎn)：支吊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吊掛方便,且不易積灰。缺點(diǎn)：停爐后管內(nèi)積水不易排除，長(zhǎng)期停爐將造成腐蝕。在升爐時(shí)工質(zhì)流量不大，因管內(nèi)存有積水，可能形成氣塞，將管子燒壞，所以在升爐時(shí)應(yīng)注意控制過(guò)熱器的熱負(fù)荷；在空氣沒(méi)有完全排除以前熱負(fù)荷不能太大。水平對(duì)流式過(guò)熱器和再熱器：布置在尾部豎井煙道內(nèi)。易于疏水排氣，但支吊比較麻煩，通常采用有蒸汽或水冷卻的懸吊管吊掛。2．輻射式（壁式、墻式）布置在爐膛壁面上、直接吸收爐膛輻射熱的過(guò)熱器或再熱器，稱為輻射式（或墻式）過(guò)熱器或再熱器。高參數(shù)大容量鍋爐蒸發(fā)吸熱所占比例減小，為了在爐膛內(nèi)部布置足夠的受熱面，就需要布置輻射式過(guò)熱器或再熱器。輻射式過(guò)熱器布置方式：墻式過(guò)熱器：布置在爐膛壁面上；頂棚過(guò)熱器：水平布置在爐頂；前屏過(guò)熱器：懸掛在爐膛上部并靠近前墻。輻射式過(guò)熱器不僅使?fàn)t膛有足夠的受熱面來(lái)冷卻煙氣，同時(shí)由于輻射式過(guò)熱器的溫度特性與對(duì)流式過(guò)熱器相反，還可改善鍋爐汽溫調(diào)節(jié)特性。對(duì)于中參數(shù)的的鍋爐機(jī)組，過(guò)熱器吸熱量占爐水總吸熱份額吸熱比例不是太高，因此，不需要布置墻式過(guò)熱器和前屏過(guò)熱器，僅僅采用頂棚過(guò)熱器。亞臨界以上的鍋爐機(jī)組有時(shí)還采用前屏過(guò)熱器或墻式過(guò)熱器。由于爐內(nèi)熱負(fù)荷很高，輻射式過(guò)熱器的工作條件惡劣，為了改善工作條件，輻射式過(guò)熱器通常作為低溫級(jí)受熱面，布置在遠(yuǎn)離火焰中心、熱負(fù)荷稍低的爐膛上部。3．半輻射式布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處，既能收到爐膛的輻射熱，也吸收煙氣對(duì)流換熱的受熱面稱為半輻射式過(guò)熱器或半輻射式再熱器。通常稱為屏式過(guò)熱器和屏式再熱器。屏式受熱面具有較高的熱負(fù)荷。為保證管子工作安全，需采用較高的質(zhì)量流速，一般ρw=700～1200Kg/(m2.s)。屏中并聯(lián)管根數(shù)由蒸汽流速?zèng)Q定。密排管的相對(duì)縱向節(jié)距一般為s/d＝1.1～1.25，屏間距離s1＝500～900mm，稀疏布置的管屏起了凝結(jié)熔渣的作用。屏式過(guò)熱器熱負(fù)荷高，為了提高受熱面工作的安全性，屏式過(guò)熱器通常用作低溫級(jí)過(guò)熱器，煙氣在屏與屏之間的空間流過(guò)，煙氣流速通常為6m/s左右。屏式過(guò)熱器以輻射為主，與對(duì)流過(guò)熱器聯(lián)合使用，可改善汽溫變化特性。屏式過(guò)熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1－相鄰管屏間的定位管；2－屏本身的扎緊管屏的布置方式：屏的垂直布置和水平布置的優(yōu)缺點(diǎn)與對(duì)流式過(guò)熱器相同，前屏主要吸收輻射熱，其它各種布置的屏同時(shí)吸收輻射熱和對(duì)流熱，兩者的份額依其布置位置而定。屏式受熱面的布置（a）后屏；（b）大屏；（c）半大屏；（d）前屏；（e）能疏水的屏；（f）水平布置的屏4．包覆壁過(guò)熱器大型鍋爐為了簡(jiǎn)化爐墻結(jié)構(gòu)采用懸吊結(jié)構(gòu)的敷管爐墻，在水平煙道和尾部豎井煙道內(nèi)壁象布置水冷壁那樣布置過(guò)熱器，稱為包覆壁過(guò)熱器。光管：相對(duì)節(jié)距s/d＝1.1～1.2；膜式壁：s/d＝2～3。大容量鍋爐都采用膜式壁結(jié)構(gòu)，保證鍋爐煙道的氣密性，并可減少金屬消耗量。包覆壁過(guò)熱器作為爐壁，單面沖刷，貼壁處煙速較低，對(duì)流換熱效果較差。在尾部煙道內(nèi)煙溫又較低，布置的受熱面較密集，其輻射吸熱量也較少，吸熱量不計(jì)。包覆壁過(guò)熱器內(nèi)蒸汽來(lái)自焓增很小的爐頂過(guò)熱器或直接來(lái)自汽包，蒸汽溫度較低。因此，包覆壁過(guò)熱器具有較低的管壁溫度，這有利于減少鍋爐的散熱損失。包覆壁過(guò)熱器也具有將蒸汽輸送到布置在尾部煙道的低溫過(guò)熱器進(jìn)口的作用。第三節(jié)影響汽溫變化的因素鍋爐負(fù)荷過(guò)量空氣系數(shù)給水溫度燃料性質(zhì)受熱面污染情況燃燒器的運(yùn)行方式二、過(guò)量空氣系數(shù)爐膛內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)增大時(shí)，將使得爐內(nèi)火焰溫度降低，爐膛水冷壁吸熱量減少，使?fàn)t膛出口煙溫增加。輻射式過(guò)熱器和再熱器的吸熱量減少，汽溫隨過(guò)量空氣系數(shù)的增大而下降。過(guò)量空氣系數(shù)增大使燃燒生成的煙氣量增多，流過(guò)煙道的煙氣流速增大。對(duì)于對(duì)流式過(guò)熱器，由于對(duì)流傳熱系數(shù)和溫壓的增加，其出口汽溫也隨著升高。在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)用增加爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)的方法來(lái)提高汽溫，但這將以降鍋爐效率作為代價(jià)。因過(guò)量空氣系數(shù)太大，鍋爐排煙熱損失將增加。三、給水溫度鍋爐運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)因高壓加熱器停運(yùn)等原因而使給水溫度降低。為保持鍋爐負(fù)荷不變，必須增加投入爐膛的燃料，這將使得爐內(nèi)煙氣量增加，爐膛出口煙溫增加。對(duì)流式過(guò)熱器的吸熱量增加，而此時(shí)流經(jīng)過(guò)熱器的蒸汽量未變，因此出口蒸汽溫度將隨給水溫度的下降而升高。給水溫度的變化對(duì)輻射式過(guò)熱器的出口汽溫影響很小，基本保持不變。一般鍋爐過(guò)熱器總體呈對(duì)流汽溫特性，若給水溫度降低過(guò)多，有可能引起過(guò)熱蒸汽超溫。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)標(biāo)明，給水溫度降低10℃，過(guò)熱蒸汽溫度增加4～5℃，燃煤耗量增加0.65%。通常采用降低負(fù)荷運(yùn)行方法保證過(guò)熱器的安全。四、燃料性質(zhì)Mad，Aad

增加，Qar,net降低，必須增加燃料量。爐內(nèi)溫度降低輻射傳熱減少B增加、水分增加煙氣容積增加煙氣速度提高對(duì)流傳熱量增加總體結(jié)果：出口汽溫升高當(dāng)燃煤的揮發(fā)分降低，含碳量增加或者煤粉變粗燃盡時(shí)間延長(zhǎng)火焰中心上移爐膛出口煙溫升高過(guò)熱器吸熱量增加汽溫升高五、受熱面污染情況過(guò)熱器之前的受熱面（水冷壁）積灰或結(jié)渣：爐膛出口煙氣溫度提高，會(huì)使得蒸汽溫度升高。過(guò)熱器本身積灰、結(jié)渣或者管內(nèi)結(jié)垢，吸熱量減少而導(dǎo)致蒸汽溫度降低。六、燃燒器的運(yùn)行方式高壓及以上鍋爐機(jī)組的燃燒器都有多排，而且有些燃燒器的噴口可以向上或者向下傾斜。燃燒器配風(fēng)工況改變（總風(fēng)量不變）、燃燒器噴口向上或者向下傾斜或者運(yùn)行中投入不同標(biāo)高的燃燒器都會(huì)影響到燃燒室火焰中心的位置。當(dāng)火焰中心上移時(shí)，爐膛輻射吸熱份額下降，布置在爐膛上部和水平煙道內(nèi)的過(guò)熱器的傳熱溫差增大，吸收熱量增多，而蒸汽量沒(méi)有變化，因此會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器出口汽溫升高。一、噴水減溫裝置噴水減溫：將水直接將水噴入蒸汽中，噴入的水在加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱的過(guò)程中消耗蒸汽的熱量，使汽溫降低。噴水減溫調(diào)節(jié)法、調(diào)節(jié)靈敏、慣性小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，加上調(diào)溫范圍大、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以在電站鍋爐上獲得了普遍應(yīng)用。減溫水：給水（3～5％鍋爐容量）位置：過(guò)熱器連接管道或者聯(lián)箱兩級(jí)噴水減溫，保證高溫過(guò)熱器安全、減小遲滯、提高靈敏度第一級(jí)：屏式過(guò)熱器前，保護(hù)屏式過(guò)熱器，粗調(diào)，>1/2

第二級(jí)：末級(jí)高溫過(guò)熱器前，微調(diào),<1/2噴水減溫只能使蒸汽溫度降低，不能使蒸汽溫度升高，過(guò)熱器設(shè)計(jì)時(shí)需多布置一些受熱面，使鍋爐在低負(fù)荷時(shí)能達(dá)到額定汽溫，而在高負(fù)荷時(shí)投入減溫器噴水減溫。一般不作為再熱蒸汽的主要調(diào)溫方式.文丘里管式噴水減溫器1－減溫器聯(lián)箱；2－文丘里管；3－噴水孔；4－環(huán)形水室；5－減溫水室；6－混合室在文丘里管的喉部，布置有多排φ3mm的小孔，減溫水經(jīng)水室從小孔噴入蒸汽流中。孔中水速約1～2m/s，喉部蒸汽流速達(dá)70～100m/s，使水和蒸汽激烈混合而霧化，該種減溫器蒸汽流動(dòng)阻力小，水的霧化效果較好。漩渦式噴嘴噴水減溫器1-漩渦式噴嘴；2-減溫水管；3-支撐鋼碗；4-減溫器聯(lián)箱；5-文丘里管；6-混合管減溫水經(jīng)漩渦式噴嘴噴出霧化，在文丘里管喉部與高速（70～120m/s）蒸汽混合，很快汽化與過(guò)熱，使汽溫降低?；旌瞎荛L(zhǎng)約4～5m，混合管與蒸汽管道的間隙為6～10mm。這種減溫器霧化質(zhì)量很好，能適應(yīng)減溫水量頻繁變化的場(chǎng)合，而且減溫幅度較大。多管式噴水減溫器1－多孔管；2－混合管；3－減溫器聯(lián)箱多孔噴管上開(kāi)有若干噴水孔，噴孔一般在背向汽流方向的一側(cè)，以使噴水方向和汽流方向一致。噴孔直徑通常為5～7mm，噴水速度為3～5m/s。二、分隔煙道擋板煙道擋板是利用改變流過(guò)尾部煙道中的煙氣量來(lái)調(diào)節(jié)汽溫，現(xiàn)代鍋爐上主要用來(lái)調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度。五、改變火焰中心位置擺動(dòng)式燃燒器高負(fù)荷：向下傾斜低負(fù)荷：向上傾斜擺動(dòng)±20－300爐膛出口溫度110～140℃調(diào)溫幅度40～60℃上傾角過(guò)大：q3,q4增加下傾角過(guò)大：冷灰斗結(jié)渣多層燃燒器：可改變投運(yùn)層調(diào)節(jié)。降負(fù)荷時(shí)，停下排燃燒器。減小熱偏差的措施過(guò)熱器受熱面分級(jí)，級(jí)間設(shè)集箱使蒸汽充分混合沿?zé)煹缹挾确较蚍旨?jí)，即將受熱面布置成并聯(lián)混流方式再熱器再熱器分為低溫（一級(jí)）再熱器和末級(jí)（二級(jí)）再熱器二段。一級(jí)再熱器布置于尾部雙煙道的前部煙道中，末級(jí)再熱器布置于水平煙道內(nèi)，與立式低溫再熱器直接連接，逆、順混合換熱布置。再熱器系統(tǒng)圖低溫再熱器末級(jí)再熱器省煤器一、省煤器的作用1．利用鍋爐尾部煙氣的熱