鍋爐省煤器講解

鍋爐省煤器講解一、省煤器的作用和類型省煤器是利用鍋爐尾部的煙氣熱量來加熱給水的一種熱交換裝置，在現(xiàn)代電站鍋爐中，隨著蒸汽參數(shù)和容量的提高，為了有效地利用鍋爐尾部低溫?zé)煔獾臒崃?，降低排煙溫度，提高鍋爐的效率，只依靠增加蒸發(fā)受熱面的方法，不但不經(jīng)濟(jì)，而且受到很大限制。因為蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)溫度等于工質(zhì)在工作壓力下的飽和溫度，煙氣向蒸發(fā)受熱面中的工質(zhì)傳熱，就必須保持一定的溫差，故煙溫必須高于工質(zhì)溫度?？梢?，蒸發(fā)受熱面絕不能將煙氣冷卻到低于或達(dá)到工質(zhì)飽和溫度。省煤器中的工質(zhì)是給水，給水的溫度比飽和溫度低得多。故而傳熱溫差很大。其次，水在省煤器中為強(qiáng)制流動，工質(zhì)流速高，因此與蒸發(fā)受熱面相比，在同樣的煙氣溫度條件下，其傳熱效果好得多，也就是說，在吸收同樣熱量的情況下，可以節(jié)省金屬材料。為此，電廠中用管徑較小，管壁較薄，傳熱溫差較大，價格較低的省煤器來代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面。另外，采用省煤器可使進(jìn)入汽包的給水溫度得到提高，減小汽包壁溫與給水溫度之差，從而減小汽包所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，省煤器的作用不僅在于省煤，實際上已經(jīng)成為現(xiàn)代鍋爐中不可缺少的一個組成部件。接照省煤器出口工質(zhì)的狀態(tài)可將其分為沸騰式和非沸騰式兩種。如出口水溫低于飽和溫度，叫非沸騰式省煤器。如果水被加熱到飽和溫度并產(chǎn)生部分蒸汽，就叫做沸騰式省煤器。對于中壓鍋爐，由于水的汽化潛熱大，因而蒸發(fā)吸熱量大，為不使?fàn)t膛出口煙溫過低，有時就采用沸騰式省煤器，以減少爐膛內(nèi)蒸發(fā)吸熱量。沸騰式省煤器中生成的蒸汽量一般不應(yīng)超過20％，以免省煤器中流動阻力過大和產(chǎn)生汽水分層。隨著工作壓力的提高，水的汽化潛熱減小，預(yù)熱熱增大，省煤器內(nèi)工質(zhì)幾乎總是處于非沸騰狀態(tài)。我廠采用的是非沸騰式，禁止省煤器在運(yùn)行中產(chǎn)生蒸汽。省煤器按其所用材料不同可分為鑄鐵式和鋼管式兩種．鑄鐵式耐磨損和腐蝕，但不能承受高壓，目前只用在中壓以下的小型鍋護(hù)上。鋼管式省煤器可用于任何壓力，容量及任何形狀的煙道中，與鑄鐵式相比，具有體積小，重量輕，價格低的優(yōu)點(diǎn)，因而大型鍋爐均采用鋼管式省煤器。二、本爐省煤器的結(jié)構(gòu)和布置本爐的單級省煤器采用了易于清灰的順列布置方式。省煤器蛇行管水平放置，以便于停爐時能放盡存水，減少停爐期間的腐蝕，水流沿蛇形管由下向上流動．以便排出空氣，避免造成局部氧氣腐蝕。省煤器中水速應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)。水速高則造成省煤器的水阻力過大。水速過低，容易引起管內(nèi)空氣的阻塞及管子的局部腐蝕。為避免金屬的局部氧腐蝕，對于非沸騰式省煤器，水平管子中的流速應(yīng)大于0.5m／s。蛇行管在煙道中的布置方向?qū)ι咝喂苤兴儆泻艽笥绊?，蛇形管在煙道中的布置可垂直于鍋爐前墻，也可以同前墻平行。通常鍋爐尾部的煙道是寬度大而深度小，當(dāng)管子節(jié)距一定時，蛇形管平面垂直于前墻的布置系統(tǒng)中，因平行工作的蛇行管數(shù)較多，因而水速較小。在蛇形管平行于前墻布置并采用單面進(jìn)水的系統(tǒng)中，則平行的蛇行管數(shù)最少，因而水速最高。省煤器蛇形管垂直于鍋爐前墻布置，由于煙道深度較小，管子支吊較為簡單。省煤器管束由省煤器出口聯(lián)箱通過懸吊管懸吊。省煤器6個入口聯(lián)箱沿?zé)煹缹挾确较虿贾迷跓煹纼?nèi)，省煤器采用6個入口聯(lián)箱，主要是考慮到省煤器進(jìn)水溫度較低時，熱冷水不混合而產(chǎn)生上下壁溫差進(jìn)而引起聯(lián)箱的彎曲變形。采用較多的聯(lián)箱，使變形減至允許程度，聯(lián)箱由省煤器吊桿懸吊。三、省煤器管的磨損及防磨措施1、影響磨損的因素攜帶有灰粒和來完全燃燒顆粒的高速煙氣通過受熱面時，灰粒的每次沖擊都會從管壁上削去極其微小的一粒金屬屑，從而逐漸使受熱面管壁變薄，這就是飛灰對受熱面的磨損過程。長時間受磨損而變薄的管壁，由于強(qiáng)度降低很容易導(dǎo)致管子損壞，而引起受熱面管子泄漏，影響鍋爐的安全運(yùn)行，而且檢修時還要花費(fèi)大量時間和鋼材來修復(fù)或更換被磨損的部件。煙氣流速對管子磨損影響最大。受熱面金屬表面的磨損正比于飛灰的動能和撞擊次數(shù)，飛灰的動能同煙氣流速的平方成正比。撞擊的次數(shù)在含塵濃度一定時同煙氣速度的—次方成正比，因而管壁的磨損量就同煙氣流速的三次方成正比。所以控制煙氣流速可以有效地減輕磨損。但是煙氣流速降低，會使對流放熱系數(shù)降低，以致增加了受熱面。同時，煙氣流速降低，還會增加積灰與堵灰，省煤器推薦煙氣速度為7-10m／s。管束排列方式不同，磨損情況也不一樣，順列管束要比錯列管束磨損輕些。這是因為順列布置時，第一排之后的管子受到前面管子屏蔽而處于“死角”中?；伊Ｌ匦詫δp也有很大影響。灰粒越粗、越硬，磨損越嚴(yán)重?；伊５挠捕瘸c灰的成分有關(guān)之外，還與溫度有關(guān)，溫度越低，灰粒越硬。由于省煤器區(qū)煙溫較低，因而磨損較低溫過熱區(qū)嚴(yán)重。磨損量還與總灰量有關(guān)，而總灰量決定于燃料灰分和發(fā)熱量，總灰量愈多灰粒對受熱面撞擊的次數(shù)就愈多，磨損就越嚴(yán)重。因而燃用高灰分，低發(fā)熱量的劣質(zhì)煤的鍋爐，其省煤器會發(fā)生嚴(yán)重磨損，實際上，在一組受熱面中磨損是不均勻的，凡是煙速較大或飛灰濃度較大的部位，受熱面的磨損就較為強(qiáng)烈，省煤器中的某些部位，如靠近墻壁的管子彎頭部分，由于流通截面較大，煙氣阻力小，煙速較高，造成管子的局部嚴(yán)重磨損，當(dāng)煙氣經(jīng)水平對流煙道轉(zhuǎn)入下行尾部煙道時，由于氣流轉(zhuǎn)彎，在離心力的作用下，飛灰(尤其是大顆粒飛灰)被拋向后墻附近，使這里的飛灰濃度增高，因而靠近后墻的管子就會受到更大的磨損。2．避免受熱面嚴(yán)重磨損的措施。本爐省煤器蛇形管采用垂直于前墻的布置方式，全部蛇形管都要穿過尾部煙道后墻的高飛灰濃度區(qū)，如不采取措施，所有蛇形管都會遭到嚴(yán)重的飛灰磨損。另外，考慮到鍋爐所燃用的燃料的發(fā)熱量較高，灰分較低。省煤器中的煙氣流速采用了較大的數(shù)值，以增強(qiáng)傳熱效果。在鍋爐最大連續(xù)出力時，省煤器中的煙氣速度為11.20m／s，為盡量減小飛灰磨損，保證省煤器的設(shè)計使用壽命，省煤器采取了如下防磨措施：(1)、在省煤器蛇形管彎頭和箱體之間加裝折流扳，均勻各處的煙氣流速，防止出