第七章 省煤器和空气预热器

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第七章 省煤器和空气预热器

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第一节 尾部受热面的作用和工作特点 – 省煤器的主要作用

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吸收烟气热量以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料； 吸收烟气热量以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料； 加热给水取代部分蒸发受热面，降低造价； 加热给水取代部分蒸发受热面，降低造价； 在汽包锅炉中提高了进入汽包的给水温度，减少了给水与汽包 在汽包锅炉中提高了进入汽包的给水温度， 壁之间的温差，从而降低汽包热应力。 壁之间的温差，从而降低汽包热应力。

– 空气预热器的主要作用 回收烟气热量以降低排烟温度，提高锅炉效率； 回收烟气热量以降低排烟温度，提高锅炉效率； 空气预热，有利于制粉，同时也强化燃料在炉内的着火、燃烧 空气预热，有利于制粉，同时也强化燃料在炉内的着火、 及传热过程，提高锅炉效率。 及传热过程，提高锅炉效率。

– 低温受热面运行中突出的问题：低温腐蚀、低温积灰 低温受热面运行中突出的问题：低温腐蚀、 和飞灰磨损。 和飞灰磨损。

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第二节 省煤器一、省煤器的类型及结构特点– 按出口参数分类： 按出口参数分类： 沸腾式省煤器 非沸腾式省煤器

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– 按结构形式分类 结构形式分类 光管式 鳍片式：扩展受热面，强化烟气侧传热。 鳍片式：扩展受热面，强化烟气侧传热。 膜片管式(简称膜式 简称膜式) 膜片管式 简称膜式 ：。。。 肋片管式 ：。。。

– 按管子排列方式分类 按管子排列方式分类 排列方式 错列：传热效果好，结构紧凑，并能减少积灰，但磨损比顺列 错列：传热效果好，结构紧凑，并能减少积灰， 布置严重、吹灰较困难； 布置严重、吹灰较困难； 顺列 ：容易吹灰、磨损较轻，但积灰相对严重。 容易吹灰、磨损较轻，但积灰相对严重。能源与环境学院 Energy & Environment 3

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第二节 省煤器二、省煤器的布置方式– 卧式、逆流布置 卧式、

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既有利于停炉排除积水，减轻停炉期间的腐蚀， 既有利于停炉排除积水，减轻停炉期间的腐蚀，也有利于改善 传热，节约金属。 传热，节约金属。

– 垂直于或平行于锅炉前墙 垂直于或平行于锅炉前墙布置 – 支吊方式 支承结构 悬吊结构

– 省煤器的启动防护(汽包锅炉) 省煤器的启动防护(汽包锅炉) 启动防护用于锅炉启动过程中省煤器间断供水时的保护。 用于锅炉启动过程中省煤器间断供水时的保护。 在省煤器进口与汽包下部

或水冷壁供水包之间装设不受热的再 循环管 在省煤器出口与除氧器或疏水箱之间装有一根带阀门的再循环 管能源与环境学院 Energy & Environment 4

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第三节 管式空气预热器

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空气预热器分为两大类： 空气预热器分为两大类：– 传热式：管式空气预热器 传热式： – 蓄热式(或称再生式):回转式空气预热器 蓄热式(或称再生式):回转式空气预热器 ):

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第三节 管式空气预热器 布置方式

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– 立式布置，它由若干个标准尺寸的立方形管箱、连通 立式布置，它由若干个标准尺寸的立方形管箱、 风罩以及密封装置组成。 风罩以及密封装置组成。 – 管子常采用小节距错列布置 – 按照空气流程，有单道和多道式 按照空气流程， – 按照进风方式，可分为单面进风、双面进风和多面进 按照进风方式，可分为单面进风、 风 传热：传热系数取决于烟气侧和空气侧的放热系数。 传热：传热系数取决于烟气侧和空气侧的放热系数。 特点：具有结构简单，制造、安装方便，漏风量小等优点；但其结构 特点：具有结构简单，制造、安装方便，漏风量小等优点； 尺寸大，金属用量大， 尺寸大，金属用量大，在大型电厂中因体积大而给尾部受热面布置带 来困难。 来困难。 应用：容量为670t/h及以下的锅炉和循环硫化床锅炉上被广泛应用。 应用：容量为 及以下的锅炉和循环硫化床锅炉上被广泛应用。 / 及以下的锅炉和循环硫化床锅炉上被广泛应用能源与环境学院 Energy & Environment 6

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第四节 回转式空气预热器 一、回转式空气预热器的型式

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回转式空气预热器是一种蓄热式预热器， 回转式空气预热器是一种蓄热式预热器，利用烟气和空气交 替地通过金属受热面(蓄热板传热元件)来加热空气。 替地通过金属受热面(蓄热板传热元件)来加热空气。– 受热面回转式，又称容克式(Ljungström-type)。 受热面回转式，又称容克式 。 二分仓式 三分仓式

– 风罩回转式，又称罗特米勒式(Rothemühle-type)。 风罩回转式，又称罗特米勒式 。 – 优缺点(与管式空气预热器相比) 优缺点(与管式空气预热器相比) 优点：结构复杂，但很紧凑，外形尺寸和所占空间小，适用于大机组； 优点：结构复杂，但很紧凑，外形尺寸和所占空间小，适用于大机组； 烟气腐蚀较管式轻。 烟气腐蚀较管式轻。 主要缺点：漏风量大；密封结构要求高；易积灰、堵灰，必须经常吹灰 主要缺点：漏风量大；密封结构要求高；易积灰、堵灰， 甚至清洗。 甚至清洗。

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第四节 回转式空气预热器 二、受热面回转的三分仓空气预热器 受热面回转的三分仓空气预热器

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空气通道分为一次风和二次风两个通道；烟气、 空气通道分为一次风和二次风两个通道；烟气、一次风和二次风流通区 所占的圆周角一般分别为165°、 50° 和100°, 其余为三个密封区， 所占的圆周角一般分别为 ° ° ° 其余为三个密封区， 各占15° 各占 °。

与二分仓式相比， 与二分仓式相比，– 将少量高压一次风和大量压力较低的二次风分隔在两个空气区内进行 加热，使二次风可采用低压头风机，可降低送风机的电耗， 加热，使二次风可采用低压头风机，可降低送风机的电耗，并提高制 粉系统运行的可靠性和经济性。 粉系统运行的可靠性和经济性。

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三分仓空气预热器 整体结构及部件

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– 三分仓受热面回转式预热器由机壳、转子及受热面、密封 三分仓受热面回转式预热器由机壳、转子及受热面、 装置、传动装置、轴承座及其润滑系统等组成。 装置、传动装置、轴承座及其润滑系统等组成。 机壳 转子 传热元件(受热面) 传热元件(受热面) 密封装置

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回转式空气预热器的漏风 回转式空气预热器的漏风

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– 漏风量大是回转式空气预热器的主要缺点。先进空气预热器的漏风率 漏风量大是回转式空气预热器的主要缺点。 为5-6%。 。

漏风率 =

漏入烟气侧的湿空气重量(kg/s) × 100% 进入空气预热器的湿烟 气重量(kg/s)

– 漏风原因：主要是间隙漏风及携带漏风。 漏风原因：主要是间隙漏风及携带漏风。 – 漏风的影响： 漏风的影响： 空预器传热能力下降，排烟温度升高； 空预器传热能力下降，排烟温度升高； 增加输送烟气和空气介质的阻力，增加送引风机的电耗； 增加输送烟气和空气介质的阻力，增加送引风机的电耗； 严重时甚至影响燃烧器和锅炉的正常运行。 严重时甚至影响燃烧器和锅炉的正常运行。

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回转式空气预热器的密封系统 防治措施：设置密封系统 防治措施：设置密封系统– 径向密封

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防止和减少沿转子上下端面通过径向间隙的漏风(空气到烟气、一 防止和减少沿转子上下端面通过径向间隙的漏风(空气到烟气、 次空气到二次空气)。 次空气到二次空气)。 密封系统由扇形板的板面与转子的径向密封片构成。为适应蘑菇状 密封系统由扇形板的板面与转子的径向密封片构成。为适应蘑菇状

由扇形板的板面与转子的径向密封片构成 变形，设置密封间隙调整装置。 变形，设置密封间隙调整装置。 – 轴向密封 防止和减少转子外围圆周和机壳之间通过径向间隙的漏风。 防止和减少转子外围圆周和机壳之间通过径向间隙的漏风。 转子外围圆周和机壳之间通过径向间隙的漏风 密封系统由轴向密封板和轴向密封片构成，密封间隙可调整。 密封系统由轴向密封板和轴向密封片构成，密封间隙可调整。 构成 – 环向密封：旁路(周向或环向)密封和中心筒密封 环向密封：旁路(周向或环向) 减少经转子与机壳之间空间旁路通过的烟气或空气量。 减少经转子与机壳之间空间旁路通过的烟气或空气量。 由转子上、下端外圆周上设置的圆弧形T型钢与固定在机壳相应部 由转子上、下端外圆周上设置的圆弧形 型钢与固定在机壳相应部 位的旁路密封片组成。 位的旁路密封片组成能源与环境学院 Energy & Environment

双密封设计11

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本章小结1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

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尾部受热面的工作特点。 尾部受热面的工作特点。 省煤器的作用、 省煤器的作用、分类及各自特点 。 空预器的作用、 空预器的作用、分类及其工作原理 。 转子回转式空预器结构及其主要特性 。 三分仓式空预器的主要优点。 三分仓式空预器的主要优点。 三分仓式空预器的主要结构特点。 三分仓式空预器的主要结构特点。 回转式空预器漏风的原因、对锅炉工作的危害。 回转式空预器漏风的原因、对锅炉工作的危害。 回转式空预器密封系统的构成及各密封装置的特性 。

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省煤器结构形式

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能源与环境学院 13 (a)光管；(b)鳍片管；(c)膜片管；(d)螺旋肋片管 Energy & Environment

图7-1 省煤器按结构形式

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省煤器管布置-顺列与错列

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顺列

错列

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省煤器布置方式

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图7-4 省煤蛇形管在烟道中的布置方式 (a)蛇形管垂直于锅炉后墙布置；(b)、(c)蛇形管平行于锅炉后墙布置 垂直前墙布置：管子较短，支吊比较简单，且平行工作的管子数目较多， 垂直前墙布置：管子较短，支吊比较简单，且平行工作的管子数目较多， 因而水的流速较低，流动阻力较小；磨损防护和检修工作量大。 因而水的流速较低，流动阻力较小；磨损防护和检修工作量大。 平行前墙布置：水速高，流动阻力大，且管子较长，支吊比较复杂； 平行前墙布置：水速高，流动阻力大，且管子较长，支吊比较复杂；磨损 防护和检修工作量较小。 防护和检修工作量较小。

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省煤器布置

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图7-3 1025t/h亚临界控制循环锅炉的省煤器 亚临界控制循环锅炉的省煤器 1—进口集箱；2—中间集箱；3—悬吊管能源与环境学院 Energy & Environment

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省煤器悬吊方式(示例)

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省煤器的启动保护

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图7-6 省煤器的再循环管 1—自动调节阀；2—逆止阀；3—进口阀； 4—再循环阀；5-—再循环管

图7-7 省煤器与除氧器之间的再循环管 1—自动调节阀；2—逆止阀；3—进口阀； 4—省煤器；5—除氧器；6—再循环管；7— 再循环管；7—再循环阀；8—出口阀

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管式空气预热器

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图7-8 管式空气预热器 (a)空气预热器组纵剖面图；(b)管箱 1—锅炉钢架；2—空气预热器管子；3—空气连通罩；4—导流板；5—热风道的连接法 能源与环境学院 19 兰；6—上管板；7—预热器墙板；8—膨胀节；9—冷风道的连接法兰；10—下管板 Energy & Environment

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容克式空气预热器

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图7-11 受热面回转式空气预热器 1-上轴承；2—径向密封；3—上端板(上 梁);4—外壳；5—转子；6—旁路密封； 4— 5— 6— 7—下端板(下梁)8—下轴承；9—主轴； 10—传动装置；11—三叉梁；12—空气出口； 13—烟气进口

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