08第八章 省煤器和空气预热器

第八章 省煤器和空气预热器 锅炉尾部受热面或低温受热面

在电站锅炉中，锅炉的作用是利用燃料燃烧放 出的热量加热水，使之成为高温高压蒸汽，去 汽轮机做功发电。 烟气离开受热面的烟气温度，主要由锅炉工作 压力下对应的蒸汽饱和温度决定。在超临界锅 炉中，离开低温过热器的烟温达500℃以上。 从锅炉历史上看，这部分烟气的热量首先总是 被给水吸收的。称受热面为“省煤器”。

利用冷空气部分或全部吸收这部分余热，以提 高燃烧用空气的温度也可提高锅炉效率。这不 仅是因为冷空气回收了余热，而且还改进了炉 膛燃烧条件，提高了燃烧效率。 1880年，就有人开始使用这种换热器来改善船 用蒸汽锅炉的性能。虽然这种换热器也节约了 锅炉燃料，但省煤器的名称已经被使用了，就 称加热冷空气的换热器为“空气预热器”。

采用回热系统后，供给锅炉的水被汽轮机的抽 汽加热，给水温度提高，使离开省煤器的烟温 仍然很高。超临界锅炉的给水温度高达280℃ 以上，省煤器后烟温达400℃以上。空气预热 器就成为必不可少的余热回收设备。省煤器和 空气预热器都是在欧洲发明的。 省煤器和空气预热器布置在锅炉尾部，进入这 些受热面的烟气温度已较低，因此通常把这两 个受热面统称为尾部受热面或低温受热面。

第一节 省煤器的作用与结构一、省煤器的作用与特点1.利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，提高进 入汽包的给水温度，降低汽包热应力，减少 蒸发受热面； 2.早期是为了降低排烟温度，提高效率。给水 温度提高后，降低排烟温度的幅度有限； 3.特点—传热温差大，强制对流，逆流传热， 金属消耗比蒸发受热面少，价格低。

二、省煤器的结构

省煤器：加热锅炉的给水，水平管圈沸腾式—用于中低压锅炉，沸腾度小于20%,工质侧的阻力较大

根据出口工质的状态分类非沸腾式—高压以上的锅炉的省煤器 错列—布置紧凑，传热效果好，积灰少，但第二排磨损严重 根据管子的排列方式分类 顺列—传热效果较差，但磨损较轻 铸铁式—仅用于压力低，给水品质要求不高，耐磨，耐腐蚀等 根据管子的材质结构分类 光管式—28~51 mm外径的无缝蛇型钢管，普通钢材20G钢 扩展受热面式—鳍片管、螺旋肋片管、膜式管等，可强化传热

三、省煤器的布置 (尾部烟气流通截 面为矩形)综合考虑蛇型管圈中的水速及管外侧的磨损程 度分为： 1 )蛇型管垂直于前墙布置：水速最低，但 每根管均会受到磨损。 2 )蛇型管平行于前墙布置：水速最高，仅 磨损几根管子，支吊不方便 3 )蛇

型管平行于前墙，双侧进水布置，水 速适中，支吊方便。

支吊方式 1.支承—只用于小型锅炉； 2 .悬吊 — 集箱在烟道中，减少穿墙管 的数目，以出水引出管为悬吊管，有 利于热膨胀，大型电站锅炉普遍采用。

第二节 省煤器的主要参数和启动 保护一、省煤器中的水速 不低于1.0m/s 二、汽包锅炉省煤器的启动保护 再循环管(自然循环、控制循环) 三、省煤器出口水温的选择 一般有不同的欠温：60℃ 四、锅炉给水系统

第三节 空气预热器的型式

空气预热器一般是利用烟气的热量来加热燃 烧所需空气的热交换设备。由于它工作于烟 气温度最低的区域，回收了烟气的热量，降 低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。同时 也由于空气被预热，提高了燃料与空气的初 始温度，强化了燃料的着火和燃烧过程，减 少了燃料不完全燃烧损失，进一步提高了锅 炉效率。此外，空气预热还能提高炉膛内烟 气温度，强化炉内辐射换热。因此，空气预 热器已成为现代锅炉的一个重要组成部分。

在1880年，有人开始采用空气预热器来改善船 用蒸汽锅炉的性能。当时实际上全部是管式空 预器，管束布置有垂直的，也有水平的；管子 有长的，也有短的。有些管子里面流过烟气， 有些管子流过空气。 20世纪20年代初期，CE公司开始发展和生产 板式空气预热器，以便从锅炉排出的热烟气中 回收热量，从而提高锅炉效率。与此同时，容 克型连续再生式空气预热器随着第一台涡轮机 车一起研制成功。

1923年，瑞典人Fredick Ljungstrom申请了容克式空气 预热器的专利。此后，James Howden公司与 Ljungstrom Turbine Manufacturing Co. 公司共同成立 了一个合资公司，并将容克式空气预热器投入到商业运 行中。 目前，我国设计制造的最大的回转式空气预热器是配 1000MW超超临界锅炉机组回转式空气预热器，转子直 径为17.3m。国际上最大的为菲律宾奎松电厂480MW机 组回转式空气预热器，锅炉由美国F&W公司制造，空 气预热器由Howden公司制造，转子直径18.6m,一台锅 炉只配一台空气预热器。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ijij.html