安徽电气职院600MW直流锅炉培训讲义03锅炉本体.docVIP

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第三章锅炉本体

省煤器

概述

在锅炉尾部烟道的最后，烟气温度仍有400℃左右，为了最大限度地利用烟气热量，大型锅炉在尾部烟道都布置一些低温受热面，通常包括省煤器和空预器。省煤器的作用就是让给水在进入锅炉前，利用烟气的热量对之进行加热，同时降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料耗量。省煤器的另一作用在于给水流入蒸发受热面前，先被省煤器加热，这样就降低了炉膛内传热的不可逆热损失，提高了经济性，同时减少了水在蒸发受热面的吸热量。因此采用省煤器可以取代部分蒸发受热面。也就是以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。因此，省煤器的作用不仅是省煤，实际上已成为现代锅炉中不可缺少的一个组成部件。

省煤器按布置方式可分为错列布置和顺列布置。错列布置结构紧凑，传热系数较大，但加大了管子的磨损。顺列布置则可以减轻省煤器磨损，且易于清灰。大型锅炉一般采用纵向鳍片管、螺旋型鳍片管和整焊膜式受热面制造省煤器，以增大烟气侧的换热面积，节约金属耗量，降低管组高度和减小烟气侧阻力，并可减轻省煤器磨损。

结构特点

本锅炉省煤器布置于后烟井前后烟道的下部，顺列布置，以逆流方式与烟气进行换热。省煤器管束采用φ51×6mm、材料为SA－210C的光管，外加H型鳍片（如图3－1）。省煤器鳍片管的采用可以增大烟气侧的换热面积，提高换热效果，使得大管径和顺列布置的采用得以实现，对减轻省煤器的磨损有较好的效果。

图3－1鳍片管省煤器

给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口集箱。省煤器管组横向节距为115mm，共190排。省煤器向上形成共4排吊挂管，用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器（前后烟道内各两排），吊挂管的规格为φ51×9mm、材料为SA－213T12。吊挂管的4只出口集箱两端与两根下降管相连，下降管将水供至水冷壁下集箱。

为防止飞灰颗粒磨损，省煤器管束与四周墙壁间装设防止烟气偏流的阻流板，管束上设有可靠的防磨装置，即在边缘管处加防磨盖板（如图3－2）。在吹灰器有效范围内，省煤器设有防磨护板，以防止吹坏管子。

烟气阻流板

烟气阻流板

边缘管的防磨盖板

前、后墙处的防磨盖板

图3－2省煤器防磨设施

省煤器入口有取样点，并有其相应的接管座及一次门。省煤器能自疏水，进口联箱上装有疏水、锅炉充水和酸洗的接管座，并带有相应的阀门。省煤器在最高点设置排放空气的接管座和阀门。

省煤器积灰与磨损

1）省煤器积灰

进入省煤器区域的烟气已没有熔化的飞灰，碱金属（钠、钾）氧化物蒸汽的凝结也已结束，所以省煤器的积灰容易用吹灰方法消除。

进入省煤器区域的飞灰，具有不同的颗粒尺寸，属于宽筛分组成，一般都小于200μm，大多数为10～20μm。当携带飞灰的烟气横向冲刷蛇形管时，在管子的背风面形成涡流区，较大颗粒飞灰由于惯性大不易被卷进去，而小于30μm的小颗粒跟随气流卷入涡流区，在管壁上沉积下来，形成楔形积灰。

省煤器受热面积灰后，使传热恶化，排烟温度升高，降低锅炉效率，积灰可能使烟道堵塞，轻则使流动阻力增加、降低出力，严重时可能被迫停炉清灰。锅炉运行时，为防止或减轻积灰的影响，除保证烟气速度不能过低外，至关重要的是及时合理地进行吹灰，这是防止积灰行之有效的方法。确定合理的吹灰间隔时间和一次吹灰的持续时间尤为重要。

2）省煤器磨损

进入尾部烟道已硬化的大量飞灰，随烟气冲击受热面时，会对管壁表面产生磨损作用，管子变薄，强度下降，造成管子损坏。特别是省煤器，灰粒较硬，更易发生磨损。这种由于飞灰磨损而造成的省煤器管排损坏，最主要的表现特征就是省煤器的爆管。

含有硬粒飞灰的烟气相对于管壁流动，对管壁产生磨损称为冲击磨损，亦称冲蚀。冲蚀有撞击磨损和冲击磨损两种。

撞击磨损是指灰粒相对于管壁表面的冲击角较大，或接近于垂直，以一定的流动速度撞击管壁表面，使管壁表面产生微小的塑性变形或显微裂纹。在大量灰粒长期反复的撞击下，逐渐使塑性变形层整片脱落而形成磨损。

冲刷磨损是灰粒相对管壁表面的冲击角较小，甚至接近平行。如果管壁经受不起灰粒锲入冲击和表面磨擦的综合切削作用，就会使金属颗粒脱离母体而流失。在大量飞灰长期反复作用下，管壁表面将产生磨损。

省煤器磨损，一般都是撞击磨损和冲刷磨损综合作用的结果。显然，烟气的流速越高，灰粒的质量越大，灰粒的硬度越大，灰粒的锐角越多，飞灰浓度越大，对受热面管子的磨损作用越强烈。在省煤器中局部烟气流速和飞灰浓度偏高的情况下，这种磨损是难以避免的。本锅炉采用较大节距顺列布置对减轻磨损是有利的。同时加装了烟气阻流板和防磨套管，以避免或减轻磨损的影响。

炉膛与水冷壁

概述

炉膛是锅炉中组织燃料燃烧的空间，也称燃烧室。是锅炉燃烧设备的重要组成部分。炉膛除了要把燃料的化学能