锅炉受热面
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锅炉受热面
为了采用悬吊结构和敷管式炉墙，在水平烟道和后部 竖井的内壁，象水冷壁那样布置过热器管，称为包墙管过 热器。减轻炉墙重量，简化炉墙结构。烟气流速较低，传 热效果较差。
六、再热器 实际上是一种中压过热器，它具有汽温高、流量大的特 点，工作条件不好。与过热器相比，主要特点：再热器蒸汽 压力低，蒸汽比容大，密度小，放热系数比过热蒸汽小得多， 仅为过热器的五分之一。所以，再热蒸汽对管壁的冷却能力 差；阻力不易过大，一般不超过0.2Mpa；热偏差较大；要考 虑在锅炉启停过程及汽轮机甩负荷时的保护问题。 七、过热器与再热器系统的设计与布置 在现代锅炉中，过热器和再热器系统的设计是较为复杂 的，应根据锅炉容量和参数综合考虑管壁温度、系统阻力、 调温方式、钢材耗量等方面的要求，并应根据锅炉整体的布 置作全面考虑，必要时应进行不同方案的技术经济比较，然 后选择最佳布置系统。 对于低压小容量锅炉，过热器温不高，比较简单，一般 采用纯对流过热器，布置在对流管束之间烟气温度不超过 700-800℃的烟道内，采用逆流布置。
2、结构形式：水冷壁通常采用Φ=51-60mm的无缝钢管组成， 材料为20#钢，管壁厚为3-5mm。在中小容量锅炉上用得比较 广泛的是光管水冷壁，一般贴近炉膛四壁，互相平行的垂直 布置，上部与锅筒或上集箱连接，下部与下集箱相连。光管 水冷壁S/d=1.05-1.2。在大容量锅炉中，较多的采用了膜式水 冷壁。膜式水冷壁由光管和鳍片焊接而成。膜式水冷壁的 S/d=1.3-1.35。
膜式水冷壁的优点
炉膛气密性好 降低金属耗量 不用耐火材料，只需轻型绝热材料，减少
炉墙重量。 便于采用悬吊结构 锅炉蓄热能力减小，炉膛升温快，缩短启 动和停炉时间。
水冷壁结构简图
3、对于挥发分低且不易着火的燃料，为使燃料迅速着火和 稳定燃烧，或在旋风炉及液态排渣炉中为了获得较高的温 度，常常需要把一部分水冷壁管表面遮盖起来，以减少该 部位的吸热量，这部分水冷壁表面称做卫燃带。常用的敷 设卫燃带的方法是在卫燃带区域的水冷壁管表面焊上许多 长20-25mm、直径6-12mm的销钉，然后敷上硌矿砂耐火塑 料，在这里销钉起着冷却和固定的作用。 4、折焰角的定义：炉膛后墙水冷壁接近炉膛出口处向炉膛 内突出的部分。 折焰角的作用：⑴改善烟气流冲刷屏式过热器的空气动力 特性，增加横向冲刷的作用⑵增长烟气流程，加强烟气混 合，使烟气流沿着烟道高度分布趋于均匀。突出部分通常 占炉膛深度的30%左右。
§4-5锅炉受热面讲解
重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造 成的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐 射热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj 上升管侧 Yss p2 p1 H hu g pss
水在回路中循环流动时，下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差Yss
膛出口处，起到一定的悬吊作用 在此烟气冷却，灰渣凝结，因此名凝渣管。
而由于凝渣管束的横向节距和纵向节距都很大， 不易发生堵渣现象。
3、汽包（不受热）
直径：1.7m左右
作用：
1与下降管、水冷壁构成水循环系统；
2接受省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸 汽；
2．压力升高，则汽水密度差下降，所以，随锅炉 压力参数的升高，为保证水循环，炉膛的高度通常 越高；
3．高压以上锅炉上升管的含汽率也高，即循环倍 率随压力参数升高而减小；
4．当压力很高时，自然循环将无法保证，必须采 取强制循环的手段。在亚临界压力参数下工作的锅 炉还可以满足水循环的要求。
二 自然循环的两个特征参数
水冷壁
水冷壁的作用
a. 吸收火 焰辐射 热 ，使 水蒸发 汽化； （介绍3种导热方式）
b. 保护炉墙； c. 将炉膛出口烟气温度冷却到要求的允
许值； d. 充分利用高温下辐射热强度高于对流
热强度的特点，降低锅炉总受热面的金 属耗量与造价。
分类
a，光管水冷壁；漏风，强度低， b，膜式水冷壁；密封性好，减少漏风，炉墙很薄，
循环流速w0及循环倍率K。
1．循环流速w0：工质流量下按管子截面计 算的饱和水速。
w0
G
'F
m/s
可理解为上升管的入口水速。
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj 上升管侧 Yss p2 p1 H hu g pss
水在回路中循环流动时，下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差Yss
膛出口处，起到一定的悬吊作用 在此烟气冷却，灰渣凝结，因此名凝渣管。
而由于凝渣管束的横向节距和纵向节距都很大， 不易发生堵渣现象。
3、汽包（不受热）
直径：1.7m左右
作用：
1与下降管、水冷壁构成水循环系统；
2接受省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸 汽；
2．压力升高，则汽水密度差下降，所以，随锅炉 压力参数的升高，为保证水循环，炉膛的高度通常 越高；
3．高压以上锅炉上升管的含汽率也高，即循环倍 率随压力参数升高而减小；
4．当压力很高时，自然循环将无法保证，必须采 取强制循环的手段。在亚临界压力参数下工作的锅 炉还可以满足水循环的要求。
二 自然循环的两个特征参数
水冷壁
水冷壁的作用
a. 吸收火 焰辐射 热 ，使 水蒸发 汽化； （介绍3种导热方式）
b. 保护炉墙； c. 将炉膛出口烟气温度冷却到要求的允
许值； d. 充分利用高温下辐射热强度高于对流
热强度的特点，降低锅炉总受热面的金 属耗量与造价。
分类
a，光管水冷壁；漏风，强度低， b，膜式水冷壁；密封性好，减少漏风，炉墙很薄，
循环流速w0及循环倍率K。
1．循环流速w0：工质流量下按管子截面计 算的饱和水速。
w0
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m/s
可理解为上升管的入口水速。
锅炉原理 第二章 锅炉受热面
➢ 作用
1.加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点； 2.具有一定的蓄热能力，适应外界负荷变化； 3.蒸汽分离、净化处理； 4.外接附件保证锅炉工作安全，水位计、安全阀、压力表、事故放水等
➢ 安全性要求高
• 汽包上下壁、内外壁允许温差为40℃，最大不超过50℃。 • 受热不均会产生热应力：
热应力t — 温差Δt和壁厚S 温差Δt — 温度变化速度（dt/d）
2.4 过热器和再热器
2.4.1过(再)热器的作用和工作特点
过热器—将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面部件。
作用：
• 饱和蒸汽或低温蒸汽→过热蒸汽 • 调节蒸汽温度：一般在-10℃～+5 ℃
提高蒸汽过热（温度和热焓）目的：
6.在锅炉启停和甩负荷时可能发生不安全现象，需要旁路和排汽系统。 见p29图2-9
再热器及其工作特点
再热器—将汽轮机高压缸（或中压缸）排汽重新加热到额定再
热温度的锅炉受热面部件。
工作特点：
1.管内流的是中压蒸汽，比容大，流动阻力大，为降低压损采用的蒸汽 流速低，冷却更差，且也布置在高温区，工作条件更差。
➢ 顺流：蒸汽与烟气的流向相同，蒸汽出口段位于烟温最低 处，管子相对较安全，但传热温差小，金属耗用多
➢ 混合流：沿着烟气流动方向，既有逆流也有顺流（串联混 合流）；或者在烟道的宽度方向上，两侧为逆流，中间为 顺流（并联混合流）
2. 半辐射过热器
半辐射过热器布置在炉膛上部或出口烟窗处，既接受炉膛内 火焰的辐射换热，又接受烟气对流冲刷换热。
➢ 重要设计参数s/d • 光管：相对节距s/d= 1.05-1.2，离炉墙
e/d=0-0.5 • 膜式水冷壁： s/d= 1.2-1.35 • 相对节距与金属利用率、炉墙保护效果及
第三章锅炉受热面
《锅炉原理》
一、锅炉管束
采用锅炉管束的原因： 工业锅炉压力比较低，水的汽化蒸发吸热占水在锅炉 中总吸热的比例很大（在以后受热面的配臵中详细 讲），因此仅靠炉膛中水冷壁的吸热远不能满足吸热 要求，故在炉膛出口后面还要布臵较多的蒸发受热面 即锅炉管束。如图
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角
对高压锅炉及超高压锅炉，广泛采用平炉顶 结构，炉顶由过热器顶棚管组成。在平炉顶结构 中，后水冷壁上部常做成一个折焰角（或简称鼻 子）与上集箱相连，炉膛出口处不装凝渣管束。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的作用
c: 埋管受热面。
§3-1受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
1、辐射受热面 是以辐射换热为主要换热方式的受热面。 其特点是传递热量的多少主要取决于辐射换热 的强弱。虽然也有对流换热，但换热的影响基 本上可忽略。 主要包括:
板式辐射受热面
管式辐射受热面
如炉胆 如水冷壁
§3-1受热面
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的结构
折焰角的突出部分一般为为炉 膛深度的30％左右 一般取
25 ~ 45, 45 ~ 75
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
锅炉受热面概述
常工作状况下壁温稳定且较低，可采用一般材 料 过热器（再热器）：工质温度高，壁温最高， 主要失效原因均与超温具有直接或者间接的关 系 空气预热器：漏风及腐蚀
锅炉整体布置图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
末级过热器 屏式过热器
燃烧器 炉膛及水冷壁
冷灰斗
高温再热器 低温再热器 一级过热器 省煤器 空预器
锅炉受热面概述
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器（再
热器）、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么？ 通过图形建立感性认识。
2.锅炉受热面的布置
省煤器的布置位置 过热器的布置位置 再热器的布置位置 水冷壁（蒸发受热面）布置的位置 空气预热器布置的位置
3.锅炉受热面基本工作原理
传热特点及传热影响因素： 省煤器传热特点及传热影响因素 水冷壁传热特点及传热影响因素 过热器（再热器）传热特点及传热影响
因素 空气预热器传热特点及传热影响因素
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器：工质温度低，壁温较低，可采用一般 材料，主要失效原因由磨损造成；
水冷壁（蒸发受热面） ：工质温度不变，正
锅炉整体布置图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
末级过热器 屏式过热器
燃烧器 炉膛及水冷壁
冷灰斗
高温再热器 低温再热器 一级过热器 省煤器 空预器
锅炉受热面概述
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器（再
热器）、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么？ 通过图形建立感性认识。
2.锅炉受热面的布置
省煤器的布置位置 过热器的布置位置 再热器的布置位置 水冷壁（蒸发受热面）布置的位置 空气预热器布置的位置
3.锅炉受热面基本工作原理
传热特点及传热影响因素： 省煤器传热特点及传热影响因素 水冷壁传热特点及传热影响因素 过热器（再热器）传热特点及传热影响
因素 空气预热器传热特点及传热影响因素
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器：工质温度低，壁温较低，可采用一般 材料，主要失效原因由磨损造成；
水冷壁（蒸发受热面） ：工质温度不变，正
第6节 锅炉受热面
第6节 锅炉受热面
1.蒸发受热面 锅炉蒸发受热面是指工质在其中吸热汽化的受热面,根据传热方式可分
为辐射式蒸发受热面与对流式蒸发受热面.
辐射式蒸发受热面 --水冷壁; 对流式蒸发受热面 -- 锅炉后部的对流管束及炉膛出口处的水冷壁拉稀
形成的凝渣管束.
图2-28为一自然循环工业锅 炉的水冷壁。
膜式水冷壁: 改善炉膛的密封性,减少漏风; 可采用轻型绝热材料,减轻炉墙的重量; 制造工艺复杂,两相邻管子金属温度不得超过50℃,以免水冷壁变
形损坏.(水流量分配问题) 带销钉的光管水冷壁和带销钉的膜式水冷壁: 此类型的水冷壁主要用于旋风炉、液态排渣炉和炉膛卫燃带.
第6节 锅炉受热面
1.蒸发受热面 (2). 凝渣管:
屏式过热器
高/低温过热器
第6节 锅炉受热面
2.过热器和再热器 （1）过热器
过热器布置，按烟气和蒸汽的相对流动方向可分为顺流、逆流、双 逆流和混流四种.
第6节 锅炉受热面
2.过热器和再热器 （1）过热器
过热器布置，可按照烟道的烟气温度高低以及蒸汽温度而定. 顺流式过热器壁温最低,但传热最差,较多用于高温烟区. 逆流式过热器则相反,壁温最高,传热最好,较多用于低温区. 过热器中的蒸汽流速(质量流速): 中压锅炉 ρυ=250～400kg/(㎡·s) 高压锅炉 ρυ=400～700kg/(㎡·s) 过热器系统的总阻力应不超过过热器出口压力的10%. 过热器管束中的烟气流速: 屏式过热器 6 m/s; 对流过热器 8～15 m/s.
结构: 与对流过热器相似,由大量平行连接的 蛇形管所组成
低温再热器
第6节 锅炉受热面
3.省煤器 省煤器是锅炉尾部烟道中烟气与给水换热部件,目的是提高给水温 度及降低排烟温度. 型式: 按工质分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器; 按结构和材料分为铸铁省煤器和钢管省煤器.
锅炉受热面损坏的原因及预防措施
锅炉受热面损坏的原因及预防措施锅炉受热面是锅炉中最重要的组件之一，常见的受热面包括水壁、过热器、再热器等，锅炉的运行和安全性都取决于受热面的状态。
然而，由于各种原因，锅炉受热面常常出现损坏，这不仅会影响锅炉的正常运行，还会给设备带来不可逆转的损害。
本文将重点分析锅炉受热面损坏的原因和预防措施。
一、锅炉受热面损坏的原因1. 腐蚀腐蚀是锅炉受热面常见的一种损坏方式，主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是由于水中存在溶解的氧、二氧化碳等酸性物质导致的，电化学腐蚀则是由于金属表面与水中的氧发生反应，形成电化学腐蚀电池所致。
腐蚀会导致受热面上的金属被腐蚀掉，从而减小受热面的厚度，降低受热面的强度和容量。
2. 爆炸爆炸是锅炉受热面损坏的另外一种常见方式。
它通常是由于锅炉中存在错误的操作、设备故障或进料不稳定等因素所引起的。
当锅炉内发生爆炸时，受热面上的金属会因瞬时高温和高压而产生各种破坏，从而导致受热面损坏。
3. 磨损磨损通常是由于锅炉中存在颗粒物、杂质等对受热面的冲击和摩擦所导致的。
这些物质会在受热面上不断摩擦，磨损下受热面上的金属，从而导致受热面形成孔隙、裂纹、减薄等损坏。
二、锅炉受热面损坏的预防措施1. 及时检查定期检查锅炉受热面的状态可以及时发现受热面上的异常情况，从而采取相应措施，避免受热面损坏。
检查内容包括受热面的厚度、变形、变形速度、腐蚀情况等。
2. 增加材料的厚度编辑人员：由于受热面厚度越大，其容量和强度都会相应提高。
因此，可以通过增加受热面的厚度来提高其承受压力的能力，减少其损坏的可能性。
3. 选择适当的材料选用适当的材料可以使受热面的耐腐蚀性、耐磨性和强度等性能得到提高，从而延长其使用寿命。
高强度、高硬度、高耐腐蚀性等优质材料尤其适合用于锅炉受热面。
4. 加强清洗清洗锅炉中的各种杂质可以有效地避免磨损，通常可以采用机械碰撞、高压水淋洗等方式进行清洗。
此外，生产过程中需要控制设备的进料速度和质量，以减少锅炉内的杂质。
锅炉受热面概述
锅炉整体布置图
末级过热器 屏式过热器
燃烧器过热器 省煤器 空预器
锅炉受热面基础知识
1.锅炉受热面的作用 2.锅炉受热面的布置 3.锅炉受热面基本工作原理 4.锅炉受热面一般工作特点 5.锅炉受热面的基本结构
1.锅炉受热面的作用
加热工质和介质 主要包括:省煤器、水冷壁、过热器（再
热器）、空气预热器 各个受热面的作用和功能是什么？ 通过图形建立感性认识。
4.锅炉受热面一般工作特点
省煤器：工质温度低，壁温较低，可采用一般 材料，主要失效原因由磨损造成；
水冷壁（蒸发受热面） ：工质温度不变，正
常工作状况下壁温稳定且较低，可采用一般材 料 过热器（再热器）：工质温度高，壁温最高， 主要失效原因均与超温具有直接或者间接的关 系 空气预热器：漏风及腐蚀