省煤器与空气预热器
第章省煤器与空气预热器

第章:省煤器与空气预热器节能减排一直都是环保领域的重要议题和热点话题,而对于锅炉系统,省煤器和空气预热器则是最基础也是最有效的节能设备之一。
本文将从省煤器和空气预热器的基本原理、优势和应用方面进行讲解。
省煤器基本原理锅炉在发挥燃烧产生热量的同时,大量的热气流失在烟气中,而省煤器则是将烟气排出前的余热收回,在进入锅炉燃烧室之前预先加热水并提高锅炉的热效率,从而实现锅炉燃料的节约和减少烟气排放。
当烟气经过省煤器时,其温度下降,水冷却的同时烟气释放的热量被吸收,温度进一步降低,这样减少了烟气温度,同时烟气中所含的水蒸气在低温下会凝结成水滴,因此降低了烟气的排放温度,实现了余热回收和烟气排放的减少。
优势省煤器作为节能设备具有明显的经济性和环保性,其主要优势包括:1. 减少燃料消耗省煤器的出现使锅炉在燃烧过程中,通过烟气余热回收减少了锅炉燃料的消耗。
2. 热效率提高烟气中含有的温度可以最大限度地通过升温水的方式来发挥热效益,从而提高了锅炉的热效率。
3. 烟气排放降低烟气的进一步清洁也是省煤器的一个重要作用,通过余热回收,烟气所含的一些污染物质也得到了处理。
这样能够有效降低烟气排放浓度和排放量。
应用方向目前,省煤器的应用已经相当普及,主要应用在各种工业锅炉、发电厂的锅炉和城市集中供暖的锅炉中。
而在我国,锅炉尤其是工业锅炉的主力消费者——煤炭工业中,由于煤炭资源相对丰富且价格低廉,工业锅炉使用省煤器显得更为有利。
空气预热器基本原理空气预热器的主要作用是通过预热空气的方式来增加锅炉燃烧室内的氧气浓度和温度,进而提高了锅炉对燃料的利用效率和燃烧稳定性,同时也可以减少烟气中的氮氧化物排放。
工作时,烟气通过空气预热器,将空气预热至一定温度后,进入锅炉燃烧室提供充足的氧气以加快煤炭等燃料的燃烧,从而提高整个锅炉热效率。
优势空气预热器作为一种流行的节能设备,主要优势包括:1. 增加热效率空气预热器可以预先加热空气,使得空气中的氧气温度提高,同时也保证了氧气的充足,从而提高了锅炉的热效率。
第七章 省煤器和空气预热器

容克式空气预热器
三分仓空气预热器示意图
三分仓空气预热器结构
三分仓空气预热器机壳
图7-14 三分仓回转式预热器的外壳板 1—主外壳板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;2—副外壳板Ⅰ、Ⅱ;3—侧外壳板;4—轴向密
封装置;5—驱动装置;6—冷段蓄热元件检修门;7—人孔口
机壳
– 上梁、下梁与主壳体板Ⅰ 、Ⅱ连接,组成一个封 闭的框架,为支承预热器转动件的主要结构。
– 按结构形式分类
• 光管式 • 鳍片式:扩展受热面,强化烟气侧传热。 • 膜片管式(简称膜式) :。。。 • 肋片管式 :。。。
– 按管子排列方式分类
• 错列:传热效果好,结构紧凑,并能减少积灰,但磨损比 顺列布置严重、吹灰较困难;
• 顺列 :容易吹灰、磨损较轻,但积灰相对严重。
第二节 省煤器
二、省煤器的布置方式
三分仓空气预热器
• 整体结构及部件
– 三分仓受热面回转式预热器由机壳、转子及受热面、 密封装置、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) • 密封装置
回转式空气预热器的漏风
• 回转式空气预热器的漏风
– 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 风率为5-6%。
径向密封装置
蘑菇状变形和径向密封间隙的调整
轴向和旁路密封装置
回转式空气预热器径向、轴向双密封系 统
• 主要缺点:漏风量大;密封结构要求高;易积灰、堵灰,必须经常 吹灰甚至清洗。
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
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,各占15。
省煤器和空气预热器

空气侧又分为一次风通 道及二次风通道 烟气流经转子,烟气放 热降温,蓄热元件吸热升 温 蓄热元件旋转到空气侧, 将热量释放给空气
空预器漏风的测定
漏风率定义: 漏入空预器烟气侧的空气质量与进入空预器的烟气质量之比 ——GB 10184-88 电站锅炉性能试验规程
漏风率的测定:测定空预器进出口的烟气含氧量O2,计算进 出口空气过剩系数, 根据GB 10184-88 (附录K、式47)计算
1684 31
1684 31 277 67
低再 1.2 555 312.1 452
8.43
31
3874 51.7 3874 52 263 51
省煤器 空预器
1.2
1.2
296 130
249
20
330.7 240
9.11 10.6
0.63 18.9
14727 28224
78.3
46
14727 28224
八.省煤器和空气预热器
Economizer& air heater
1. 省煤器
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, 减少蒸发受热面 降低排烟温度,提 高锅炉效率 改善汽包工作条件。 提高进入汽包的给水温 度,减小汽包壁的热应 力 降低锅炉成本。省煤 器管比水冷壁管价格低 得多。
φ48X6 149排,横向节距120mm 4管头,纵向78排 纵向节距97mm
300MW CFB 锅炉(FW) 3管头,纵向28排
600MW 超临界煤粉炉
•上下两组,逆流布置 •蛇形管:Φ50.8×7.1 (SA-210C),4管圈绕 •横向节距114.3mm,192排 •省煤器进口集箱: φ508×88,SA-106C; •省煤器出口集箱: φ508×88,SA-106C。
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八、省煤器出口水温的选择 对高压以上锅炉,省煤器均采用非沸腾式,即省煤器出口 水温有一定的欠焓值,避免省煤器中发生汽化,以保证省 煤器管中的水流量分配均匀,且使水在进入水冷壁管时不 发生汽化,保证水冷壁入口的水流量分配均匀,提高水循 环的安全性。 对控制循环锅炉,一般将省煤器出口的水直接引入汽包的 下降管入口处,以保证水进入再循环水泵时不发生汽化, 要求省煤器出口水温欠温60℃。 对直流锅炉,省煤器出口水约需要有380KJ/kg的欠焓,才 能保证给水进入水冷壁管子时流量分配较为均匀。
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吊挂受热面-省煤器
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低温再热 器进口
省煤器进口
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12Biblioteka 五、省煤器引出管与汽包连接 采用套管连接方式; 六、省煤器中的水速 (一)省煤器中的质量流速和水速 省煤器中水流的ρ ω 可取600~800kg/(㎡·S),对水平管 子,当水的流速大于0.5m/s时,可以避免金属局部氧腐蚀。 如果省煤器管内达到沸腾状态,非沸腾部分水速不低于 0.3m/s,管内是汽水混合物水速较低容易发生汽水分层, 即水在管子下部,而蒸汽在管子上部,与蒸汽接触的金属 管壁温度较高,有可能发生超温现象。容易引起金属的破 坏,因而蛇形管沸腾部分中水流速度应不低于1m/s。 (二)烟气流速的选取 烟速太大磨损,太小导致积灰。一般经济烟速在8~11m/s, 含灰量大于40%时,最大烟速11m/s,含灰量在14%~20%时, 最大烟气流速可以达12.24m/s~18.3m/s。 特别注意:引进技术机组,烟速指管束进口处流速;国产机 组是指进、出口平均流速。
电厂锅炉原理ppt第章省煤器和空气预热器.

原煤中灰的组成:石英、黄铁矿 灰含量:撞击次数
石英玻璃化 黄铁矿氧化
燃烧后灰的性质:几何形状、几何尺寸、成分组成
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第四节 尾部受热面运行中的问题
防止措施
烟气流速适当
塔形布置 节流装置 均匀挡板
避免局部飞灰浓度过高
Aar,red 5
6~7
采用膜式或肋片式省煤器
9~10 30
加装防磨装置
横向冲刷:角钢、圆钢、防磨瓦 纵向冲刷:内衬管、短管
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第二节 省煤器
5. 流动参数选择
介质流向 工质侧
烟气从上而下 水从下而上
水速↑
流动阻力↑
逆流
高压锅炉:不大于5%汽包压力 中压锅炉:不大于8%汽包压力
水速↓
烟气侧
磨损
管内空气阻塞
氧腐蚀
汽水分层
超温 疲劳破坏
w=8~10m/s
非沸腾式 不小于0.3m/s
沸腾式 不小于1m/s
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第三节 空气预热器 1. 分类
局部磨损(后墙附近少数管子)
流动阻力大
双管圈或双面进水
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第二节 省煤器 4. 布置方式
垂直于前后墙 平行于前后墙
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第二节 省煤器
4. 布置方式 支吊方式
支撑
支撑梁的冷却
悬吊
管组高度
单级或一组高度不大于1~1.5m(便于检修) 管组之间高度不小于600~800mm (便于清灰) 与空气预热器距离不小于800~1000mm (便于清灰)
传热温压大
5
温度 温度
第一节 尾部受热面的作用和工作特点
2. 工作特点
烟气
出口温差小
烟气
水
入口温差小
锅炉原理省煤器和空气预热器分解课件

检查省煤器入口水温是否过低或过 高,调整入口水温至适宜范围。
空气预热器常见故障及排除方法
空气预热器漏风
检查空气预热器密封件是否老化 或损坏,及时更换密封件。
空气预热器堵塞
定期对空气预热器进行清洗,清 除积灰和杂质,保持空气流通。
空气预热器振动
检查空气预热器支撑是否稳固, 加固支撑结构,减少振动。
配合维修计划
省煤器和空气预热器的维护与保养应 相互配合,按照锅炉维修计划进行, 避免重复或遗漏。
省煤器和空气预热器的故障排
05
除
省煤器常见故障及排除方法
省煤器泄漏
检查省煤器管路是否有腐蚀、磨 损或焊接问题,及时修复或更换
损坏的管路。
省煤器管路堵塞
定期对省煤器管路进行清洗,清除 积垢和杂质,保持管路通畅。
按照制造材料,省煤器可分为铸铁和钢管两类。铸铁省煤器通常适用于工作压力较 低的场合,而钢管省煤器则适用于高压锅炉。
省煤器的特点是能够利用高温烟气的余热,提高锅炉给水温度,降低燃料消耗,同 时还能减小对环境的热污染。
省煤器在锅炉系统中的作用
提高给水温度
通过吸收烟气余热,将 给水加热至所需温度, 减少燃料消耗,提高锅 炉效率。
02
省煤器内部通常装有蛇形管或螺旋管,管内通入锅炉给 水,而管外则通过高温烟气。
03
当锅炉给水经过省煤器时,水被加热并吸收烟气的热量 ,从而实现热能的有效利用。
省煤器分类与特点
根据结构形式,省煤器可分为立式和卧式两种。立式省煤器通常安装在烟气垂直流 向的锅炉尾部,而卧式省煤器则安装在烟气水平流向的尾部。
03
板式空气预热器
结构简单,维护方便,但传热效率较低,且容易发生堵 塞和漏风。
省煤器和空气预热器

省煤器的型式和布置:
分类:沸腾式、非沸腾式 材料:铸铁、钢管(氧腐蚀-除氧) 形式:立式、卧式 结构:φ28~51蛇形管 排列:错列、顺列 流程:水平布置、逆流 布置:垂直前墙、平行前墙(双面进水、单面进水) 水速:金属温度、氧腐蚀(非沸腾式>0.3m/s,沸腾式>1m/s) 烟速:积灰(>6m/s)、磨损(<10m/s) 蛇形管:光管、扩展表面管(鳍片管.5) 温压按交叉流计算,传热面积按换热管平均直径计算。
单面进风与双面进风 单级布置与双级布置 一次风与二次风分别加热
回转式空气预热器
大型锅炉通常采用回转式空气预热器 工作原理:再生式,烟气和空气交替地流过受热面(蓄热元件)
放热和吸热。 回转式特点:
转子截面分三个区:烟气流通部分约 50%、空气流通部分:约为30%、密 封 区:其余部分。
固定的圆筒型外壳(烟、风罩),扇形 顶板和底板将转子流通截面分为 两部 分,分别与固定的烟气及空气通 道相 连接;
受热面转动的回转式空气预热器
2、工作过程
装有受热面的转子由电机通过传动装置带动,以2~4r/min的转速 转动。因此受热面不断地交替通过烟气流通区和空气流通区,当受 热面转到烟气流通区时,烟气自上而下流过受热面,从而将热量传 给受热面(蓄热板),当它转到空气流通区时,受热面又把积蓄的 热量传给自下而上流过的空气,这样循环下去,转子每转动一周, 就完成一个热交换过程 。
钢管式省煤器——按结构形式分类
按结构形式可分为鳍片式、 膜片管式、肋片管式;
这些结构形式主要是为了 强化烟气侧的换热措施
应综合考虑其传热和阻力 特性,以及燃料的结灰特 性
螺旋型鳍片管
省煤器按布置方式可分为错列布置和顺列布置。
4、省煤器和空气预热器

3、省煤器磨损
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(法向力)和冲刷磨 损(切向力)两种。
影响省煤器磨损的因素主要有烟气流速、飞灰浓度、灰的 物理化学性质,受热面的布置与结构特性和运行工况等。 受热面金属表面的磨损正比于飞灰颗粒的动能和撞击次 数。飞灰颗粒的动能和速度的平方成正比,而撞击次数同速度 的一次方成正比。故管子的磨损同就同烟气速度的三次方成正 比。可见烟气流速对受热面的磨损起决定性作用。 在管束四周与烟道的间隙中,形成烟气走廊,由于阻力 较小,局部烟气流速可达到平均流速的两倍而形成严重的局部 磨损。当烟气经水平烟道转入尾部烟道时,由于气流转弯,飞 灰被抛向后墙附近,使这里的飞灰度增高,靠后墙的管子就会 受到更大的磨损。
三、尾部受热面的低温腐蚀 露点
水蒸汽或硫酸蒸汽开始凝结的温度
低温腐蚀
当烟温降低或接触到温度较低的金属受热面时, 只要温度低于露点,水蒸汽或硫酸蒸汽就会凝结 水蒸汽凝结: 氧腐蚀
硫酸蒸汽凝结:酸腐蚀
影响腐蚀的因素
硫酸蒸汽的凝结量 凝结液中硫酸浓度 受热面金属壁温
四 低温腐蚀的减轻和防止
堵塞烟道,阻力 ,风机电耗
导致低温腐蚀
影响积灰的因素
飞灰颗粒组成成分。微小颗粒容易沉积。 烟气流动工况 错列:稀疏(类似单管),紧密(气流冲刷、减少 积灰) 顺列:积灰严重 烟气速度:烟速大、冲刷作用大 受热面金属温度
减轻和防止的积灰的措施
1)足够高的烟速6m/s
2)采用小管径和错列布置
第八章 省煤器和空气预热器
第一节 尾部受热面概述
尾部受热面:省煤器和空气预热器
省煤器作用: 1 降低排烟温度、提高锅炉效率、节省燃料 2 用省煤器这样的低温部件代替部分价格高的高温水冷壁,降低锅炉造价 3 提高进入汽水分离器(汽包)的给水温度,减少给水与汽包壁之间的温 差,降低汽包的热应力
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三、省煤器设计中应考虑的问题 1)省煤器蛇形管中的水流速度影响 省煤器蛇形管中的水流速度影响传热 和管内壁金属的腐蚀。一般沸腾式省煤 器蛇形管进口水速不应低于1.0m/s。
2)省煤器管外烟速的影响 省煤器管外烟速应考虑传热、磨损和 积灰三方面的影响。 一般,在7 13m/s的范围内选取。
工作原理:省煤器一般多卧式布置在尾 部烟道中,其工作原理:利用水在蛇形 管内自下而上流动,烟气在管外自上而 下横向冲刷管壁,以实现烟气与给水之 间的热量交换。 省煤器大多采用光管受热面,省煤器的膜 式受热面是很有前途的,优点是强化传热, 节约材料,器的布置 (1)按蛇形管的排列方式可分为顺列布置 和错列布置两种。错列布置传热效果好,结 构紧凑并能减少积灰,得到广泛采用。 (2)按蛇形管在烟道中的放置方式有纵向 布置和横向布置两种。 纵向布置定义: 横向布置定义:
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纵横向布置的特点: 纵向布置特点:管子较短,支吊比较简 单:平行工作的管子数目较多,因而水的 流速较低。但全部蛇形管严重局部磨损, 检修工作量大。多用于大容量的锅炉。 横向布置特点:蛇形管排数少,管内水 速较高;管子较长,支吊比较复杂,但能 减轻飞灰磨损,防护维修较简便。多用于 中小容量锅炉。
(二)省煤器的种类 材料为钢管。 按出口水温分为沸腾式和非沸腾式省煤器。
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二、省煤器的结构及布置
(一)结构及工作原 理
结构如图所示。 省煤器按高度可分 成几段,每段高度 为1 1.5m,段间空 间为0.60.8m;省 煤器与其相邻的空 气预热器之间应留 0.8 1m高的空间 。
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四、省煤器的启动保护 原因:省煤器起动时,常是间断 给水,省煤器中的水处于停滞状态。 易造成管壁超温烧坏。 一般保护方法是在省煤器进口与 汽包下部之间装有不受热的再循环管。 或是在省煤器出口与除氧器之间装有 一根带阀门的再循环管。
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第八章 省煤器和空气预热器
省煤器和空气预热器均布置在锅炉对流 烟道的尾部,烟温较低,常通称为尾部 受热面。 本章重点:
省煤器和空气预热器的种类、结构、 工作原理以及布置方式。 积灰、磨损、低温腐蚀的形成原因、 防止措施。
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第一节 省煤器
一、省煤器的作用和种类 (一)省煤器的作用
利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水。 节省燃料 改善了汽包的工作条件。 降低了锅炉造价。
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(三)省煤器的支吊方式 方式:支承结构与悬吊结构两
种。省煤器用悬吊结构时,一般
省煤器出口联箱引出管就是悬吊 管,用省煤器出口给水来进行冷 却,工作可靠。
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(四)省煤器引出管与汽包的连接 为避免在汽包壁上因温差热应力
或金属热疲劳使汽包产生裂纹,在省 煤器引出管与汽包连接处加套管,防 止汽包壁的损伤。