过热器和再热器的作用和工作特点

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第八章过热器和再热器

ϕ=
∆p h ∆o h
∆p= h
qp Ap Gp
qo A o ∆o= h G o
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允许热偏差：管壁金属温度达到该金属材料的最高许用值时的热偏差。
∆r h ϕr = ∆o h
ϕ p &数、流量不均、结构不均。
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四、减少热偏差的措施 Measurements for reducing the heat deviation 1.受热面分段串联 2.段间连接采取措施多管连接 3.在受热面具体结构上采取措施均匀管束结构尺寸；减小管束前烟气空间的深度；增大联箱直径；短接、交叉连接屏式过热器管子如下图所示
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第四节汽温调节
Adjustment for temperature
●本节要求掌握不同受热面的汽温特性，调节汽温常用的方法。一、汽温要求Requirement for temperature ※维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度。 ※汽温允许波动范围+5～－10℃。二、汽温特性 Characteristics of temperature 1.对流过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的增加，汽温增加。 2.辐射过热器（再热器）的汽温特性：随着负荷的增加，汽温降低。如下图所示。
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※积灰的危害：经济性、安全性 ※对于容易积粘结灰的燃料，必须采取相应措施： (1)选取有效的吹灰装置。 (2)正确设计和布置对流面。顺列布置、大横向节距。 (3)在锅炉运行初期，及时投入吹灰装置，否则，如果受热面已粘结了灰就不易清除。 (4)采用低温燃烧(炉膛燃烧热强度不过高) 。 (5)喷射添加剂。 (6)飞灰再循环等方法。
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《过热器和再热器》课件

01
入口和出口集箱
用于连接过热器和再热器的主管道，收集和分配蒸汽。
蒸汽入口和出口
控制蒸汽进入和离开过热器和再热器的位置。
03
02
蛇形管
由多个弯曲的小管组成，用于热能的传导和交换。
支撑结构
用于支撑蛇形管和其他部件，确保设备的稳定运行。
04
材料选择和制造工艺
材料选择
根据使用环境和工况选择耐高温、耐腐蚀、高强度和高可靠性的材料。
VS
泄漏
设备泄漏不仅会影响正常运行，还可能引发安全事故。为预防泄漏，应定期检查设备各部件的密封性，及时更换损坏的密封件。
04 过热器和再热器的应用和发展
CHAPTER
应用领域和案例分析
应用领域
电力、化工、石油、食品等工业领域。
案例分析
某电厂过热器和再热器的设计、选型和使用情况，以及在运行中遇到的问题和解决方案。
过热器和再热器的设计和制造需要考虑到传热效率、耐久性、安全性和经济性等多个因素。
对未来研究和发展的建议
01
随着技术的发展和环保要求的提高，过热器和再热器
的性能和效率需要进一步提高。
02
新型的传热材料、高效的传热技术、先进的控制系统
等将会被应用到过热器和再热器的设计和制造中。
03
未来的研究和发展应该注重提高过热器和再热器的能
作用
过热器和再热器的主要作用是提高蒸汽的温度和压力，以满足汽轮机的需求，从而提高发电效率。
工作原理
过热器
过热器通过燃烧燃料加热锅炉中的水，使水蒸发成蒸汽，并对蒸汽进行过热处理，使其达到更高的温度和压力。
再热器
再热器接收从汽轮机高压缸排出的蒸汽，对其进行再热处理，使其达到更高的温度和压力，然后送回汽轮机中低压缸继续做功。

过热器和再热器PPT课件

B G
Qar,netb
保证煤水比即可以维持汽温的稳定。实际过程中控制中间点温度。
7
第四节过热器和再热器的汽温特性
• 再热器的汽温特性
– 再热器的汽温特性原则上与过热器的汽温特性相似，但又有其不同的特点。
– 再热器的汽温受进口汽温影响，其工质进口参数决定于汽轮机高压缸的排汽参数。
• 定压运行时，锅炉负荷降低，汽轮机高压缸排汽温度降低，再热器的进口汽温也随之降低，所以出口汽温一般随之下降。
低)
低少)
调温幅度（℃）～16
～40
～50
延迟时间（s）
65
75
90
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旁路系统示意图
图6-24 保护再热器的旁路系统示意图 1—锅炉；2—高压缸；3—再热器；4—中压缸；6—凝汽器；7—高压旁路；
8—低压旁路
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• 为维持过热汽温，需要适当提高B/G比：B不变，适当减小G，但机组负荷降低；满负荷时，G不变，必须增加B，锅炉超出力运行，需注意受热面金属温度，防止超温
4）受热面的污染情况 • 水冷壁结渣，过热汽温有所下降；过热器结渣、积灰，过热汽温下降明显。
5）燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式） • 火焰中心高度变化的影响类似于过量空气系数的影响。
3）给水温度
• 给水温度降低，产生一定蒸汽量所需的燃料量增加，与负荷变化相同，对流传热量增加，辐射传热量变化较小。
• 对流式过、再热器汽温升高，辐射式过、再热器汽温基本保持不变。
4）受热面的污染情况 5）饱和蒸汽用量 6）燃烧器运行（燃烧器的摆动、喷口的投入方式） 7）燃料种类和成分
各因素对过热汽温的影响综合表
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第五节运行中影响汽温的因素

过热器与再热器

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2、按蒸汽和烟气相对流动方向分类对流过热器和再热器布置在对流烟道内，主要靠对流传热从烟气中吸收热量。根据烟气与蒸汽的相对流向，对流过热器和再热器又可分为：逆流、顺流、双逆流和混流如图7－2所示。顺流布置时，传热温压小，传热效果较差，需要的受热面积大，消耗金属多。但蒸汽温度低的管段处于烟气的低温区域，管子出口端金属壁温较低，多布置在高温级受热面的高温段。逆流布置时，传热温压大，传热效果好，设计时可以减少受热面面积，节约金属。但蒸汽温度高的管段恰好处在烟气的高温区域，管子出口端金属壁温高，多布置在低温级受热面。
F为结构不均匀系数， F
Fp Fo Gp
；
G为流量不均匀系数， G G 。 o 2018/10/19
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1、吸热不均吸热不均匀指各管管外壁热负荷的不均匀，它是引起热偏差的主要原因之一。过热器和再热器所在处的烟气温度场的不均匀、烟气速度场的不均匀、积灰结渣的不均匀是造成吸热不均的主要原因。具体地讲，引起吸热不均的原因主要原因有以下几点：（1）炉内烟气温度场和速度场客观上是不均匀的。由于炉膛四周水冷壁的吸热，使得靠近炉壁处的烟气温度总是比炉膛中部的烟气温度要低，同时由于炉壁处的流动阻力大，所以靠近炉壁处的烟气流速总是比炉膛中部的烟气速度要低。进入烟道后的烟气温度场和速度场仍将保持中部高而边缘低的分布特点。这就使得烟道内沿宽度方向热负荷的分布如图7－12所示，烟道中部的热负荷较大，两侧的热负荷较小。沿宽度的吸热不均匀系数可达η q等于1.2～1.3。（2）四角布置切向燃烧在炉膛出口处造成的烟气残余扭转。
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第七章过热器再热器解剖

0来自:54二、过热汽温的调节方式
① 喷水减温器水源一般来自给水泵出口。
② 燃烧器摆角调整火焰中心位置。上下摆动±20～30。
NCEPU
02:54
三、再热汽温的调节方式
1、再热器的特点 ① 再热器阻力应尽可能的降低，以提高机组经济性。 ② 再热蒸汽压力低、温度高、比容大。再热蒸汽管道直径大。 ③ 蒸汽与管壁间的对流换热系数小。再热器对管材要求高。 ④ 再热器有保护系统——高低压旁路系统
NCEPU
第七章过热器和再热器
02:54
第一节过热器和再热器的作用
1. 过热受热面的作用完成蒸汽的过热过程
2. 种类过热器：一次蒸汽的过热再热器：二次蒸汽的过热
3. 一次、二次蒸汽的特点一次蒸汽压力高二次蒸汽压力低，一般为中压参数两者蒸汽性质差别很大。
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NCEPU
第四节热偏差
1、定义：并列管中蒸汽焓增各不相同，出口蒸
汽温度也不相同，这种现象称为过热器热偏
差。
热偏差φ表示为： hp
h0
式中:
hp
qp Fp Gp
——偏差管中1kg蒸汽的焓增；
h0
q0 F0 G0
——整个管组蒸汽平均焓增；
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NCEPU
hp qp Fp 1 qF h0 q0 F0 Gp G
NCEPU
四.包覆过热器
锅炉为了采用全悬吊结构和敷管炉墙，在水平烟道或尾部烟道内壁布置过热器管，称为包墙管过热器。
它主要用于悬吊炉墙。传热效果差，不能作为主要受热面。
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第三节典型过热器再热器系统
NCEPU
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过热器再热器

G
Gp G0
v0 vp
吸热多的管子→工质的比容大v→流量小→管壁冷却差→壁温升高。表现为强制工质流动受热面的流动特性（相对于自然循环工质流动的自补偿特性而言）。
⑥ 减小热偏差的措施
过热器、再热器分级布置，级间联想混合
⑥ 减小热偏差的措施
沿烟道方向蒸汽交叉流动
⑥ 减小热偏差的措施
虽然管组出口蒸汽平均温度满足设计要求，但个别受热面管子（偏差管）吸热偏多，引起该受热面管金属超温，造成高温蠕变损坏
① 蒸汽动力循环
T
1a
5
6b
4
3
2’ 2
s 2—3—4—5—6 6—1—b—a—2
1T2
T1
•过热：6—1 •再热：b—a
•平均初温增加，效率提高—过热温度取决于材料限值 •2点的干度高于2’ 干度大，对汽轮机损害小—再热
① 蒸汽动力循环
T
1a
5
6b
4
3
2’ 2
s 2—3—4—5—6 6—1—b—a—2
对流式过热器出口汽温随负荷增加而增加燃料量和烟气量增加，流速增加
辐射式过热器出口汽温随负荷的增加而减少炉膛温度增加少、而蒸汽流量增加大
半幅射式居中
④ 汽温特性
设计时采用适当比例的辐射式过热器，则可以达到较平稳的汽温特性，
较小容量的锅炉以对流式过热器为主大容量锅炉辐射式过热器比例增加。
屏位于炉膛内：热负荷是很高安全要求：质量流速700～1200kg/(㎡·s)。
② 辐射、半幅射式过热器、再热器
② 辐射、半幅射式过热器、再热器
布置在炉膛壁面上直接吸锅炉的过热吸热份额超过50% 300MW以上机组需考虑辐射式过热器（2）降低炉膛出口烟温（3）布置在高温区可降低金属耗量（4）汽温特性平稳。

第七章过热器和再热器

第七章过热器和再热器第一节过热器和再热器的作用及其特点一、过热器和再热器的作用过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。

在锅炉负荷或其他工况变动时应保证过热蒸汽温度正常，并处在允许的波动范围之内。

再热器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。

二、过热器和再热器蒸汽参数的选择为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。

但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的限制，现在蒸汽温度还维持在540℃左右。

过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，特别是再热蒸汽的吸热能力(冷却管子的能力)较差，如何使管子金属能长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。

在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:(1)运行中应保持汽温稳定。

汽温的波动不应超过+5～－10 ℃；(2)过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的气温；⑶尽量减少并联管间的热偏差。

三、过热器和再热器的布置过热器设计和布置时，必须确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗腐蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。

蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生变化。

主要是蒸汽参数变化时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了变化，从而引起了受热面布置的变化。

第二节过热器和再热器的结构型式及气温特性过热器和再热器的型式较多，按照不同的分类方式，其型式不同。

按照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。

一、对流式过（再）热器对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，主要吸收烟气的对流放热量。

对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口分别用联箱连接。

1、按管子的排列方式分类按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。

过热器,再热器PPT幻灯片课件

• 二、过热器和再热器的类型和结构特点
•过热器和再热器的类型 1．过热器类型
⑴对流式—低压锅炉：对流式；中、高压及以上锅炉：高温对流式。 ⑵辐射式—高压以上锅炉：对流式，辐射式或半辐射式。 ⑶半辐射式——高压以上锅炉：对流式，辐射式或半辐射式。
2．再热器类型
以对流式为主的高压再热器，一般布置于高温对流式过热器之后烟气温度较低处；有些锅炉的部分低温再热器采用辐射式，布置在炉膛上部吸收炉膛的辐射热。
七台河职业学院
第十章过热器和再热器
§1 过热器和再热器的作用和特点 §2 过热器和再热器的热偏差 §3 汽温特性及影响锅炉汽温变化的因素 §4 汽温调节
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HG-
亚临界自然循环汽包锅炉
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七台河职业学院
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强制循环锅炉纵剖面布置图
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七台河职业学院
㈠对流式过热器
分类：
⒈流动方式——按烟气与
对流式过热器管内蒸汽的相对流动方向可分为：顺流、逆流、混合流布置。如图10-2所示。
图10-2(a)所示为逆流布置方式，省钢材，但蒸汽最高温处也是烟气最高温处，故该处受热面的金属管壁温较高，工作条件差；只能用于过热器的低温级。
3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过热受热面向炉膛移动（辐射式过热器），工作条件更差；
4．设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆管，工质泄漏，停机，是锅炉故障最多的部件之一。
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七台河职业学院
§1 过热器和再热器的作用和特点

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流动的是高温蒸汽，对管壁的冷却能力较差，管外是高温火焰或高温烟气。因此，过热器的管壁温度很高、工作条件很差。
再热器：管内为中压蒸汽，蒸汽比容大、比热容小、流速低（以减小流动阻力），对管壁的冷却能力更差。而且为了保证再热后的温度，减少再热器受热面数量，常布置在烟气温度较高的区域，因此，再热器工作条件最差，管壁更容易超温。
三、设计运行要求 1．尽量保持汽温稳定，调温性能好，汽温反应快； 4. 热偏差小； 2．节省钢材，降低造价； 3．制造、检修方便，运行安全可靠。
第一节过热器和再热器
一、作用
过热器作用：将饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽，并且在锅炉允许的负荷波动范围内以及工况变化时、维持过热蒸汽温度的正常。一般规定蒸汽温度的正常波动范围是额定值±510℃。
再热器作用：将汽轮机高压缸排汽加热成再热蒸汽，降低汽轮机末级叶片蒸汽湿度；如果再热压力合适，还能提高电厂循环热效率。