过热器与再热器.ppt

过热器与再热器







一、过热器和再热器的作用
过热器:将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。
再热器:将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。

目前我国超高压及以上机组采用一次中间再热系统。
再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右;
再热蒸汽流量为主蒸汽流量的80%左右;
再热蒸汽温度与过热蒸汽温度相同。
问题:
1、为什么大型机组都采用中间再热?
2、为什么再热压力、再热流量和再热温度作上述选择?
二、过热器和再热器的工作特点
1、过热器和再热器是锅炉受热面中金属工作温度最高、工作条件最差的受热面,对材质要求高。
管内工质:蒸汽管外工质:高温烟气
传热性能差,管壁温度高。
过热器和再热器的材料取决于其工作温度:
(1)当金属管壁温度不超过500 ℃时,可采用普通碳钢;
(2)当金属温度更高时,必须采用合金钢或奥氏体钢。
由于钢材的限制,现今绝大多数电站锅炉的过热蒸汽和再热蒸汽温度被限制在540-555℃。个别国家如日本等,需从国外进口燃料,为提高效率而采用较好的合金钢,大容量电站锅炉的过热蒸汽和再热蒸汽温度达到570 ℃。
根据过热器和再热器管内工质温度和所处区域的热负荷大小,各级过热器和再热器均采用不同的钢材,以保证其安全和经济。
为降低锅炉造价,尽量避免用更高级别的合金钢,各级过热器和再热器金属管子的工作温度都接近其极限温度。若在超过其设计工作温度10-20 ℃下长期运行,将严重影响其寿命。故:
在运行中应保持汽温稳定,波动不应超过额定温度的-10—+5 ℃的范围。注意受热面的超温现象(钢材的工作温度超过其许用温度)。
2、过热器、再热器的阻力(压力降)不能太大。
过热器和再热器大都布置在较高烟温区域,为保证冷却效果,须使管内工质有较高的流速。
工质流速↑→阻力↑→工质的压力降↑。
对于过热器:
工质的压力降↑→要求汽包的工作压力↑→
(1)给水泵功率消耗↑
(2)汽包、下降管、导汽管等承压部件壁厚↑→材料和制造成本↑
一般要求:
整个过热器内工质的压力降不超过其工作压力的10%。
对于再热器:
工质的压力降↑→再热器出口的蒸汽压力↓→进入汽轮机中低压缸的蒸汽做功能力↓。
一般要求:
再热器内工质的压力降不超过其工作压力的10%。
3、高热负荷区的过热器与再热器工质流速高
与水冷壁和省煤器相比,过热器和再热器管壁的冷却条件差。
为使管壁金属得到有效冷却,避免烧损和爆管事故,必须使管内蒸汽具有较高流速。
但高流速会产生大压力降。
综合考虑管壁冷却和压力降的两因素,建议过热器和再热器内工质的质量流速分别采用:
对流过热器低温段:ρω=400-700kg/(m2s)
对流过热器高温段:ρω=700-1100kg/(m2s)
半辐射式屏式过热器:ρω=800-1200kg/(m2s)
辐射式过热器:ρω=1000-1500kg/(m2s)
对流再热器:ρω=250-400kg/(m2s)
辐射再热器: ρω=1000-1200kg/(m2s)
4、过热器和再热器出口汽温将随锅炉负荷的改变而变化
过热器和再热器有相当部分布置在水平烟道和尾部竖井烟道内,传热以对流换热方式为主。
当锅炉负荷变化时,受热面内、外工质和烟气流速都发生变化,导致蒸汽吸热量变化。
对于再热器:负荷变化时,进口蒸汽温度也同时改变,故再热汽温随负荷的变化幅度更大。
5、过热器和再热器管间的烟气流速受多种因素影响
(传热性能、受热面积灰、飞灰磨损、烟气流动阻力)
管间烟速过低→传热性能差、且易积灰。
一般要求:额定负荷时管间烟速不低于6m/s。
烟速↑
(1)传热系数↑→传热效果↑
(2)冲刷能力↑→积灰↓
(3)烟气对管壁的磨损↑
(4)通风电耗↑
水平烟道靠近炉膛出口处:
烟温高→飞灰软→对管壁的磨损↓→可采用较高烟速。(10-12m/s)
尾部竖井烟道中:
烟温降至600-700 ℃,飞灰无粘性,变硬,对管壁的磨损↑→应采用较低烟速。(<9m/s)
6、过热器和再热器布置受锅炉参数影响
随压力的升高,过热蒸汽和再热蒸汽的吸热分额增大,使过热器和再热器在锅炉总受热面中所占比例增大。
通常高压以上锅炉,均采用复杂的过热器和再热器系统。
(1)采用合适的组合方式,既能获得较大的传热温差、节省受热面面积,又能获得较平稳的汽温特性。
(2)根据过热器和再热器管内工质温度和所处区域的热负荷大小,正确采用不同的钢材,以保证其安全和经济。
7、在锅炉点火升炉或汽轮机甩负荷时,过热器、再热器需要采取保护措施。
问题:
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