供热锅炉过热器的结构及工作特性

　　供热锅炉过热器的结构及工作特性

　　对流过热器 对流过热器是指布置在对流烟道内主要吸收烟气对流放热的过热器。对流过热器由蛇形管受热面和进、出口联箱组成。蛇形管一般采用无缝钢管弯制而成，管壁厚度由强度计算决定，管子材料根据其工作条件确定。　　根据烟气与蒸汽的流动方向，对流过热器可分为顺流、逆流及混合流布置三种方式。对于逆流布置的过热器，蒸汽温度高的那一段处于烟气高温区，金属壁温髙，但由于平均传热温差大，受热面可少些，较经济，该布置方式常用于过热器的低温级（进口级）。对于顺流布置的过热器，蒸汽温度高的那一段处于烟气低温区，金属壁温较低，安全性较好，但由于平均传热温差最小，需要较大的受热面，金属耗量大，不经济，顺流布置方式多用于蒸汽温度较高的最末级（高温级）。对于混合流布置的过热器，低温段为逆流布置，高温段为顺流布置，低温段具有较大的平均传热温差，高温段管壁温度也不致过高。　　根据管子的布置方式，对流过热器可分为立式和卧式两种。蛇形管垂直放置的立式过热器的优点是支吊结构比较简单，可用吊钩把蛇形管的上弯头吊挂在锅炉的钢架上，并且不易积灰，立式过热器通常布置在炉膛出口的水平烟道中；它的缺点是停炉时管内存水不易排出。蛇形管水平放置的卧式过热器在停炉时管内存水容易排出，但它的支吊结构比较复杂且易积灰，常以有工质冷却的受热面管子（如省煤器管子）作为它的悬吊管。　　过热器的蛇形管可做成单管圈、双管圈及多管圈，这与锅炉的容量和管内必须维持的蒸汽流速有关。大容量锅炉通常采用多管圈结构。　　根据管子的排列方式，对流过热器可分为顺列和错列布置两种方式。在烟气流速和管子排列特性等相同的条件下，错列横向冲刷受热面的传热系数比顺列大，但由于错列管束的吹灰通道小，错列管束的外表积灰难于吹扫干净，或者为了增大吹灰通道，不得不把横向节距过分地增大，从而降低了烟道的利用率；而顺列管束的外表积灰很容易被吹灰器所清除。国内绝大多数锅炉，在高温水平烟道中采用立式顺列布置的受热面（可以避免燃烧多灰分燃料时产生结揸和减轻积灰的程度通常，在尾部竖井烟道中采用卧式错列布置的受热面。近年来，为了提高锅炉运行的可用率和可靠性，大型电站锅炉在尾部竖井烟道中也有采用卧式顺列布置的受热面。　　为了保证对流过热器管子金属得到足够的冷却，管内工质必须保证一定的质量流速，流速越高，管子的冷却效果越好，但工质的压降也越大，通常过'热器系统允许的压降不宜超过过热器工作压力的8%-10%。对流过热器低温级的质量流速建议采用化400-700kg/(m2*s)，高温级建议采用ρw=700-1100kg/(m2*s )。　　流经过热器和再热器受热面的烟气流速的选取受多种因素的相互制约。高烟气流速可提高传热系数，但管子的磨损也较严重；相反，过低的烟气流速不仅会降低传热系数，而且还导致管子的严重积灰。在额定负荷时，对流受热面的烟气流速一般不宜低于6m/s。在炉膛出口之后的水平烟道中，烟温较高，灰粒较软，对受热面的磨损较小，常采用10-12m/s以上的烟气流速。在烟温小于600-700℃的区域中，由于灰粒变硬，磨损加剧，烟气流速—般不宜高于9m/s。