第八章过热器和再热器的运行问题
1. 过热器与再热器的气温特性 汽温特性——锅炉负荷变化时，过热器与再热器出口蒸汽温度跟随变化的规律。（负荷对汽温影响）
1 —辐射式过热器
2 —对流式过热器(近)
3 —对流式过热器(远)
1) 负荷
过热器蒸汽流量↑ 负荷D ↑炉膛火焰温度升高少→辐射式过热器焓增变化小→出口汽温↓ 燃料消耗
过热器蒸汽焓增↑→出口汽温↑
过热器愈远→烟温愈低→辐射换热份额愈小→汽温变化愈大
2)
锅炉运行时高压加热器有可能停运；给水温度在200以上℃
对流式过、再热器温度↑
辐射式过热器的出口汽温影响很小，因炉膛温度变化不大，负荷不增加 实际应用中，如高压停运，一般采用降负荷运行，防止过热蒸汽超温。
3) 过量空气系数
对流式过热器出口汽温↑
系数α辐射式T ↑
布置在炉内的辐射汽温下降，烟道上汽温↑
增加过量空气系数是提高过热汽温的常用方法，但排烟损失会增加，锅炉热效率下降。
4) 火焰中心位置
火焰中心上移→炉内辐射吸热量↓
高温区上移出口烟温↑
↓↓
炉膛上部温压↑传热温压↑
↓↓
炉膛上部过热汽温↑水平烟道汽温↑（炉膛辐射吸热份额下降）
火焰中心位置改变情况：
(1) 煤种特性，着火性能有关
煤种差、粗→着火后退→火焰拉长→中心上移
(2) 不同燃烧器投运方式
不同层次，上组或下组
(3) 燃烧器倾斜角度
单个摆动，一次风摆动，整组摆动。30度
5) 燃料特性
(1) 油、气着火快→燃烧火炬短→火焰中心低→汽温下降
(2)
CWS 30% 油炉改烧水煤浆负荷下降
火焰中心高低：无烟煤＞烟煤＞油、气劣质煤＞优质煤细煤粉＞粗煤粉
难着火着火容易着火
6) 受热面沾污
炉内水冷壁结渣或积灰→炉内辐射吸热↓→炉膛出口烟温↑→汽温↑
过热器或再热器本身结渣或积灰→吸热量减少→汽温↓
7) 锅炉吹灰
使用吹灰或排污，都增加燃料相当于负荷↑→对流式汽温↑，辐射式汽温↓ 饱和蒸汽：吹灰，辅机、风机、水泵等
饱和水：排污，辅机加热等
饱和水排污焓值低，饱和蒸汽吹灰量少，影响不大。
2. 蒸汽温度调节方法
基本要求：调节惯性或延迟时间小（灵敏）；调节范围大（70—100%负荷）；对循环热效率影响小；结构简单可靠；附加设备消耗少。
1) 喷水减温器
原理：将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热、汽化和过热，吸收蒸汽的热量。 优点：惯性小，调节灵敏，易自动化，应用最广，但对水质要求高；
给水：直接来自给水泵出口；设计给水量：5%—8%蒸发量；汽温下降：50—60℃； 用途：用于过热器，一般不用于再热器；
数量：2个，第1个屏前，粗调；第2个高温对流过热器前，细调；
2) 汽—汽热交换器
原理：过热蒸汽加热再热蒸汽；
优点：非接触式，对水无要求，惯性尚小，金属耗量小；
用途：用于再热器；
缺点：管道连接系统复杂，制造工艺要求高，锅炉气密性降低；
形式：炉内，炉外/管式，筒式；
3) 面式减温器
原理：水在管中流，蒸在外面流，水加热蒸汽；
优点：非接触式，对水无要求，惯性一般；
冷却水：给水40-60%，用完送至省煤器；汽温下降：40—50℃；
用途：中压锅炉过热器再热器；
缺点：不灵敏，惰性大；
4) 蒸汽旁通（二级再热器蒸汽系统）
原理：用水平烟道的高温再热器加热尾部烟井的低温再热器；
优点：结构简单，惯性小；
缺点：金属消量增加；
用途：用于再热器，在低温再热器进口装三通阀。
5) 分隔烟道挡板调节法
原理：利用挡板来改变流经分烟道的烟量，达到调节再热汽温目的；
优点：设备简单，操作方便，目前电厂用得较多；
缺点：挡板易变形，流速提高引起磨损再热器；
6) 火焰中心位置
原理：改变炉膛火焰中心位置来改变炉膛出口烟温，达到调节蒸温；
优点：调节灵敏，惯性小；
汽温变化：50—60℃(摆角上倾10度，下倾20度) ；
用途：过热器、再热器；
缺点：不精细，常与喷水减温等配合使用，下倾易结渣；
7) 烟气再循环
原理：用再循环风机将部分低温烟气送入炉内，达到调节蒸温；
优点：调节灵敏，幅度大；
汽温变化：2℃(1%再循环烟气量) ；送入点：冷灰斗、炉膛上部；
用途：一般油炉再热器；
缺点：炉内温度下降，增大燃烧损失，增加飞灰磨损和受热面积灰；
3. 热偏差
定义：由于各种原因影响，最终导致各平行管圈吸热量各不相同，管内蒸汽的焓增
也不相同，在并列工作的管子中，蒸汽吸热不均的现象。
原因：结构不均—A 、流量不均—G 、传热不均—q 。
（管子、尺寸、长度；内部阻力（流量压头）；温度场不均引起热负荷不均）
1) 吸热不均匀性
吸热不均匀←热流分布不均←烟温、传热系数、温压←烟温度、速度场 q=αΔt 结构与运行两方面原因：
(1)炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性，中部烟温和烟速高；
(2)炉膛出口扭转残余——水平两侧烟速偏差引起烟温偏差；
(3)炉膛水冷壁或烟道受热面结渣、积灰、堵渣；
(4)运行操作原因：火焰偏移、煤粉浓度不均等；
(5)过热器或再热器管排的横向节距不均——形成“烟气走廊”；
(6)屏式过热器接受炉膛辐射热时曝光不均匀。
2) 流量不均匀性
(1)吸热不均匀→蒸汽比容不均匀→流量不均。
偏差管吸热↑→蒸汽平均比容↑蒸汽流量↓
(2) 联箱内压力变化影响
U 型联结方式中，分配联箱与汇集联箱的静压变化方向相同，各管圈两端压差的差别较小，其流量不均匀性将比Z 型连接方式要小。
减轻热偏差的措施（结构设计—锅内、蒸汽侧；运行操作—烟气侧、炉内）
1) 受热面分级布级：消极办法，增加钢材，系统复杂，不常用。
采用大直径中间混合联箱。
按热负荷分布划分管组。
联箱连接管左右交叉布置：针对烟道左右烟温偏差方法
正确选择联箱结构和连接型式：
Z →U ，多点引入和引出
加大联箱直径，减少流速和静压变化，通过不同的配风，当然还有烟气侧，运行调节，如出口烟温偏差，定期消除积灰等。
6) 加装节流圈：过热管200mw （经常用）
7) 利用流量不均匀来消除吸热不均匀。
4. 高温腐蚀的防止措施
1) 控制管壁温度：降低管壁温度可以防止和减缓腐蚀。
2) 采用低氧燃烧
SO3、V2O5↓
3) 选择合理的炉膛出口烟温
4) 吹灰：在刚形成时有用。
5) 合理组织燃烧。
一、沾污
烟温700～1100℃，小于灰开始变形温度—熔渣粘结
烧结性积灰—高温升华、煤燃烧—Na 、K 、SO 3—复合硫酸盐（熔点低）-熔融硫酸盐型高温腐蚀
粘结在管径—长期高温烧结→密实的积灰层，较难消除，吹灰困难。
二、沾污危害
(1) 爆管：沾污→高温腐蚀，过热器爆管多原因之一
(2) 较大热偏差，影响传热，引起过热器管壁超温。
(3) 热经济性下降，锅炉排烟温度上升，汽温下降。
(4) 可能阻塞烟气通道，通风阻力↑，锅炉出力↓
三、高温腐蚀
在高温沾污（积灰）基础，形成低熔点复合硫酸盐，产生硫酸盐型高温腐蚀。 与水冷壁不同的是，温度更高，腐蚀更严重。
使用油点火，含钒煤—钒氧化物型腐蚀。
2) 3) 4) 5)
第八章过热器和再热器的运行问题
1. 过热器与再热器的气温特性 汽温特性——锅炉负荷变化时，过热器与再热器出口蒸汽温度跟随变化的规律。（负荷对汽温影响）
1 —辐射式过热器
2 —对流式过热器(近)
3 —对流式过热器(远)
1) 负荷
过热器蒸汽流量↑ 负荷D ↑炉膛火焰温度升高少→辐射式过热器焓增变化小→出口汽温↓ 燃料消耗
过热器蒸汽焓增↑→出口汽温↑
过热器愈远→烟温愈低→辐射换热份额愈小→汽温变化愈大
2)
锅炉运行时高压加热器有可能停运；给水温度在200以上℃
对流式过、再热器温度↑
辐射式过热器的出口汽温影响很小，因炉膛温度变化不大，负荷不增加 实际应用中，如高压停运，一般采用降负荷运行，防止过热蒸汽超温。
3) 过量空气系数
对流式过热器出口汽温↑
系数α辐射式T ↑
布置在炉内的辐射汽温下降，烟道上汽温↑
增加过量空气系数是提高过热汽温的常用方法，但排烟损失会增加，锅炉热效率下降。
4) 火焰中心位置
火焰中心上移→炉内辐射吸热量↓
高温区上移出口烟温↑
↓↓
炉膛上部温压↑传热温压↑
↓↓
炉膛上部过热汽温↑水平烟道汽温↑（炉膛辐射吸热份额下降）
火焰中心位置改变情况：
(1) 煤种特性，着火性能有关
煤种差、粗→着火后退→火焰拉长→中心上移
(2) 不同燃烧器投运方式
不同层次，上组或下组
(3) 燃烧器倾斜角度
单个摆动，一次风摆动，整组摆动。30度
5) 燃料特性
(1) 油、气着火快→燃烧火炬短→火焰中心低→汽温下降
(2)
CWS 30% 油炉改烧水煤浆负荷下降
火焰中心高低：无烟煤＞烟煤＞油、气劣质煤＞优质煤细煤粉＞粗煤粉
难着火着火容易着火
6) 受热面沾污
炉内水冷壁结渣或积灰→炉内辐射吸热↓→炉膛出口烟温↑→汽温↑
过热器或再热器本身结渣或积灰→吸热量减少→汽温↓
7) 锅炉吹灰
使用吹灰或排污，都增加燃料相当于负荷↑→对流式汽温↑，辐射式汽温↓ 饱和蒸汽：吹灰，辅机、风机、水泵等
饱和水：排污，辅机加热等
饱和水排污焓值低，饱和蒸汽吹灰量少，影响不大。
2. 蒸汽温度调节方法
基本要求：调节惯性或延迟时间小（灵敏）；调节范围大（70—100%负荷）；对循环热效率影响小；结构简单可靠；附加设备消耗少。
1) 喷水减温器
原理：将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热、汽化和过热，吸收蒸汽的热量。 优点：惯性小，调节灵敏，易自动化，应用最广，但对水质要求高；
给水：直接来自给水泵出口；设计给水量：5%—8%蒸发量；汽温下降：50—60℃； 用途：用于过热器，一般不用于再热器；
数量：2个，第1个屏前，粗调；第2个高温对流过热器前，细调；
2) 汽—汽热交换器
原理：过热蒸汽加热再热蒸汽；
优点：非接触式，对水无要求，惯性尚小，金属耗量小；
用途：用于再热器；
缺点：管道连接系统复杂，制造工艺要求高，锅炉气密性降低；
形式：炉内，炉外/管式，筒式；
3) 面式减温器
原理：水在管中流，蒸在外面流，水加热蒸汽；
优点：非接触式，对水无要求，惯性一般；
冷却水：给水40-60%，用完送至省煤器；汽温下降：40—50℃；
用途：中压锅炉过热器再热器；
缺点：不灵敏，惰性大；
4) 蒸汽旁通（二级再热器蒸汽系统）
原理：用水平烟道的高温再热器加热尾部烟井的低温再热器；
优点：结构简单，惯性小；
缺点：金属消量增加；
用途：用于再热器，在低温再热器进口装三通阀。
5) 分隔烟道挡板调节法
原理：利用挡板来改变流经分烟道的烟量，达到调节再热汽温目的；
优点：设备简单，操作方便，目前电厂用得较多；
缺点：挡板易变形，流速提高引起磨损再热器；
6) 火焰中心位置
原理：改变炉膛火焰中心位置来改变炉膛出口烟温，达到调节蒸温；
优点：调节灵敏，惯性小；
汽温变化：50—60℃(摆角上倾10度，下倾20度) ；
用途：过热器、再热器；
缺点：不精细，常与喷水减温等配合使用，下倾易结渣；
7) 烟气再循环
原理：用再循环风机将部分低温烟气送入炉内，达到调节蒸温；
优点：调节灵敏，幅度大；
汽温变化：2℃(1%再循环烟气量) ；送入点：冷灰斗、炉膛上部；
用途：一般油炉再热器；
缺点：炉内温度下降，增大燃烧损失，增加飞灰磨损和受热面积灰；
3. 热偏差
定义：由于各种原因影响，最终导致各平行管圈吸热量各不相同，管内蒸汽的焓增
也不相同，在并列工作的管子中，蒸汽吸热不均的现象。
原因：结构不均—A 、流量不均—G 、传热不均—q 。
（管子、尺寸、长度；内部阻力（流量压头）；温度场不均引起热负荷不均）
1) 吸热不均匀性
吸热不均匀←热流分布不均←烟温、传热系数、温压←烟温度、速度场 q=αΔt 结构与运行两方面原因：
(1)炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性，中部烟温和烟速高；
(2)炉膛出口扭转残余——水平两侧烟速偏差引起烟温偏差；
(3)炉膛水冷壁或烟道受热面结渣、积灰、堵渣；
(4)运行操作原因：火焰偏移、煤粉浓度不均等；
(5)过热器或再热器管排的横向节距不均——形成“烟气走廊”；
(6)屏式过热器接受炉膛辐射热时曝光不均匀。
2) 流量不均匀性
(1)吸热不均匀→蒸汽比容不均匀→流量不均。
偏差管吸热↑→蒸汽平均比容↑蒸汽流量↓
(2) 联箱内压力变化影响
U 型联结方式中，分配联箱与汇集联箱的静压变化方向相同，各管圈两端压差的差别较小，其流量不均匀性将比Z 型连接方式要小。
减轻热偏差的措施（结构设计—锅内、蒸汽侧；运行操作—烟气侧、炉内）
1) 受热面分级布级：消极办法，增加钢材，系统复杂，不常用。
采用大直径中间混合联箱。
按热负荷分布划分管组。
联箱连接管左右交叉布置：针对烟道左右烟温偏差方法
正确选择联箱结构和连接型式：
Z →U ，多点引入和引出
加大联箱直径，减少流速和静压变化，通过不同的配风，当然还有烟气侧，运行调节，如出口烟温偏差，定期消除积灰等。
6) 加装节流圈：过热管200mw （经常用）
7) 利用流量不均匀来消除吸热不均匀。
4. 高温腐蚀的防止措施
1) 控制管壁温度：降低管壁温度可以防止和减缓腐蚀。
2) 采用低氧燃烧
SO3、V2O5↓
3) 选择合理的炉膛出口烟温
4) 吹灰：在刚形成时有用。
5) 合理组织燃烧。
一、沾污
烟温700～1100℃，小于灰开始变形温度—熔渣粘结
烧结性积灰—高温升华、煤燃烧—Na 、K 、SO 3—复合硫酸盐（熔点低）-熔融硫酸盐型高温腐蚀
粘结在管径—长期高温烧结→密实的积灰层，较难消除，吹灰困难。
二、沾污危害
(1) 爆管：沾污→高温腐蚀，过热器爆管多原因之一
(2) 较大热偏差，影响传热，引起过热器管壁超温。
(3) 热经济性下降，锅炉排烟温度上升，汽温下降。
(4) 可能阻塞烟气通道，通风阻力↑，锅炉出力↓
三、高温腐蚀
在高温沾污（积灰）基础，形成低熔点复合硫酸盐，产生硫酸盐型高温腐蚀。 与水冷壁不同的是，温度更高，腐蚀更严重。
使用油点火，含钒煤—钒氧化物型腐蚀。
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