汽温调节和热偏差讲解.pptx

第二篇 锅炉受热面 过热器和再热器 过热器和再热器的汽温特性 运行中影响汽温的因素 蒸汽温度的调节方法 热偏差 第四节 过热器和再热器的汽温特 性 汽温特性：过热器或再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷（或 工质流量）之间的关系负荷对汽温的影响） 1 —辐射式过热器 2 —对流式过热器(近) 3 —对流式过热器(远) 锅炉负荷增加，辐射式过热器汽温下降，对流式过热器汽温上升 对流过热器愈远，烟温愈低，辐射换热份额愈小，汽温变化愈大 后屏半辐射过热器的汽温特性相对平稳一些 锅炉负荷变化时，再热器由于进口汽温随之变化，使出口汽温变化幅度更 大 针对汽包锅炉 直流锅炉保持给水/燃 料比能维持过热汽温 第五节 运行中影响汽温的因素 过量空气 烟气量、流速↑→对流过热汽温↑ 系数α↑ 炉内温度↓→辐射汽温(炉内)↓ 炉内吸热↓→炉膛出口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 过量空气系数变化10%，相应汽温变化10-20℃ 过量空气系数 ●锅炉运行时高加有可能停运，可下降60℃ ●给水温度在200以上℃ 高加停运→给水温度↓ 燃料 量B↑ →烟温↑、烟速↑→对流过、再热器温度↑ 辐射式过热器影响很小，因炉膛温度不大，负荷不 增加。

实际应用中，如高压停运，一般采用降负荷运行 给水温度变化2℃，汽温反向变化接近1℃ 保持锅炉负荷 给水温度 煤粉锅炉运行过程中经常有结渣、积灰、沾污 ●炉内水冷壁结渣或积灰→炉内辐射吸热量↓ →炉膛出口烟温↑→过热器汽温↑ ●过热器或再热器本身结渣或积灰→吸热量减少→ 过热器汽温↓ 锅炉结渣会导致过热蒸汽下降？ 受热面污染 使用饱和蒸汽吹灰，或其他辅机用汽，流经受热 面的蒸汽量将减少，需要增加燃料量，相当于增 加负荷↑→对流过热器汽温↑，辐射过热器汽温 ↓ 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，影响不大 饱和蒸汽用量（吹灰与排污 ） 燃烧器上倾→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↑ 对流受热面距离炉膛越远，对汽温影响越小 火电机组常用的调温方法，加工工艺要求高 燃烧器运行方式 影响火焰中心位置情况： (1) 煤种特性，着火性能有关 煤种差、粗→着火后延→火焰拉长→中心上移 (2) 不同燃烧器投运方式 不同层次投运，上组或下组投运 (3) 燃烧器倾斜角度 单个摆动，一次风摆动，整组摆动。

30度 (1) 油、气着火快→燃烧火炬短→火焰中心低→汽温下降 (2) 煤中水分↑ →烟气流量↑ →对流汽温↑ 炉内火焰温度↓ →辐射汽温↓ CWS 30% 油炉改烧水煤浆负荷下降 煤种灰分增加，汽温也会升高 火焰中心高低：无烟煤＞烟煤＞油、气 难着火 着火 容易着火 劣质煤＞优质煤 粗煤粉＞细煤粉 燃料种类和成分 影响因素总结 各因素对过热汽温影响 影响因素 汽温变化（℃） 锅炉负荷 10% 10 炉膛过剩空气系数 10% 10～20 给水温度 10℃ ＋4～5 燃煤水分 1% 1.5 燃煤灰分 10% 5 重要性 过热蒸汽和再热蒸汽是电站锅炉的最终产品，直接 影响到电厂经济性与安全性，锅炉最终目的是产生合 格蒸汽，而合格蒸汽重要标志—温度温度 ●蒸汽温度↓ 10℃ →循环热效率↓ 0.5% ●超出极限值 10—20℃ →寿命↓一半 ●通常规定 -10℃—+5℃ 蒸汽参数要求在一定范围内，设计时要考虑有效的 调节手段，运行中要不断地调节蒸汽温度。

第六节 蒸汽温度的调节方法 汽温允许偏差值 锅锅炉型式过热过热 汽温℃允许许偏差℃备备注 电站锅炉额定过热汽 温 ≤575%-100%负 荷 +10短期 ≤300+30～-20 工业锅炉35020 400+10～-20 过热蒸汽温度的容许偏差值 再热蒸汽允许偏差：+5℃～-10℃ 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 汽温调节一般与减温器紧密相连减温器是通过冷却蒸汽来 控制最终输出蒸汽温度的调节方法 在减温器内，蒸汽只能降温，不能升温，是单向的温度调 节 蒸汽侧—喷水减温器 原理：直接喷入蒸汽掺混 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 位置：过热器中间联箱或连接管 内 锅炉给水作减温器的连接系统 笛形多孔喷水减温器 笛形多孔管上开有若干喷水孔，喷孔一般在背向气流方向的一侧 ，以使喷水方向和气流方向一致。

喷水在保护套管内蒸发完毕 喷孔直径通常5-7mm；喷水速度为3-5m/s 旋涡式喷水减温器 文丘里管喷水减温器 1—减温器联箱；2—文丘里管；3—喷水孔；4—环形水室；5 —减温水室；6—混合室 蒸汽侧—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 管式汽-汽热交换器 筒式汽-汽热交换器 在800-1000mm直径圆筒 内布置许多U形管，过 热蒸汽在管内流动，再 热蒸汽在筒内多次横向 迂回冲刷，传热性能较 好 蒸汽侧—面式减温器 原理：水在管中流，蒸在外 面流 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 给水冷却的面式减温器结构 蒸汽侧—蒸汽旁通 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，在进 口装三通 烟气侧—烟道挡板调节器 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 各种烟气挡板调节汽温方法及装置 再热器与过热器并联结构 旁通烟道 再热器与过热器 并联平行烟道 再热器与省煤器 并联平行烟道 烟气侧—烟气再循环 原理：用再循环风机将部分低温烟气 （一般是省煤器后）送入炉内，达 到调节汽温 烟温：300-350℃ 优点：调节灵敏，幅度大，降低NOx 浓度 汽温变化：2℃(1%再循环烟气量)， 均匀炉膛热负荷 送入点：冷灰斗、炉膛上部 用途：一般调节再热器书图6-24) 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 再循环烟气入口位置对汽温影响 1—炉膛；2—高过；3—高再；4—低过；5—省煤器；6—去空预器 ；7—炉膛出口烟温 再循环烟气从炉膛下部送入 再循环烟气从 炉膛上部送入 烟气侧—摆动式燃烧器（火焰中心 ） 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)，摆 角1度，再热汽温变化2℃ 。

用途：过热器、再热器 缺点：无法精确计量，下倾 易造成结渣倾易结渣； 配风方式改变 第七节 过热器和再热器热偏差 过热器和再热器是由沿宽 度方向平行排列的管屏或管片组成， 而每一管屏或管片又由数量不等的沿 深度方向排列的并联管管圈组成设 计时希望各管屏和管圈在相互一致的 平均条件下工作，以保证运行的安全 可靠，但实际运行中，不同管屏之间 或不同管圈之间由于内部蒸汽流动条 件、炉内烟气侧辐射和对流受热条件 的不同，各管屏之间、管圈之间管内 蒸汽温度及管壁金属温度分布存在一 定差异，这种平行管中工质焓增不均 匀的现象称为热偏差热偏差 7.1 热偏差定义 衡量热偏差大小用热偏差系数ρ定义为过热器或再热器管组 中某一管子(偏差管)的焓增△ip与管组平均焓增△ipj的比值 同屏热偏差和屏间热偏差 ●同屏热偏差—同一管屏中偏差 管焓增(温升)与该屏平均焓增 (温升)的比值； ●屏间热偏差—屏组中偏差屏焓 增(温升)与屏组平均焓增(温 升)的比值 ●屏式过热器热偏差系数等于同 屏热偏差系数与屏间热偏差系 数的乘积 对屏式过热器，有同屏热偏差和屏间热偏差之对屏式过热器，有同屏热偏差和屏间热偏差之 分。

分 7.2 热偏差形成原因 一、由吸热偏差引起的热偏差一、由吸热偏差引起的热偏差 ①烟侧速度偏差引起的吸热热偏差 ②烟侧烟温偏差形成的吸热热偏差 ③同屏各管之间的吸热偏差 二、由于管间流量不同引起的偏差二、由于管间流量不同引起的偏差 ①沿炉膛宽度各管屏之间的流量偏差 ②同屏各管间的流量偏差 ③由于喷水减温器集箱中涡流和漏流而引起的偏差 三、由于过热器、再热器设计不合理引起的汽温偏差三、由于过热器、再热器设计不合理引起的汽温偏差 四、由于各管屏进口汽温不同而引起汽温偏差四、由于各管屏进口汽温不同而引起汽温偏差 一、由吸热偏差引起的热偏差 ①①烟侧速度偏差引起的热偏差烟侧速度偏差引起的热偏差 四角切圆 直流燃烧使炉内形成旋转气流，这股旋转气 流呈螺旋状上升一直保持到炉膛出口，即存在扭转残 余造成炉膛出口速度偏差当切圆为逆时针旋转时， 炉膛出口烟速右侧高于左侧，反之，左侧高于右侧 对流受热面中烟气主要是对流传热，横向冲刷顺列管 组时，烟气侧对流换热系数与烟速w有如下关系： 四角切圆燃烧旋转流场 水平烟道烟速偏差形成原因分析 ①引风机水平引力的动量＜烟气出口水平分速度动量； ②引风机水平引力的动量＞烟气出口水平分速度动量； 旋转气流炉膛出口流场图 顺时针/逆时针？ 炉膛出口处水平烟道速度分布 后屏过热器后速度分布 ②烟侧烟温偏差形成的热偏差 ●20世纪80年代初开始引进美国CE技术制造300MW以上 机组锅炉，炉膛出口扭转残余问题开始突出。

●烟气侧偏差：GSEI(Gas Side Energy Imbalance) ●由于炉膛出口烟气有较强的扭转残余，烟道沿宽度和 高度方向存在烟速和烟温偏差对于切圆逆时针旋转燃 烧方式，右侧烟温和烟速高于左侧，而顺时针则相反 辐射换热系数与温度成正比 冷态速度偏差和热态烟温偏差 ③③同屏各管之间的吸热偏差同屏各管之间的吸热偏差 造成同屏各管之间吸热偏差的主要原因： 总吸热量Q由辐射吸热Qf和对流吸热Qd两部分组成 Qff —管屏前高温烟气的辐射热量； Qfh —管屏后（或小烟室）高温气体的辐射热量； Qfx —管屏下部烟室辐射量； Qfp —管屏间构成的烟室内高温烟气的辐射热量 同屏各管吸 收对流热量 不均匀 同屏各管之间接受炉 膛或屏前屏后屏间的 辐射热量不均匀 于是每一管圈的热偏差系数ρ1为： 式中，Q为计算管圈的总吸热量；Di为该管圈的蒸汽流量 ；△ipj为管屏平均焓增 将管子分成不同类型的几段逐段计算其焓增。