余熱鍋爐原理

1、余熱鍋爐原理、余熱鍋爐的組成（一）蒸汽的生產(chǎn)過程圖19 - 1是一臺余熱鍋爐的結(jié)構示意圖，從圖中可以看出產(chǎn)汽的過程圖19- 1強制循環(huán)余熱鍋爐煙氣，經(jīng)煙道到余熱鍋爐入口，煙氣自下而上流動，流經(jīng)過熱器、兩組蒸發(fā)器和省煤器，最后排入煙囪。排煙溫度約為100 - 220 C,煙氣溫度從380/330 C降到排煙溫度，所放出的熱量用來使水變成蒸汽。進入余熱鍋爐的給水， 其溫度約為42 126C左右，先進入上部的省煤器，水在省煤器內(nèi)吸收熱量使水溫上升，水溫升到略低于汽包壓力下 的飽和溫度，就離開省煤器進入汽包。進入汽包的水與汽包內(nèi)的飽和水混合后，沿汽包下方的下降管分別進入兩組蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)的 水吸熱

2、開始產(chǎn)汽，通常是只有一部份水變成汽，所以在蒸發(fā)器管內(nèi)流 動的是汽水混合物。汽水混合物離開蒸發(fā)器進入汽包上部。在汽包內(nèi) 裝有汽水分離設備，可以把汽和水分開，水落到汽包內(nèi)水空間，而蒸 汽從汽包頂部出來到過熱器。在過熱器內(nèi)吸收熱量，使飽和蒸汽變成 過熱蒸汽。根據(jù)產(chǎn)汽過程有三個階段，對應的應該要有三個受熱面， 即省煤器、蒸發(fā)器和過三、在運行條件下受熱面?zhèn)鳠崃康淖兓慌_余熱鍋爐的產(chǎn)汽量與吸收的熱量有關，也就是與傳熱量有關C在運行條件下，各種因素都會影響到余熱鍋爐的產(chǎn)汽量，現(xiàn)分析如下。（一）煙氣流量變化已知 A余熱鍋爐的進口煙氣量為135.5kg/s，現(xiàn)煙氣量降為97.2kg/s ;假走進口煙氣溫度不變，

3、此時蒸發(fā)器產(chǎn)汽量將如何變化？3圖 13 產(chǎn)汽量與煙氣參數(shù)的關系煙氣量下降為原值的 71.7 ，煙氣的換熱系數(shù)下降為原值的 78.8 ，假定其它各項熱阻不變，總熱阻增加 1.23 倍，傳熱系數(shù)下降 為原值的 81.6 。由于傳熱系數(shù)下降的幅度小于煙氣量的下降幅度， 表明蒸發(fā)器出口處的煙氣溫度也要下降， 最終平衡在一個新的位置上， 經(jīng)試算后，傳熱量為原值的73時是合適的。此時煙氣量下降為71.7 ，產(chǎn)汽量下降為 73，離開蒸發(fā)器的煙氣溫度比原設計值下降 5C,考慮到進入省煤器的煙氣溫度降低，省煤器的平均溫差下降得多，可以認為生產(chǎn)飽和蒸汽的 A 余熱鍋爐的產(chǎn)汽量與煙氣量成比例，圖 13 示出了產(chǎn)汽量

4、與煙氣量的線性關系。蒸發(fā)器的工作特性及其系統(tǒng)蒸發(fā)器系統(tǒng)包括：兩組蒸發(fā)器、汽包三種主要設備。在此系統(tǒng)內(nèi) 是水吸收熱量變成蒸汽，即沸騰過程。由于水平管組內(nèi)的沸騰過程會 影響設備的安全性，所以本節(jié)主要敘述沸騰過程的特點，以及各主要 設備的安全性。 l 表示三種主要設備的連接。 從省煤器出來的水進入汽 包的水空間，與汽包內(nèi)的水均勻混合后，從汽包底部的一根下降管到 循環(huán)泵入口，水在循環(huán)泵內(nèi)升壓后，進入蒸發(fā)器。蒸發(fā)器有兩組，是 并聯(lián)的，部分水在蒸發(fā)器內(nèi)汽化成汽，汽水混合物離開蒸發(fā)器進入汽 包，在汽包內(nèi)使汽水分離，蒸汽從汽包頂部管子引出，去用戶或去過 熱器。水留在空間，再進入下降管依次循環(huán)。一四、汽包汽包是

5、與蒸發(fā)器緊密相連的，除了匯集省煤器來水、匯集蒸發(fā)器 來的汽水混合物以外，還能提供合格的飽和蒸汽進入過熱器或供給用 戶。汽包的內(nèi)部結(jié)構見圖 27，汽包的外部管路及管制件、 儀表見圖 28（一）汽包內(nèi)件從蒸發(fā)器來的是汽水混合物。當蒸汽帶水時，水中溶解有各種鹽 類，如鈉鹽、硅酸等，這些鹽隨水滴留在蒸汽中。蒸汽進入過熱器內(nèi)， 水滴在過熱器內(nèi)汽化，將鹽類積存在過熱器管壁上形成垢，垢的熱阻 很大，增加了傳熱的熱阻，妨礙傳熱，使蒸汽出口溫度達不到原設計 值，同時管壁不能被汽流冷卻，管壁溫度升高，減弱金屬的強度，會 使管子燒壞。有些硅酸鹽隨著蒸汽進入汽輪機，又隨著蒸汽壓力降低 附在汽輪機的噴嘴和葉片上，影響汽

6、輪機的功率。所以鍋爐要提供合 格的蒸汽供給用戶。汽包內(nèi)裝置一些元件就能達到改善蒸汽品質(zhì)的要 求，這些元件的主要任務是使蒸汽內(nèi)無水滴。1汽與水離5(1 )蒸汽帶水過程分從圖27的右圖中可以蒸看到，蒸發(fā)器來的汽水混合物通過四根管子進入汽包右上方的分配器，分配器是沿汽包長度布置的，分配器是 由二塊互成直角的鋼板制成，鋼板上開小孔，可以讓部分汽及水通過， 在四根管子出口處裝的直角擋板，擋板上沒有孔，擋板與分配器的形 式相同，用鋼條將擋板固定在分配器上，從蒸發(fā)器來的汽水混合物的 動能(流速)很大，當汽水流沖擊擋板時會消耗動能，部份汽水從擋 板上部周沿流出，大部分水從擋板下沿流出，擋板四周流出的汽水進 入

7、分配器。采用直角型擋板可以防止汽水流直沖時濺起小水滴，增加 汽水分離的困難，但無論如何總是有水滴被濺起的，這些飛濺起來的 水滴會與蒸汽一起流動。蒸汽帶水滴的多少與汽流速度、水滴直徑有 關?，F(xiàn)分析一個水滴隨汽流上升所受的力:水滴自身重力!3山51下降管2自書煤器來水2自接發(fā)器I來4 一自裁發(fā)誰I來E：裁汽出口 6連續(xù)排茫 T 一定期排污8加晞戢掄9一*位計接汽琶汕一水位計接水管II 一人7L門12接鬣氣誇 13接安全閥（2）汽水分離在汽包內(nèi)的汽水分離過程有三個階段： 第一階段：汽水混合物進入分配器。分配器有三個作用，可以減 少汽水混合物動能（利用擋板） ，可防止水流沖到汽包水面，可以使汽 流和水

8、流均勻分配。上述第二個作用是靠分配器本身阻礙了水流向下 沖到汽包水面，第三個作用是靠分配器上的小孔，因為汽水混合物是 從四個管口進入汽包的，管口處的汽水混合物多，其余地方少，沿汽 包長度分布是不均勻的。通過分配器上的小孔，就能使汽水混合物沿 分配器均勻流出，這是因為流經(jīng)小孔有流阻，孔前和孔后有壓力差， 如果孔前的混合物分布不均勻就會造成孔前的壓力分布不勻，依靠壓 差的作用，使孔前的混合物分布均勻，達到各個小孔均有混合物流動 的情況。水流靠重力從分配器下部水平板上小孔流出，蒸汽多從垂直板上小孔流出第二階段：蒸汽從垂直板上小孔流出后，因前方有隔板，必須向 下流然后再向上折向左上方出口， 見圖 27

9、 中箭頭所示。 當汽流改變方 向時，在慣性力作用下，質(zhì)量大的水滴從汽流中甩出來降落到水面。 同時蒸汽流從小孔進到汽空間后，流通截面增加，流速降低，使得原 來被汽流攜帶的較小水滴能分離出來。第三階段：通過分離元件進行細分離汽包上方裝有金屬絲網(wǎng)分離器和百葉窗分離器，金屬絲網(wǎng)分離的 原理是這樣的：垂直于汽流方向的金屬絲遇到汽流中的水滴，水滴會 被粘附于絲網(wǎng)上，使水滴離開汽流。金屬絲網(wǎng)是很多層壓在一起的， 絲網(wǎng)的面積大，因而可以捕集到大部分水滴，水滴沿金屬絲流下來進 入集水管。百葉窗分離器是多層擋板，汽流在擋板中多次改變流動方 向，使汽流中水滴受離心力作用甩到擋板上，在擋板上形成水膜，沿 擋板流下來進

10、入集水管。采用集水管將水直接送到汽包水面以下，可 防止收集的水滴再被汽流帶走。經(jīng)過三個階段的分離過程，蒸汽帶的水份很少，可以滿足要求。通常要求蒸汽含鹽量為 O.lppm，含雜質(zhì)為Ippm（二）排污鍋爐運行中，給水帶入的雜質(zhì)只有極少部分被蒸汽帶走，大部分 留在汽包內(nèi)水中，隨著運行時間的延續(xù)，水中含雜質(zhì)的數(shù)量不斷增加， 超過一定濃度會使蒸汽品質(zhì)變壞，因此要排出一部分含雜質(zhì)（鹽類） 濃度大的水，這就是“連續(xù)排污” ，汽包內(nèi)的水稱為“鍋水” 。鍋水含8雜質(zhì)濃度最大的區(qū)域在水面以下100mm處，通常排污管裝在水面以下200mm處，以防水位波動時排不出水， 排污管是沿汽包長度布置的，管上開小孔或小槽，鍋水

11、沿小孔或小槽進入排污管、排出汽包。排污有兩種，一種是連續(xù)排污，一種是定期排污。圖27和28上均有標明。定期排污主要排去汽包下部的軟渣和銹皮等，所以裝在汽包下部。（三）水位1 .加磷酸鹽為了保持水的堿度（PH值）,需要鈉鹽。加加磷酸磷酸鹽的管路上裝三個閥，二個關斷閥，一個逆止閥，防止汽包內(nèi)水倒流入磷酸鹽管 路。2 .取樣管路汽包內(nèi)鍋水的取樣是從連續(xù)路的支路上取得的，見圖28中（A爐是V112。，因連續(xù)排污管路 的，適用于鍋水的連續(xù)取樣以供化 用。4 .安全閥 PSV117A（ B）汽包上部裝有二個安全閥，是式的，見圖30所示。閥芯桿上有彈簧，靠彈簧力將排污管V112B是開啟學分析折角型閥芯壓管相

12、1罩芋；2上杠桿銷旳3-閥蠱4一閩芯真筒；5嬋糙母；G-排放管匸T-疏水管* B卸壓雷母;9一卸壓螺母；10-上杠桿；仃一下杠桿銷子：揑一調(diào)疋螺絲母;9，一#： 口 - 1 :：；.-:'：；：1B訂一下杠桿匸下墊圈；肝一導向査；創(chuàng)一填料；21定位礙：盟一閥芯:刖一調(diào)正圈；器一噴鬻.;冊一底座陽19-30新角奏全閥連。當汽包壓力升高，閥芯下部的力超過在閥座上，閥的下部經(jīng)噴管與汽包上部的彈簧力，閥芯向上移動，開啟閥門，蒸汽通過噴管，壓力降低，排入大氣。當蒸汽流出去后，汽包內(nèi)壓力下降，彈簧力又大于下部的力，閥芯又下降到閥座上，關閉閥門。安全閥的閥芯采用圓盤式的，其面積大，因壓力升高引起的作用力就大，效果好。安全閥上有手動 杠桿，必要時可以用手來操作安全閥。安全閥在使用前，要試驗動作壓力，證明其能按預定動作壓力而 動作。否則