第七章过热器和再热器

第一节 过热器和再热器的作用及其特点 一、过热器和再热器的作用

过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有必然温度的过热蒸汽。在锅炉负荷或其他工况变更时应保证过热蒸汽温度正常，并处在许诺的波动范围之内。

再热器的作用是将汽轮机高压缸的排汽加热到与过热蒸汽温度相等(或相近)的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀作功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。

二、过热器和再热器蒸汽参数的选择

为了提高循环热效率，过热蒸汽的压力已经由超高压提高到亚临界和超临界压力。但过热器和再热器蒸汽温度的选择要受到金属材料性能的，此刻蒸汽温度还维持在0℃左右。

过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件，专门是再热蒸汽的吸热能力 (冷却管子的能力)较差，如何使管子金属能长期平安工作就成为过热器和再热器设计和运行中的重要问题。在过热器和再热器的设计和运行中，应注意如下问题:

(1)运行中应维持汽温稳固。汽温的波动不该超过+5～－10 ℃；

(2)过热器和再热器要有靠得住的调温手腕，使运行工况在必然范围内转变时能维持额定的气温；⑶尽可能减少并联管间的热误差。 三、过热器和再热器的布置

过热器设计和布置时，必需确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗侵蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。

蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生转变。主若是蒸汽参数转变时水和蒸汽的加热、蒸发、过热的吸热比例发生了转变，从而引发了受热面布置的转变。

第二节 过热器和再热器的结构型式及气温特性

过热器和再热器的型式较多，依照不同的分类方式，其型式不同。依照传热方式，过（再）热器可分为对流、辐射及半辐射（也称为屏式受热面）三种型式。

一、对流式过（再）热器

对流式过（再）热器布置在水平烟道或尾部竖井中，要紧吸收烟气的对流放热量。对流式过（再）热器是由蛇形管组成，其进出口别离用联箱连接。

一、按管子的排列方式分类

按管子的排列方式分类，对流过（再）热器可分为错列和顺列两种形式，如图7—1所示。讲解其特点。

图7—1 管子的排列

方式

（a）顺列 ；（b）错

列

二、按蒸汽和烟气的相对流动方向分类

按蒸汽和烟气的相对流动方向，过（再）热器可分为顺流、逆流、双逆流和混流布置四种，如图7—2所示。讲解各类布置的特点。

图7—2 依照烟气与蒸汽相对流动方向

划分的过热器型式

（a）顺流式；（b）逆流式；（c）双逆流

式；（d）混流式

烟气流速的选取 过（再）热器的烟速要适当，过大那么管子磨损严峻，过小那么传热系数小，受热面积要增加。因此，关于布置在炉膛出口以后的水平烟道内的受热面，由于烟温高、灰粒较软、对受热面的磨损较轻，常采纳10～15m/s的烟速，以提高受热面的传热系数，由于烟温较高，飞灰的粘结性和烧结性较强，设计时要考虑减少受热面的积灰；当烟温降低到600～700℃以下时，灰粒变硬，飞灰的磨损能力加重，现在要烟气的流速不大于9m/s，但也要考虑避免堵灰，烟速不该小于6m/s。

蒸汽流速的选取 为了保证过热器和再热器管壁取得更好的冷却，管内工质应保证必然的质量流速，但流速增加使工质阻力增大。整个过热器的压力降应小于10%工作压力，因此，对流过热器质量流速一样操纵在800～1100kg/（）；关于再热器，为了减少压力降一样要求不超过，蒸汽的质量流速一样采纳250～400 kg/（）。

过热器的蛇形管可做成单管圈、双管圈和多管圈式，如图7—3所示。为了同时知足烟气速度和蒸汽速度的要

求，并受烟道宽度的，大容量锅炉过热器蛇形管一样采纳多管圈型式，在烟速不变的前提下，可降低蒸汽流速。图7—4是某超临界压力1900t/h锅炉的高温过热器，逆流布置在水平烟道的后侧，由984根φ38的管子组成，并列分成82排，每排有12个管圈，S1=224mm，减小热误差，内、外管圈还互换了位置。

S2=76mm。为了

图7—4高温对流过热器

为强化传热，低温对流过热器可采纳鳍片管或肋片管，如图7—5所示。关于再热器，那么可采纳图7—6所示的纵向内肋片管。

（a）鳍片管制

（b）横肋片管

图7—5 对流过热器的鳍片管

和横肋片管

图7—6 用于再热器的纵向内肋片管断面图

3、按受热面的布置方式分类

按受热面的布置方式，可分为垂直式和水平式两种。 （1）垂直式过（再）热器。垂直式过热器又称立式过

热器。这种布置结构简单，悬挂方便，积灰少，但停炉后产生的凝结水不易排除。这种布置方式应用普遍。图7—7是一台超高压锅炉的未级过热器，每排受热面采纳三根蛇形管并联组成，管子外径42mm，用管夹固定，下部弯头处装有梳形板，用以保证管排的横向节距。

图7—7超高压锅炉对流

过热器结构

（2）水平式过（再）热器。水平式（又称卧式）过热器容易疏水，但支吊较复杂，为节省合金钢，经常使用管子悬挂。这种过热器在塔式和箱式锅炉中很普遍，在倒U

型锅炉的尾部竖井中也有利用。图7—8是某亚临界压力自然循环锅炉的低温对流过热器及其悬挂结构图，受热面管子水平布置，通过悬吊管将重量传递到炉顶的过渡梁上。

图7—8 亚临界压力自然循环锅

炉低温对流过热器及其悬挂结构

1—管夹；二、3—连

接扁钢；4—悬吊管；5—过渡梁；6—横梁

二、辐射和半辐射过热器和再热器的结构型式 随着锅炉容量的增大和蒸汽压力的提高，水蒸发所需吸热量减少，而蒸汽过热吸热量增加，为降低炉膛出口温度，幸免对流受热面结焦，必然把过热器或再热器布置在更高烟温区，以增加炉内吸热量，从而减少过热器的

金属消耗量。辐射过热器（再热器）要紧以吸收炉膛辐射热为主，有屏式和墙式两种结构。

说明它们的各自特点。

图7－10屏式过热器屏间定位 1－连接管 2－扎紧管

图7－9 前屏过

热器的结构示用意

图7-11屏式过热器避免外圈管子超温

的改良施

（a）外圈两圈管子截短 （b）外圈管子短路

（c）内外圈管子交叉 （d）外圈管子短路与

内外圈交叉

三、壁式过（再）热器

壁式过（再）热器布置在炉膛水冷壁的上部，和前屏、大屏一样，都是辐射式受热面，和它们的区别是过热器紧贴炉墙或水冷壁布置，而不是悬挂在炉膛中。

一、壁式过热器

壁式过热器也称墙式过热器，其结构和布置方式如图7—15所示，（a）为紧贴炉墙，和水冷壁管相间布置，多用于操纵循环锅炉；（b）为附着在水冷壁管上，将水冷壁管遮盖，水冷壁被遮盖部份按不吸热考虑，用于自然循环锅炉，以提高自然循环的运动压头。

（

（b）

图7—15壁式过热器结

构及布置图

（a）贴炉墙布置；（b）贴

水冷壁布置

1—水冷壁管；2—壁式过热器管；3—敷管炉墙

二、壁式再热器

壁式再热器用作再热器的低温段，质量流速ρω=250～400kg/(m2·s)。在锅炉启动初期，管内无介质流动，为保证其平安，必需炉膛出口烟温。

壁式过热器和再热器常布置在炉膛上部前墙或双侧墙上，如图7—17所示。壁式过热器和再热器通过连接板、拉杆和圆钢与水冷壁相连，二者可相对移动以保证管间的膨胀量，如图7—18所示。

a

）

再热蒸汽入口

图

7—16 壁式过热器连接系统

图7—17锅炉壁式过（再）热器结构示图

（a）单流程；（b）双流程；（c）对称布置的双流程 1—前墙再热器管；二、3—侧墙再热器管；

1—中间联箱；2—过热器管；3—入口联箱；4—出口联箱 4—壁式再热器引出管

图7—18 壁式过（再）热器与水冷壁连接结构 四、顶棚过热器和包覆管过热器结构

顶棚过热器一样采纳图7—19所示的悬吊方式。 包覆管过热器布置在水平烟道和尾部竖井的壁面上。包覆管过热器的要紧作用是形成炉壁并成为敷管炉墙的载体。

图7—19 顶棚过热器的支承

结构

（a）通过插销悬吊；（b）通过吊板

悬吊

某锅炉顶棚和包覆过热器的连接系统如图7—20所示。

图7－20 SG1025t/h型锅炉包覆过热器系统

五、汽温特性

过热器和再热器出口汽温随锅炉负荷转变的关系特性称为汽温特性。

别离分析讲解对流、辐射、半辐射过热器的汽温特性。

图7—21 气温特性曲线

1—辐射过热器；2—对流过热器；3—半辐射过热器 再热器的汽温特性原那么上与过热器的汽温特性相似，但又有其不同的特点，再热蒸汽的压力较低(约～，蒸汽比热容较小，因此，再热汽温的转变幅度较大。

大容量电站锅炉运行中一样要求，定压运行时负荷在70%－100%的额定负荷范围内和变压运行时负荷在60%－100%的额定负荷范围内，过热蒸汽和再热蒸汽温度与额定值的误差应不超过如下数值：过热器±5℃，再热器+5℃和-10℃。

六、典型的过热器与再热器系统

随着蒸汽压力的提高，过热器系统要复杂很多。此刻大容量锅炉，由于调剂再热汽温方式不同，过热器和再热器的系统布置也不相同。下面别离介绍两种典型的过热器和再热器的系统。

一、再热汽采纳调剂尾部烟气挡板调温方式的典型过

热器和再热器系统

图7－22为某电厂亚临界压力自然循环锅炉的过热器和再热器系统。

过热器系统：饱和蒸汽由汽包11引出，送到炉顶管和包覆过热器（如图7－20所示），由包覆过热器引出至低温过热器入口联箱2，经低温对流过热器6至其出口联箱7，由两根导管引入前屏10，再由前屏出口联箱引出送入末级高温对流过热器9。前屏过热器布置在燃烧器中心线以上处，以确保火焰可不能冲洗屏式过热器，还使炉膛出口烟气温度在1100℃以下。

过热蒸汽温度是靠喷水减温来调剂的。共设两级喷水减温器，一级喷水减温器布置在低温过热器出口至前屏过热器入口的两根导管上，二级喷水减温器布置在前屏过热器出口至末级过热器入口的两个联箱上。

再热器系统：再热器为单级布置、分水平（卧式）和竖直（立式）两部份，且没有中间联箱。吸收烟气的对流传热，低温段5位卧式，与低温级过热器并列布置在尾部烟道的两个烟道内，低温段再热器布置在旁路烟道的前侧，高温段再热器8布置在水平烟道高温过热器后部。

再热蒸汽温度是依托烟气调剂挡板来调整的。利用挡板的不同开度来分派通太低温过热器与再热器两个烟道的

烟气流量。再热器入口管道上还设置事故喷水减温器。 二、再热汽采纳燃烧器摆角调温方式的典型过热器和再热器系统

图7－23为某电厂亚临界压力自然循环锅炉的过热器和再热器系统。

过热器系统：饱和蒸汽由汽包引出，送到炉顶管和包覆过热器，由包覆过热器引出至低温过热器13，经低温对流过热器出口联箱引入前屏3，再由前屏出口联箱引出至后屏过热器5，最后由后屏过热器出口联箱引出至末级高温对流过热器9，完成过热蒸汽的加热进程。

过热蒸汽温度要紧靠喷水减温来进行调剂。由于过热器是采纳辐射、半辐射和对流串级布置，气温特性比较平稳，故仅设一级喷水减温器（有的也设置两级），喷水减温器布置在低温过热器出口至前屏过热器入口的两根导管上（二级喷水减温器一样布置在后屏过热器出口至末级过热器入口的联箱上）。

再热器系统：再热器也采纳辐射、半辐射和对流串级布置。汽轮机高压缸的排气引到壁式再热气的入口联箱，再由壁式再热器1引至屏式再热器6和高温对流再热器7。

再热蒸汽温度是依托燃烧器摆角来调剂的，因此再热器要布置在烟气高温区，不然调剂不灵敏。

第三节 热误差

一、热误差的概念

过热器与再热器和锅炉的其它受热面都是由许多并联管子组成。其中每根管子的结构、热负荷和工质流量大小不完全一致，工质焓增也就不同，这种现象叫热误差。受热面并联管组中个别管子的焓增ip与并联管子的平均焓增io的比值称为热误差系数：

ip

i0（7—1） （7—4）

式中 q p 、q0——别离为误差管、并联管平均的单位面积吸热率，kJ/(m2·s)；

FP、Fo ——别离为误差管、并联管每根管子的平均受热面积，m2；

GP、G0——别离为误差管、并联管每根管子的平均流量，kg/s。

q、F、G——别离为热力不均系数、结构不均系数

qpFpGp/q0F0G0=

qF G和流量不均系数。当这些系数的数值趋于1时，被视为是“均匀”的，其值与1的误差越大，热误差就越大。

由式（7—4）可见，热误差系数与热力不均系数、结构不均系数成正比，与流量不均系数成反比。 二、阻碍热误差的因素

阻碍热误差的要紧因素有热负荷不均系数、结构不均系数和流量不均系数。关于大多数过热器和再热器而言，面积和结构不同很小，因此过热器和再热器的热误差要紧考虑的是热力不均和流量不均。 一、热力不均系数

阻碍受热面并联管圈之间吸热不均的因素较多，有结构因素，也有运行因素。 （1）受热面的污染

受热面积灰和结渣会使管间吸热严峻不均。结渣和积灰老是不均匀的，部份管子结渣或积灰会使其他管子吸热增加。

（2）炉内温度场和速度场不均

炉内温度场和速度场不均将阻碍辐射换热和对流换热不均。

由于燃烧器设计或锅炉运行等缘故：风速不均、煤粉浓度不均，火焰中心的偏斜，四角切圆燃烧所产生的旋转气流在对流烟道中的残余旋转等，都会使炉内温度场和速度场不均，阻碍到对流受热面的吸热不均。

对流受热面中横向节距不均匀时，在个别蛇形管片间具有较大的烟气流通截面，形成烟气走廊。

屏式过热器在同意炉膛的辐射热中，同一屏各排管子的角系数是沿着管排的深度不断减小的。 二、流量不均系数

阻碍并列管子间流量不均的因素也很多。例如联箱连接方式的不同，并行管圈的重位压头的不同和管径及长度的不一样等。另外，吸热不均也会引发流量的不均。 （1）连接方式

分析说明

图7—26 过热器的Z型连接和U型连接方式 (a)Z型 (b)U型

（2）热力不均对流量不均的阻碍

热力不均对流量不均的阻碍较大，既使沿联箱长度各并列管圈两头的压差P相等，也会产生流量不均。 在过热器（再热器）并联管组中，热力不都可造成流量不均，而且热力不均系数q越大的管子，因比容越大（vpv0）其流量不均系数G的数值就越小，热误差系数

q也就越大，而且热误差系数大的管子工质比容更小，G使流量不均系数进一步减小，热误差系数也进一步增大，使其恶性进展直至管子超温，这确实是过热器（再热器）热误差的特点。

三、减少热误差的方法 （一）结构设计方面的方法

过热器和再热器的结构设计应从以下几方面考虑减轻热误差：

一、将过热器、再热器分级布置，级间采纳中间联箱进行中间混合。画图说明。

二、沿烟道宽度方向进行左右交叉流动，以排除双侧烟气的热误差。

3、连接管与过热器 (再热器)的进出口联箱之间采纳多管引入和多管引出的连接方式，以减少各管之间压差的

误差。

4、同一级过热器（再热器）分二组，中间无联箱，将前一组外圈管在下一组中转为内圈管，以均衡各管的吸热量，即内、外圈管交叉布置，如图7－4和图7－11(d)所示。

五、减少屏前或管制前烟气空间的尺寸，减少屏间、片间烟气空间的不同。

六、适当均衡并列各管的长度和吸热量，增大热负荷较高的管子的管径，减少其流动阻力，是吸热量和蒸汽流量取得匹配。

7、将分隔屏过热器中每片屏分成假设干组。为减少同屏各管的热误差，采纳分组方式，使每一组的管圈数和同组各管的热误差减少。

八、对大型（如600MW发电机组）锅炉的过热器（再热器）采纳不同直径和壁厚的管子。

九、排除炉膛出口烟气余旋造成的热误差，除采纳分隔屏外，还能够采纳二次风反切的方法。

（二）运行方面的方法

一、在设备投产或大修后，必需做好炉内冷态空气动力场实验和热态燃烧调整实验。以保证炉内空气动力场均匀，炉内火焰中心不偏斜，使炉膛出口处烟气散布均匀，

温度误差不超过50℃。

二、在正常运行时，应依照锅炉负荷，合理投运燃烧器，调整好炉内燃烧。烟气要均匀充满炉膛空间，幸免产生偏斜和冲洗屏式过热器。尽可能使沿炉宽方向的烟气流量和温度散布均匀，操纵好水平烟道左右边的烟温误差。

3、及时吹灰，避免因结渣和积灰而引发的受热不均现象产生。

第四节 蒸汽温度的调剂

一、阻碍气温转变的要紧因素

阻碍过热蒸汽和再热蒸汽温度转变的因素，要紧有过热器系统和再热器受热面的辐射和对流吸热的比例，锅炉负荷、燃料性质、给水温度、炉膛过量空气系数和炉膛出口烟温的转变等。还有其他阻碍汽温转变的运行因素，下面简腹地说明运行中阻碍气温的要紧因素。 一、锅炉负荷

过热蒸汽或再热蒸汽系统一样具有对流汽温特性，即随锅炉负荷升高(或下降)，汽温也随之上升(或降低)。但如果是过热器系统具有辐射特性那么呈相反的趋势。 二、过量空气系数

过量空气增大时，燃烧生成的烟气量增多，烟气流速增大，对流传热增强，致使过热汽温升高。

3、给水温度

给水温度升高，产生必然蒸汽量所需的燃料量减少，燃烧产物的容积也随之减少，同时炉膛出口烟温降低。因此，过热汽温将下降。在电厂运行中，高压加热器的投停会使给水温度有专门大转变。因此会使过热汽温发生显著的转变。

4、受热面的污染情形

炉膛受热面的结焦或积灰，会使炉内辐射传热量减少，过热器区域的烟气温度将提高，因此使过热汽温上升。过热器本身的结焦或积灰将致使汽温下降。 五、饱和蒸汽用汽量

当锅炉采纳饱和蒸汽作为吹灰等用途时，用汽量增多将使过热汽温升高。锅炉的排污量对汽温也有阻碍。 六、燃烧器的运行方式

当摆动燃烧器喷嘴向上倾斜时，因火焰中心提高会使过热汽温升高。可是，对流受热面布置区域距炉膛越远，喷嘴倾角对其吸热量和出口温度的阻碍就越小。 7、燃料种类和成份

当燃煤发烧量增大时，炉膛辐射热的份额增大，对流受热面的吸热份额减小，同时相同负荷下燃料的消耗量减少，烟气体积减小，过热汽温将下降。另外，在煤粉锅炉

中，煤粉变粗、水分增大或灰分增加，都会使过热汽温升高。

表7-2列出了某些因素对过热汽温阻碍的大致数据，可作参考。

表7－2 各因素关于对流过热器汽温的阻碍 影响因素 过热汽温变化（℃） 锅炉负荷变化±±10 10% ±10～20 炉膛过量空气系数±4～5 变化±10% ± 给水温度变化±±5 10℃ 燃煤水分变化±1% 燃煤灰分变化±10% 二、蒸汽温度调剂的大体要求 一、蒸汽温度的许诺误差

依照我国标准(GB753－85)电站锅炉出口蒸汽温度的许诺误差值列于表7—3。

表7—3 电站锅炉出口蒸汽温度的许诺

误差值

蒸汽出口锅炉负蒸汽出温度允许 额定压力荷变化口额定（MPa） 范围温度偏差值（℃） （%） ～ ～ 75100 75130 70100 70100 70100 70100 ～～～（℃） 10 10 5 20 25 10 10 10 10 ～400 450 ～0 0/0 5 ～0/0 5 1/1 5 注:本表摘自GB753－85

二、对蒸汽温度调剂设备的大体要求 对蒸汽温度调剂设备的要求要紧有:

①设备结构简单，体积小，重量轻，价钱低，运行靠

得住。

②调剂灵敏，反映快，进程持续，汽温误差小，易于实现自动化。

③不阻碍锅炉或热力系统的效率。 ④调剂幅度能知足锅炉运行的要求。 三、蒸汽温度的调剂方式

蒸汽温度调剂方式要紧分为蒸汽侧调剂和烟气侧调剂两类。

（一）蒸汽侧调温方式

蒸汽侧调剂温度的方式包括面式减温器、喷水减温器和汽——汽热互换器等，前两种方式要紧用于调剂过热蒸汽温度，后一种方式用于调剂再热汽温。

一、面式减温器

面式减温器是一种管壳式换热器，有U形管、套管、螺旋管等类型。这种减温器经常使用锅炉的给水来冷却蒸汽以调剂温度，减温水量占给水总量的30%～60%。由于冷却水和蒸汽不直接接触，因此对冷却水品质无其他特殊要求，面式减温器调剂惯性大，一样用于中小容量的锅炉。

二、喷水减温器

喷水减温器又称混合式减温器，其原理是将减温水直接喷入过热蒸汽中，使其雾化、吸热蒸发，达到降低蒸汽温

度的目的。其优势是：结构简单；调剂灵敏，减温器出口的汽温延迟时刻仅5～10秒；调温幅度可达100℃以上；压力损失小，一样不超过50kPa。其缺点是：要求减温水的品质不能低于蒸汽品质，关于给水品质不高的中小容量锅炉，可采纳自制冷凝水，即便部份饱和蒸汽凝结作为减温水的系统，如图7—30所示，但系统较复杂。

此刻大型电站锅炉过热蒸汽温度的调剂都采纳喷水减温的方式，关于多级布置的过热器系统，为减少热误差，可采纳2～3级喷水减温。关于再热蒸汽，喷水使再热蒸汽的流量增加，会使汽轮机中低压缸的作功能力增大，排斥高压蒸汽的作功，降低电站的循环效率。因此，在再热蒸汽温度的调剂中，喷水减温只是作为烟气侧调温的辅助手腕和事故喷水之用。

喷水减温器按其结构要紧有笛形管式、旋涡式和文氏管式等三种。

（1）笛形管喷水减温器 其结构见图7—31（b）（c）。

该减温器常作为锅炉再热器的微量和事故喷水减温器。笛形管式喷水减温器的结构简单，制造、安装方便，但在减温水量小时雾化质量较差。

（2）旋涡式喷水减温器

旋涡式喷水减温器的结构见图7—34，由旋涡式喷嘴、文丘里管和混合管组成，也是布置在过热蒸汽的中间联箱或连接管内。其优势是这种减温器的减温幅度大，雾化完善，能适应减温水量的频繁转变，专门适用于减温水量转变范围较大的情形。其缺点是压力损失较大，假设减温水压头无富裕那么不宜采纳。

（3）文氏管喷水减温器

文氏管喷水减温器的结构见图7—35，由文丘里管、水室及混合管组成。其缺点是结构较复杂，变截面多，焊缝也多，用给水作减温水时温差较大，喷水量频繁转变时会产生较大的温差应力，易引发水室裂纹等损坏事故。

3、汽—汽热互换器

汽—汽热互换器是用过热蒸汽来加热再热蒸汽的设备。用以调剂再热汽温。过热蒸汽来自辐射式过热器，再热蒸汽是来自对流低温再热器，利用他们相反的汽温特性来调剂再热汽温。

汽—汽热互换器按结构可分为管式和筒式两种。

汽—汽热互换器对再热汽温的调剂幅度约为

30～40℃，比较适用于过热器辐射吸热量比例较大的锅炉，在德国、俄罗斯应用较多，在我国只有部份670t/h锅炉采纳。其缺点是结构复杂，操纵再热蒸汽流量的三通阀

制造困难，调剂性能也不易保证，故国产大容量锅炉上没有采纳。

（二）烟气侧调温方式

烟气侧调剂汽温的要紧方式有改变烟气流量和改变烟气温度两种。 一、烟气挡板

烟气挡板是利用改变烟气流量的方式来调剂蒸汽温度的装置，现代锅炉上要紧用来调剂再热蒸汽温度。它有旁通烟道和平行烟道两种具体实施方式，见图7－38。平行烟道又可分为再热器与过热器并联和再热器与省煤器并联两种。

烟气挡板调剂汽

温装置的原理是通过挡板改变再热器的烟气通流量，使烟气侧的放热系数及其吸热量发生转变，从而改变再热器的出口汽温。

二、摆动燃烧器

关于摆动式燃烧器能够采纳改变燃烧器的倾角来调剂气温，燃烧器的倾角在运行中可上下调剂。从而改变火焰中心位置和炉膛出口烟温l\"。炉膛出口烟气温度的转变，改变了炉膛辐射传热量Q和烟道对流传热量Qd的比例。过

f热和再热器出口汽温也随之改变。现代大型锅炉一样都用

摆动燃烧器的倾角来调剂再热汽温，在调剂进程中对过热汽温的阻碍用改变混合式减温器的喷水量来修正。为了达到理想的汽温调剂成效，锅炉在设计中应注意以下几点:

(1)再热器的要紧受热面应尽可能布置在靠近炉膛出口处；

(2)燃烧器摆动的角度及再热汽温与过热汽温的关系应尽可能与再热器及过热器的负荷-汽温特性匹配，以减少过热器的减温喷水量。

另外，摆动燃烧器的倾角会直接阻碍炉膛内的燃烧工况。当燃烧器倾角向上摆动时，煤粉在炉内燃烧时刻缩短，飞灰中含碳量增加，还可能在炉膛出口处发生结渣。燃烧器向下摆动时可能发生冷灰斗结渣。一样燃烧器的倾角改变范围在±30。，运行中应依照燃烧工况确信倾角的上限与

下限值。

3、烟气再循环

烟气再循环也是用来调剂再热汽温的装置，其工作原理是将省煤器后的烟气（温度约250～350℃）由再循环风机抽出再送回炉膛，如图7－41所示。烟气再循环量用再循环率γ表示

Vz100%Vcd

（7－15）

式中 Vz——再循环烟气量，m3/kg； V——抽出点后烟气量，m3/kg。

cd

在锅炉运行中通过改变烟气再循环率来调剂再热蒸汽温度。

再循环烟气进入炉膛的位置有炉膛上部进入和炉膛下部进入两种设计。

烟气再循环调剂再热汽温的优势是调剂幅度大，灵敏度高；还能均匀炉膛热负荷，降低水冷壁温度；再热器受热面积可减少，节约钢材。其缺点是增加了再循环风机，使电耗増加，通过再循环风机的烟气温度较高，含灰量多，磨损严峻，靠得住性差，无益于燃烧调整，并使锅炉排烟温度有所升高，排烟热损失有所增大。烟气再循环常作为燃油锅炉调剂再热汽温的手腕。

第五节 对流受热面的高温积灰和高温侵蚀

一、高温积灰

在高温烟气环境中飞灰沉积在管制外表面的现象称为高温积灰。危害：积灰使传热热阻增加、烟气流动阻力增大，还会引发受热面金属的侵蚀。

高温过热器与再热器布置在烟温高于700～800℃的

烟道内，管子的外表面积灰由两部份组成，内层灰紧密，与管子粘结牢固，不容易清除；外层灰松散，容易清除。

内灰层的坚实程度称为烧结强度。烧结强度越大的灰层越难清除。烧结强度与温度、灰中Na2O、K2O的含量及烧结时刻等因素有关。炉内过量空气系数、燃烧方式和炉膛结渣程度等都会阻碍进入对流烟道的烟气温度，从而阻碍灰层的烧结强度。烧结强度随着时刻而增大，时刻越长灰层越结实，因此，积灰必需及时清除。

另外，关于灰分中氧化钙(CaO)含量大于40%的燃煤，开始沉积在管子外表的是松散灰层，可是，当烟气中存在氧化硫气体时，在高温(烟气温度大于600～700℃)长期作用下，也会烧结成坚实的灰层。

减少积灰的方式：关于灰中含钙较多的燃料，设计过热器与再热器时应重点考虑避免烧结成坚实灰层或减轻其危害性的方法，如加大管子横向节距s1，减小管制深度，采纳立式管制，装设高效吹灰器，并保证对每根管子都进行有效吹灰。

二、高温侵蚀

高参数锅炉的高温过热器与高温再热器受热面，和管制的固定件、支吊件，它们的工作温度很高，烟气和飞灰中的有害成份会与管子金属发生化学反映，使管壁变薄、

强度降低，称其为高温侵蚀。

(一)燃煤锅炉的高温侵蚀

高温过热器与高温再热器管表面的内灰层含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁、铝等成份，和通过松散的外灰层随烟气扩散进来的氧化硫气体，通过较长时刻的化学作用，生成碱金属的硫酸盐(Na3Fe(SO4)3、KAl(SO4)2等)复合物，对高温过热器和高温再热器金属发生强烈的侵蚀。这种侵蚀大约从0～620℃开始发生，650～700℃时侵蚀速度最大。

(二)燃油锅炉的高温侵蚀

由于燃油中含有钒、钠、硫等化合物，在过热器管壁上形成低熔点的V2O3和各类钠钒化合物，当管壁温度大于600～620℃时熔化成液态，造成严峻侵蚀，SO3在结垢和侵蚀进程中起触媒作用。

燃油锅炉在炉膛高温区会产生V2O5气体，假设燃油中含有氧化钠，会产生熔点很低(600℃)的5V2O5·Na2O·V2O5复合物。当过热器、再热器和固定件、支吊件的温度达到610℃或以上时，就会在它的表面形成液态灰层，它对碳钢、低合金钢及奥氏体钢等都会发生侵蚀作用。当烟气中存在氧化硫时，产生的Na2S2O7与V2O5合在一路具有更严峻的侵蚀作用。内灰层温度接近600℃时就开始发生侵蚀，

700～750℃时侵蚀最严峻。燃油锅炉的这种高温侵蚀又称为钒侵蚀。

三、减少或避免高温积灰与侵蚀的方法 1． 主蒸汽温度不宜太高 2． 操纵炉膛出口烟温

3．管子采纳顺流布置，加大管间节距 4．选用抗侵蚀材料 5．采纳添加剂

6．按期吹灰并提高吹灰成效 7．低氧燃烧。

四、过热器和再热器的高温破坏

过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件。

在高温下金属的机械强度明显降低。高温金属在承压状态下，还有另一特点：即便金属所经受的应力远未达到它的强度极限，但在应力和高温这两个因素的长期作用下，金属持续不断地发生缓慢的变形，最后致使破坏。承压金属在高温下所发生的缓慢变形，叫做蠕变。

侵蚀和磨损会使管壁变薄、应力增大，并加速管子的损坏；周期性的温度转变或管子的振动会产生交变应力，使金属内部结构发生转变，会引发金属的疲劳损坏。因此

运行中维持稳固气温是很重要的。

五、再热器的运行爱惜

当锅炉启动、停炉和汽轮机甩负荷时；再热器内没有工质通过，对这些情形，再热器的冷却要采取专门的方法。许多具有再热系统的机组，设有旁路系统，其作用是在锅炉启动、停炉和汽轮机甩负荷时爱惜再热器。

旁路系统除爱惜再热器外，还具有以下作用: (1)在汽轮机甩负荷或负荷较少时，锅炉能够在较高负荷下运行以维持燃烧稳固，并使过热和再热汽温尽可能接近额定值。这时，锅炉多余的蒸汽经旁路送入凝汽器；

(2)在汽轮机启动时，尤其是热态启动时，会发生蒸汽温度和汽缸壁温不相和谐的情形，能够通过旁路系统来使锅炉汽温知足汽轮机的要求。

图7—48爱惜再热器

的旁路系统

（a）超高压125MW中间再热机组；(b)亚临界压力30OMW中间再热机组

l—锅炉；2—高压缸；3—再热铬；4—中压缸；5—低压缸；6—凝汽器；

7—I级减温减压旁路；8—II级减温减压旁路；9—大旁路；10—向空排汽