4．空气动力特性：空气（烟气）流速和压差的关系称之。 一．直流射流及直流燃烧器

1．卷吸：射流由于带动周围介质随着射流一起流动，从而射流质量逐渐增加，这个过程叫做卷吸。

2．射程 描述射流在周围介质中的穿透能力的物理量。

（1）射程是指从喷口沿着射流轴线到某一个截面L，在这个截面里最大的轴向速度为

Wzx?0.05W0。

（2）射程是指从喷口沿着射流轴线到某一个截面L，在这个截面里最大轴向速度已经降低到某一个数值。

3．气流的初始动量K0,见（6-1）。

4．直流燃烧器的着火热量主要来自卷吸（大部分来自卷吸，少部分来自辐射）。直流燃烧器喷口的宽高比越大，卷吸能力越强。

5．直流燃烧器的煤粉气流只有外回流区，所以着火点在外边界。讲解回流区的形成、锚定、驻点。

6．直流燃烧器美国燃烧工程公司（CE公司）应用（在所有制造的锅炉上应用，不用旋流燃烧器），水平比较高。

7．均等配风直流燃烧器：一次风喷口和二次风喷口相间隔布置，距离比较近，使得一次风和二次风接触早，适用于挥发分比较高的烟煤、褐煤。

8．分级配风直流燃烧器：一次风喷口相对集中布置，二次风喷口分级布置，使得二次风逐渐分级地和一次风混合，适用于挥发分比较低的无烟煤、贫煤。

9．下二次风的作用：提供下侧煤粉火焰所需要的氧气，托住煤粉，防止煤粉离析。 10．三次风在燃烧器的最上面，起到燃尽燃料的作用。 二．旋转射流及旋流燃烧器 见图6-4

1． 在自由旋转射流的任意一个截面内，旋转动量矩和轴向动量都是守恒的。 2． 旋流强度：旋转动量矩与轴向动量和喷口的特征尺寸的乘积的比值。

3。书上的三种旋流燃烧器，是苏联50年代的产品，不好用。基本上被淘汰了。现在用的比较多的是美国B&W公司的双调风燃烧器，其他公司的旋流燃烧器和B&W的燃烧器差不多。例如，美国FW公司、苏联的近期产品等。这里要讲解美国B&W公司的双调风燃烧器，有的有中心管，有的没有中心管。

4．旋流燃烧器有内回流区，着火点在内边界。着火的热量几乎全来自卷吸（辐射极少）。 5．旋流燃烧器的火焰比较短粗，就是说燃烧比较剧烈。

§6-2煤粉气流的着火

1． 着火热的获得依靠对流和辐射两个方面。

2． 正常着火在距离一次风喷口500～1000mm的地方比较合适。过早着火能烧坏燃烧器喷口或者造成燃烧器喷口结渣；过迟着火使得着火不稳定，增加机械未完全燃烧热损失，炉膛出口烟气温度增加，炉膛出口处结渣。

3． 把一次风煤粉气流加热到着火温度所需要的热量叫着火热。 4． 着火热的计算公式：

QZH?(V1ck?crg100?WarW??Wcq)(tZ?t1)?(ar??W)[4.19(100?t1)?2510?cq(tZ?100)]100100gWar燃料水分；?W其中V1一次风量；ck空气的比热；cr干燃料的比热；cq水蒸气的比热；

制粉系统中蒸发掉的水分；t1一次风煤粉混合物的初始温度；tZ着火温度；2510汽化潜热。 5．影响煤粉气流着火的主要因素（1）燃料性质（2）炉内散热条件（3）煤粉气流初温（4）一次风量和风速（5）锅炉的运行负荷，见P95～97。

§6-3煤粉炉的点火装置 一般这一节课不讲。

1． 带煤粉预燃室的点火装置 马弗炉老早年间在锅炉上采用，现在没有了。 2． 采用过渡燃料的点火装置 气－油－煤三级点火在唐山陡河电厂使用；油－煤二级点火各个电厂都使用。设备包括：点火小油枪、火焰检测器、主油枪。不同的是点火器。有电火花点火器；电弧点火器；高能点火器。

3． 近年来出现了无油点火器，唐山陡河发电厂的125机组上应用。用等离子枪直接点一次风燃煤粉气流，适用于经常点火的调峰机组。

§6-4煤粉炉 一．炉膛

1．炉膛的概念是一个中国的概念。外文中有燃烧室和冷却室的概念，应当说燃烧室加上冷却室叫做炉膛，燃烧室指炉膛中有化学反应的部分（空间）；冷却室是炉膛中除了燃烧室以外的部分。在炉膛中燃烧室占总容积的不到20%（燃烧器区域）；大部分是冷却室。

2． 膛应当满足的条件

（1） 有良好的空气动力特性，避免火焰冲撞炉墙。 （2） 能布置一定数量（足够多）的受热面。 （3） 有合适的热强度。

二．燃烧器的布置

1．旋流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性 有前（后）墙布置、两侧墙布置、前后墙布置。

2．流煤粉燃烧器的空气动力特性见图6-16。

3． 直流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性 布置见图6-17。

4． 影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素（1）邻角气流的横向推力（2）假想切圆直径（3）燃烧器的结构特性（4）炉膛断面形状。 三．固态排渣煤粉炉的结渣

1．结渣的定义：渣粒是以液态或半液态粘附到受热面管壁或炉墙上，形成一层紧密的灰渣层，叫做结渣。

2． 响结渣过程的主要因素

（1） 燃煤灰分特性。 （2） 炉内空气动力特性。 （3） 炉膛的设计特性。 （4） 锅炉运行负荷。

3．硅比SR?SiO2?100 （6-7）

SiO2?Fe2O3?CaO?MgO4．碱酸比

BFe2O3?CaO?MgO?Na2O?K2O? （6-8） ASiO2?Al2O3?TiO2本章下面的内容不讲解。

《锅炉原理》备课笔记7 第七章过热器和再热器

§7-1过热器和再热器的作用和工作特点

1．过热器的作用：将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。再热器的作用：提高再热蒸汽的温度达到一定数值。

2．提高过热蒸汽的温度和压力、采用蒸汽再热可以提高锅炉机组的效率。

3．过热器和再热器是锅炉中工作温度最高的部件，再热器的工作条件一点不比过热器优越。它们的工作温度都接近其温度的极限值。在运行中要尽量使金属温度不要太高。

4．对于过热器和再热器的金属而言，提高10℃工作温度，金属的寿命要减少一半。

§7-2过热器和再热器的型式和结构及其汽温特性 一．过热器和再热器的型式

1． 型式有对流式、辐射式和半辐射式。

2． 对流式过热器和再热器有逆流、顺流、混合流；有单管圈、双管圈、多管圈；有顺列、错列；有立式、水平式；平行于前墙、垂直于前墙。

3． 辐射式过热器是指吸收炉膛辐射的过热器。半辐射式过热器（就是屏式过热器）是指吸收炉膛辐射比较多（辐射吸热超过总热量的一半左右）的过热器。对流式过热器是主要吸收对流热的过热器。

4． 为什么要用屏式过热器：（1）防止过热器的管子搭渣桥。（2）吸收炉膛热量，降低炉膛出口烟气温度。（3）管间有比较大的空间，因而有效辐射层厚度比较大，有利于辐射传热，迅速降低烟气温度。（4）由于管子数量比较少，可以提高蒸汽的质量流速，有利于保证管子的安全。

二．过热器和再热器的系统

1．布置过热器系统的几个问题？（1）饱和蒸汽从汽包出来，首先进入顶棚过热器。因为顶棚过热器的受热强度大、热偏差大，这时的蒸汽温度比较低，安全有保障。（2）过热器要分级，每级不超过250～420kJ/kg.，否则热偏差太大，金属管子不安全。（3）后屏过热器不能当高温过热器，因为后屏过热器在炉膛出口，烟气温度高，如果蒸汽温度也高，金属管子就不安全了。（4）过热器系统的喷水减温器一般安排两级。第一级在后屏过热器的入口，粗调蒸汽温度，保证后屏过热器管子的安全；第二级在最后一级过热器之前，细调蒸汽温度，保证过热蒸汽的最终温度。

2．高温过热器和高温再热器的金属管子一般要用合金钢（合金元素总量超过5%的金属）管子。例如12Cr1MoV、钢102、苏联的П11、美国的T91等等。

3．典型的过热器系统：汽包—顶棚过热器—低温对流过热器—屏式过热器—高温对流过热器冷段—高温对流过热器热段。

4．锅炉的型号：第一段符号以字母开开头表示制造厂例如HG、SG、WG、DG。第二段符

2

号表示最大连续蒸汽量/锅炉蒸汽压力（表压,用kgf/cm为单位），例如670/140、220/100等。第三段符号是数字，表示这种锅炉的制造序列编号。例如1、2、3等。近年来引进美国CE公司技术以后，锅炉的型号写法有所不同：锅炉最大连续蒸汽量－蒸汽的压力（用Mpa）。

5．再热器的工作特点：

（1）再热器是一个中压过热器，蒸汽压力低、蒸汽密度小、放热系数小，对金属管壁的冷却能力差。

（2）受到阻力损失的限制，很少用混合、交叉，因而热偏差大。

（3）一方面进口的蒸汽是高压缸的排汽，低负荷时来汽温度降低了，但是要求出口汽

温达到额定值，这就要求再热器多吸收热量。另一方面再热器布置在过热器的后面，有比较强的对流特性，低负荷时吸热少。两个因素矛盾，因此要再热器系统有比较大的调温幅度。 三．过热器和再热器的汽温特性

1． 汽温特性的定义：就是汽温和锅炉负荷的变化关系。 2． 汽温特性的内容：辐射式过热器的出口汽温随着负荷的升高而降低；对流式过热器的出口汽温随着负荷的升高而升高。

3． 随着负荷升高汽温升高的蒸汽的特性，也就是说这个蒸汽的汽温特性和对流过热器的蒸汽特性一样，我们说这个蒸汽具有对流特性。随着负荷升高汽温降低的蒸汽的特性，也就是说这个蒸汽的汽温特性和辐射过热器的蒸汽特性一样，我们说这个蒸汽具有辐射特性。

4． 再热蒸汽的汽温特性是对流的，因为它远离炉膛出口，因而有比较强的对流特性。

§7-3热偏差

一．热偏差的概念

1．热偏差的定义：并列工作的管子焓增不同的现象。这个定义是广义的，对过热器、再热器、省煤器、水冷壁都是正确的。这个定义没有讲热偏差形成的原因。

2．热偏差系数的公式：???ip?i0??q?H （7-1） ?G3.三个系数：吸热不均系数、结构不均系数、流量不均系数。其中吸热不均系数（主要是结构因素（位置），中间的管子吸热多，边上的管子吸热少）影响最大，结构不均系数一般为1，就是没有影响。流量不均系数影响不大。

4．联箱效应 联箱的连接方法不同，对管子的热偏差的影响。

（1） 讲解P135的图7-13的例子。

（2） 出一个任意连接方式的示意图，画出它的静压曲线。 5．P136的推导，（7-10）的式子，说明吸热不均引起流量不均。应当说反过去又影响吸热不均，又影响流量不均，这个是反复影响的。但是这个影响过程是衰减很快的。

6．流动特性 分为强制工质流动受热面的流动特性（吸热多的管子，工质流量少）和自然循环工质流动受热面的流动特性（吸热多的管子，工质流量多）。自然循环工质流动受热面的流动特性在第十二章讲解。

二．过热器热偏差的计算 不用讲解。只要看P139的结论。

§7-4运行中影响汽温的因素

1．运行中影响汽温的因素 锅炉负荷、过量空气系数、给水温度、受热面的污染情况、饱和蒸汽用汽量、燃烧器的运行方式、燃料的种类和成分。

2．运行中造成炉膛中火焰中心上升的因素有哪些？（1）煤粉颗粒变大；（2）底部热风（下二次风）加大；（3）摆动燃烧器的摆角上摆；（4）多使用了上排燃烧器；（5）原煤的灰分变大；（6）锅炉负荷增加。

§7-5蒸汽温度的调节方法

1．蒸汽温度的调节方法的分类：蒸汽侧调节和烟气侧调节；过热蒸汽温度调节和再热蒸汽温度调节；降温调节和升温调节；单向调节和双向调节等等。

2．喷水减温器 这个是蒸汽侧调节、过热蒸汽温度调节、降温调节、单向调节。 3．喷水减温器的减温幅度是30℃（额定负荷的时候，两级减温器的减温幅度之和）。减温水量是额定蒸发量的5～8%。