一、过热器
(一)过热器的作用
过热器的作用是将饱和蒸汽在压力不变的情况下加热成为一定温度的过热蒸汽。对于火力发电厂来说，要提高循环效率，必须提高蒸汽的初始参数(温度和压力)，如过热蒸汽温度提高14～15℃，则蒸汽消耗可降低l%。此外，一些特殊工艺流程也需要较高温度的过热蒸汽。
(二)过热器的构造
过热器是由多根无缝钢管弯制成蛇形管，管子的两端分别焊接于两个圆形或矩形的集箱上而组成。
无缝钢管钢材的选取，要根据过热器的蒸汽压力、温度和装置在锅炉炉内所处的位置的温度来决定。一般采用直径不大的无缝钢管制成。常用的管子外径是φ38、φ32mm两种，壁厚多为3～4mm。过热器管壁温度≤480℃时，采用20号碳素钢；如超过480℃，则采用合金钢管。
过热器管与集箱的连接，有胀接和焊接两种。采用胀接的，集箱上应开有相应的手孔，这种连接形式安装费工，且易渗漏，因此现在大都采用焊接。
(三)过热器的分类
1.按过热器的结构和装置形式
可分为立式和卧式两种。
(1)立式过热器及其装置形式。立式过热器是工业锅炉上最常用的一种，如图3-26所示。它是垂直悬挂安装的，这种过热器不易积灰，蛇形管不需另外吊装装置，支撑集箱的钢架可固定在炉墙或烟道外部的钢架上，能自如膨胀。其缺点是疏水困难，每次开炉前需借助蒸汽的压力疏水，疏水不尽，停炉时管内积水，易造成腐蚀。
图3-26 立式过热器
(2)卧式过热器及其装置形式。卧式过热器如图3-27所示。这种过热器是水平装置的，其优点是疏水方便，不易结垢；缺点是管子间易积灰，吊装麻烦，而且悬挂件及支架置于高温中容易过热烧坏。
2.按传热方式
可分为对流式、辐射式和半辐射式三种。
图3-27 卧式过热器
(1)对流式过热器装置在炉膛出口处后面的烟道内，靠烟气流动时对过热器的冲刷而获得热量。
(2)辐射式过热器装置于火焰温度高达1000℃以上的炉膛上部，它主要靠高温辐射而获得热量。
(3)半辐射式过热器装置于炉膛出口处，既依靠高温辐射获得热量，又依靠烟气对流获得热量。
辐射式和半辐射式过热器多用高参数、大容量的锅炉上。
3.按蒸汽与烟气的流动方向
可分为顺流式、逆流式和混流式三种。
图3-28 过热器的几种布置
(1)顺流式布置。如图3-28(b)。此种布置的蒸汽与烟气的流向相同，平均温差小，其热交换比逆流布置的弱些，所需传热面积大。由于蒸汽入口正处在高温烟气的区段，若蒸汽带水严重，进口处几排管内易结盐垢，使管壁温度升高。这种布置往往促使烧坏管子的危险性增大。
(2)逆流布置，如图3-28(a)。这些布置的蒸汽与烟气的流向相反。从传热效果来说，此种布置热交换最佳，可以得到最大的平均温差。与顺流相比，达到同样的过热温度所需的传热面积则有所减少，节省了钢材。但是最前面的几排管子，其内是高温蒸汽，其外是高温烟气，不仅易过热烧坏，且管间易结焦。因此，前几排管子，当过热管的壁温超过480℃时；必须采用合金钢管。
(3)混流布置，如图3-28(c)。此种布置的蒸汽进出口均在烟气中部.蒸汽先由低温烟气加热，再导至前部被高温气加热。从蒸汽与烟气的流动方向来说，是先逆后顺；从蒸汽被加热的过程来说，是由低到高。此种布置方式，曲于蒸汽进口在烟气低温区段，进口处管子内即使有盐垢集结，管壁过热的危险也比顺流小得多。
上述3种布置方式，以混流式为最好，它利用了顺流和逆流两种布置的优点，避免了它们的缺点，对过热器工作可靠性有所改善，同时也保证了有较大的平均温差。
(四)过热器应装的附件
(1)过热器的出口处应装有疏水阀。过热器有进口集箱装置的也应有疏水阀。
(2)过热器出口集箱上应有装有安全阀、压力表、测量温度的仪表以及排气阀。
二、省煤器
(一)省煤器的作用
工业锅炉的排烟温度一般应控制在160～180℃，但实际往往高于这个温度，有的高达250～300℃，许多热量被烟气白白带走。为了利用烟气的这部分余热，在锅炉的尾部烟道内装设省煤器，来提高锅炉给水温度，节约热能。现在国内容量大于2t/h的锅炉都装有省煤器。
由于省煤器出口水温要比锅筒中饱和水温低几十到一百多摄氏度，因此在相同的烟温下，装置省煤器要比依靠增加水冷壁管、对流管束，可得到更大的传热效果。省煤器出水的流向与烟气逆向流动，采用带鳍片的铸铁管或采用小直径的钢管使传热面积增大，因此省煤器可比同样蒸发受热面少一半面积就可得到同样的蒸发量。省煤器名称的由来就是因为它能充分利用余热，降低排烟温度，提高给水温度，从而提高了锅炉热效率，也就是节省了燃料。椐资料和经验表明，省煤器出水温度每升高1℃，排烟温度能平均降低2～3℃；给水温度每升高6～7℃，可节省燃料1%。锅炉安装省煤器后一般可节省燃料5%～10%。另外加装省煤器还可减轻水中有害气体对锅炉本体的腐蚀，减少进水管与锅筒连接处的热应力。
(二)省煤器的分类
省煤器按给水被加热的程度，可分为非沸腾式和沸腾式两种，按材质可分为铸铁省煤器和钢管煤器两种。非沸腾式省煤器多用铸铁的，但也有少数用钢管的；而沸腾式省煤器只能用钢管制作。
铸铁省煤器是铸成的鳍片管，两端是方形法兰，每两组省煤器管用180℃的铸铁弯头连接，使省煤器连成一片，铸铁省煤器管及弯头如图3-29所示。这种省煤器多应用在工作压力不高于2.5MPa的锅炉上。铸铁省煤器由于强度低，不耐冲击，不允许将给水加热到沸腾温度，以防产生蒸汽，从而造成省煤器管水击事故，因此它只作为非沸腾式省煤器，省煤器出口水温应比其工作压力下的饱和温度低30～50℃。
铸铁省煤器耐腐蚀，对没有除氧设备的锅炉尤为适宜。但这种省煤器也有易积灰、烟气阻力大，接头处易渗漏、较笨重等缺点。铸铁省煤器的组装图如图3-30所示。
图3-29 铸铁省煤器管与弯头
图3-30 铸铁省煤器
铸铁省煤器的管路系统如图3-3l所示，进水口应有给水截止阀和给水止回阀。为了避免因省煤器损坏而被迫停炉，应装旁通水管和放水管、放水阀。出水口应有安全阀、压力表、温度计、给水截止阀和给水止回阀，另外，为防止省煤器可能聚集空气还要有排气阀和排气管。省煤器出口还应有通往软水箱的回水管路，并且采用旁通烟道防止升火时烧坏省煤器。
图3-31 铸铁省煤器的管路系统
1.旁路阀 2.安全阀 3.温度表 4.空气阀 5.压力表 6.截止阀 7.止回阀 8.放水阀 9.锅筒 10.省煤器 11.水箱 12.主烟道 13.旁烟道
在容量较大的工业锅炉上，给水温度较高、压力较高、且给水已作除氧处理的则宜用钢管省煤器。钢管省煤器体积小、重量轻、能承受高压、不怕水击、不易堵灰、既可用作非沸腾式的，又可用沸腾式的。它直接和锅筒相连，不要旁路烟道和旁通给水、锅炉升水时只需将省煤器的入口与下锅筒相连，组成自然再循环回路即可。但钢管省煤器蛇形管也有内部难以清理，不耐腐蚀，给水必须除氧等不足之处。钢管省煤器亦称沸腾式省煤器，其装置如图3-32所示。
图3-32 沸腾式钢管省煤器及装置
三、空气预热器
(一)空气预热器的作用
空气预热器是将冷空气预热成热空气，再送入炉内供燃料燃。烧的装置，它对降低排烟温度提高锅炉热效率也是很有效的。根据经验数据，预热空气温度每提高100℃，约可节约煤5%。工业锅炉中蒸发量为6.5t/h以下的锅炉很少用空气预热器，都是用省煤器来降低烟温的，但在下列3种情况之一时可考虑采用空气预热器：
(1)锅炉回水温度较高，升温范围不大。
(2)燃用多水分、多灰分或低挥发分的劣质燃料，用热风可帮助稳定燃烧。
(3)采用煤粉燃烧，需要用热风进行干燥。
(二)空气预热器的分类
工业锅炉中一般采用管式空气预热器，其结构如图3-33所示。它由许多平行的有缝薄壁钢管和上下管板及预热器箱体组成，烟气在管内由上而下流动，纵向冲刷内壁；空气则在管外空间作横向流动，冲刷管外壁，由下而上经过两个回程。板式和回转式空气预热器很少采用。
图3-33 管式空气预热器
空气预热器常用φ40～5lmm外径的管子，空气预热器的各部分热膨胀量不同，安装时要考虑加膨胀节。空气预热器的高度不宜过高，用φ40mm钢管的，高度不应高于5m；φ5lmm钢管的，高度不应高于8m。如果燃料要求送人炉内的空气温度较高时，可以将空气预热器做两级布置。空气预热器的烟气出口温度不宜低于露点，否则容易产生低温烟气腐蚀，亦即烟气中的硫酸蒸汽在较冷的金属壁面上凝结而使空气预热器管受到强烈的酸腐蚀。为防止这种腐蚀有采用将预热器的进风口置于炉顶的做法，也有的用硅硼耐热玻璃做空气预热器，其寿命可提高数倍。
空气预热器一般布置在省煤器之后。
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