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第三節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐基本知識第三節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐的傳熱第一節(jié) 風(fēng)煙系統(tǒng)流程第二節(jié) 風(fēng)煙系統(tǒng)設(shè)備組成第六章 循環(huán)流化床鍋爐的計算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）第三節(jié) FSSS 保護(hù)系統(tǒng)第七章 循環(huán)流床鍋爐的試驗和調(diào)試第七節(jié) 除灰、除渣系統(tǒng)調(diào)試第八章 循環(huán)流化床鍋爐的啟動和停運(yùn)第一節(jié) 啟動前的檢查和準(zhǔn)備工作第九章 循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行調(diào)整第一節(jié) 運(yùn)行調(diào)整要求第二節(jié) 鍋爐運(yùn)行參數(shù)的控制與調(diào)整范圍第八節(jié) 一、二次風(fēng)量調(diào)整第九節(jié) 回料閥風(fēng)量的調(diào)整第十章 循環(huán)流化床鍋爐常見的事故及處理方法第三節(jié) 故障停運(yùn)條件（申請停爐）第五節(jié) 預(yù)防可燃物聚積引發(fā)的爆燃事故第六節(jié) 循環(huán)流化床鍋爐耐火材料塌落事故汽水設(shè)備主要是指鍋爐中的蒸發(fā)設(shè)備和過熱/再熱設(shè)備。在鍋爐受熱面中，吸收高溫?zé)煔獾臒崃考訜崴a(chǎn)生飽和蒸汽的受熱面，稱為蒸發(fā)受熱面。蒸發(fā)受熱面和與它直接相配合工作的設(shè)備稱為蒸發(fā)設(shè)備，蒸發(fā)設(shè)備組成了鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)。在鍋爐受熱面中，通過吸收高溫?zé)煔獾臒崃?，加熱飽和蒸汽或使蒸汽再熱的受熱面，稱為過熱器受熱面或再熱器受熱面。通常又將布置在尾部煙道中的受熱面，稱為尾部受熱面。尾部受熱面還包括省煤器和空氣預(yù)熱器。省煤器是加熱給水的受熱面，空氣預(yù)熱器則是加熱空氣的受熱面。通過加熱給水和提高參與燃燒的空氣溫度，可以進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。學(xué)習(xí)鍋爐知識，請關(guān)注微信公眾號鍋爐圈！尾部受熱面的工作條件比較惡劣。過熱器和再熱器所在區(qū)域的煙溫較高，蒸汽的換熱能力又比水的換熱能力差，因此過熱器和再熱器的管壁溫度較高；在省煤器區(qū)域，由于煙氣所帶飛灰粒子硬度高、表面棱角銳利，對省煤器的磨損比較嚴(yán)重；由于煙氣中的酸蒸汽易于凝結(jié)在管壁上，因此空氣預(yù)熱器低溫段容易遭受酸腐蝕和堵灰。這些問題都需要在鍋爐運(yùn)行中多加注意。水在鍋爐的受熱面中由不飽和水加熱成過熱蒸汽必須經(jīng)過加熱、蒸發(fā)和過熱三個階段，這三個階段在爐內(nèi)有著各自的系統(tǒng)，但是都通過汽包作為連接樞紐。未經(jīng)除氧的水進(jìn)入鍋爐，會對鍋爐(主要是省煤器）產(chǎn)生氧腐蝕，縮短省煤器的壽命。省煤器的氧腐蝕使得給水中的含鐵量增加。 
利用水中的溶解氧隨著水溫的升高而降低的特性來達(dá)到除氧的目的。一般都是將水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度。鍋爐給水經(jīng)除氧器熱力除氧后，經(jīng)給水泵加壓后先通過給水操作平臺后再進(jìn)入省煤器。給水操作臺有2 路管道可以給鍋爐上水。1）主路上水管道，能滿足 30%～100%負(fù)荷工況下的鍋爐給水。2）旁路給水管道，能滿足 10%～30%負(fù)荷工況下的鍋爐給水，用于鍋爐啟動過程中的鍋爐上水。主要是通過調(diào)節(jié)給水泵液力偶合器（勺管）的轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)給水量，必要時也可以用給水調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)，但節(jié)流損失大。給水進(jìn)入尾部省煤器進(jìn)口集箱，逆流向上經(jīng)過臥式布置省煤器進(jìn)入出口集 箱，從再通過連接管進(jìn)入鍋筒。給水引入鍋筒水空間并通過集中下降管和下水連接管與水冷壁、水冷屏進(jìn)口集箱相連接。給水向上流經(jīng)爐膛水冷壁被加熱成為汽水混合物。隨后經(jīng)各自的上部出口集箱，通過汽水引出管引入鍋筒進(jìn)行汽水分離。被分離出來的水重新進(jìn)入鍋筒水空間，并進(jìn)行再循環(huán)。被分離出來的干燥蒸汽從鍋筒頂部的蒸汽連接管引出。蒸汽從鍋筒引出后，由左右導(dǎo)汽管引入尾部包墻過熱器加熱，再匯集于過熱 器進(jìn)口集箱，逆流向上進(jìn)入水平順列布置的過熱器管束，然后進(jìn)入過熱器出口集箱，蒸汽從過熱器出口集箱出來后經(jīng)過減溫器后進(jìn)入集汽集箱，送給熱用戶。單位面積上所承受的均勻垂直作用力稱為壓力（物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)）。單位是帕斯卡，簡稱為帕（Pa）。由于單位太小，工程上常用兆帕(MPa)或 千帕(kPa)表示：在工程中，工質(zhì)的壓力是用壓力表來測定的。壓力表在測定壓力時，一方面承受工質(zhì)的壓力，同時也承受大氣的壓力。因此，壓力表所指示的壓力，是工質(zhì)真實(shí)壓力與大氣壓力之差，稱為表壓力，也稱相對壓力。負(fù)壓：當(dāng)工質(zhì)的絕對壓力低于大氣壓力時，其表壓力是負(fù)值，故稱為負(fù)壓。此時，用壓力表測得的數(shù)值是絕對壓力低于大氣壓力的部分，我們稱之為真空。溫度是表征物體冷熱程度的物理量。從微觀上來講，溫度標(biāo)志分子熱運(yùn)動的強(qiáng)弱程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測量 溫度的基本單位。溫標(biāo)主要有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為 0 度，水的沸點(diǎn)為 100 度， 中間劃分 100 等分，每第分為報氏 1 度，用 t 表示，符號為℃。
溫度測量儀表按測溫方式可分 為接觸式和非接觸式兩大類。在接觸式溫度測量儀 表熱電偶和熱電阻是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件。500℃以上一般選擇熱電偶，500℃以下一般選擇熱電阻。單位質(zhì)量工質(zhì)所占有的容積稱為比容，以符號ν表示；單位 容積工質(zhì)的質(zhì)量稱為密度，用符號ρ表示；物質(zhì)的密度和比容互為倒數(shù)。氣體的 比容是隨其溫度、壓力的不同而變化的，計算時多取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（即 0℃、標(biāo)準(zhǔn)大 氣壓）下的數(shù)值。幾種常用氣體的比容列于下表中。
液體變成蒸汽的過程稱為汽化。氣化速度取決于液體的溫度，而液化速度取決于蒸氣的壓力。在液體的表面進(jìn)行的汽化過程稱為蒸發(fā)。液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生劇烈氣化的現(xiàn)象稱為沸騰。在一定的壓力下，每千克飽和溫度的水變成飽和蒸汽所需的 熱量稱為汽化潛熱，單位是 kj/kg。汽化潛熱隨著壓力升高而降低。水蒸汽凝結(jié)成水的過程稱為凝結(jié)。水蒸汽凝結(jié)成水的過程中放出 潛熱，其數(shù)值與對應(yīng)壓力下的汽化潛熱相等。水蒸汽凝結(jié)成水的最高溫度稱為露點(diǎn)。水蒸汽的露點(diǎn)決定于水蒸氣的分壓力。露點(diǎn)隨著水蒸汽的分壓力提高而升高。當(dāng)氣體中全部是水蒸汽時，露點(diǎn)就等于對應(yīng)壓力下的飽和溫度。水在一定壓力下，沸騰時的溫度稱為飽和溫度，飽和溫度和壓力是一一對應(yīng)的，飽和溫度隨壓力的增加而提高。在一定的壓力下，水沸騰時產(chǎn)生的蒸汽稱為飽和蒸氣，或溫度等于對應(yīng)壓力下飽和溫度的蒸汽稱為飽和蒸氣。不含水分的飽和水蒸汽稱為干飽和水蒸汽。含有水分的飽和水蒸汽稱為濕飽和水蒸汽。溫度高于對應(yīng)壓力下的飽和溫度的蒸汽稱為過熱蒸汽。蒸汽過熱的程度稱為過熱度。過熱度在數(shù)值上等于過熱蒸汽溫度減去對應(yīng)壓力下的飽和蒸汽溫度。當(dāng)壓力升高至 22.1MPa，相應(yīng)的飽和溫度為 374.15℃時，飽和蒸汽的比體積與飽和水的比體積一樣（飽和水與干飽和蒸汽的密度差將為0， 有同樣的壓力和溫度，還有相同的密度和比容），均為 0.0099 m3/kg，此時的壓力即為臨界壓力，汽化潛熱為 0。對流、輻射、傳導(dǎo)三種傳熱方式。物體以電磁波的形式向外傳遞熱量，稱為輻射傳熱。任何物體只要溫度高于絕對零度，都能向外輻射電磁波，只是溫度不同的物體向外輻射的熱量大小不一樣而已。學(xué)習(xí)鍋爐知識，請關(guān)注微信公眾號鍋爐圈！由于流體 (液體或氣體）位置的變化而發(fā)生的熱量傳遞，稱為對流傳熱。物體中由于微觀粒子 (分子、原子或電子）的熱運(yùn)動而傳遞熱量的過程，稱為熱傳導(dǎo)。在自然界中，任何物體都具有能量，其能量既不能增加也不能減少，只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，這就是能量守恒定律。熱量不可能自動地從低溫物體傳給高溫物體，這是熱力學(xué)第二定律的一種表達(dá)方式。任何熱機(jī)工作時，都要受熱力學(xué)第二定律的制約。工質(zhì)在經(jīng)過一系刮的狀態(tài)變化過程后，又回復(fù)到原始狀態(tài)的 過程稱為循環(huán)。如在火力發(fā)電廠中，水在鍋爐中吸熱變成高溫高壓蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，做功后的乏汽在凝汽器中冷凝成水，再經(jīng)給水泵送回鍋爐，重新吸熱變成蒸汽。如此周而復(fù)始，構(gòu)成封閉的熱力循環(huán)。大多數(shù)物質(zhì)在外壓不變的情況下，受熱后體積隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象，稱物體的熱膨脹。不同的物質(zhì)，在溫升相同的情況下的膨脹值是不一樣的，其中氣體最大，液體次之，固體最小。物體溫度上升 1℃所引起的體積增大值與其 0℃時體積之比值，稱膨脹系數(shù)。一切氣體則都是受熱膨脹，受冷收縮。而且一般氣體（理想氣體）的膨脹程度總是一樣的，即在外壓不變的情況下，總是溫升 1℃，體積增大 0℃時的 1/273。對于一定質(zhì)量的氣體，其體積與溫度成正比。水的熱膨脹：水在 4℃以上和 0℃以下時，其熱膨脹特性與其它大多數(shù)物質(zhì)一樣，受熱膨脹，受冷收縮。而水在 0~4℃之間，卻是受熱收縮，受冷膨脹。0℃的水結(jié)成 0℃的冰，體積要增大 1/9。因此，在冬季對盛水的密閉容器及管道， 要特別注意防凍。一切物質(zhì)都是由分子組成的。在相同的體積中，氣體和液體的分子數(shù)要比固體少得多，分子間的空隙就比較大，因此，分子之間的內(nèi)聚力小，分子運(yùn)動劇烈。這就決定了氣體和液體不能保持固定的形狀而具有流動性，所以，我們稱氣體和液體為流體。一般稱液體為不可壓縮流體。當(dāng)溫度不變時，氣體的體積與壓力成反比，即壓力增加一倍，體積縮小為原來的一半。由于壓力變化對氣體體積影響明顯，故一般稱氣體為可壓縮流體。壓力管道，一般應(yīng)選用無縫鋼管，管道的規(guī)格以管道的公稱壓力 PN 和公稱直徑 DN 來表示。鍋爐主蒸汽管道，應(yīng)根據(jù)其介質(zhì)壓力的高低及溫度的高低來選擇，輸送蒸汽介質(zhì)溫度在 400℃以上的必須選用耐高溫的合金鋼管。管路的最低部位，必須設(shè)置可靠的疏水，蒸汽的使用地點(diǎn)，必須裝設(shè)溫度壓力的測定裝置，高低壓管線，應(yīng)設(shè)置減壓裝置。蒸汽和水管在布管時，必須按照介質(zhì)的流動方向呈 3~5‰的坡度布置，這樣既可減少阻力，也便于疏水及放水。具有壓力和溫度的管道，應(yīng)考慮管道的自由伸縮。一般盡量利用管道的自然轉(zhuǎn)彎來考慮其膨脹和收縮，當(dāng)直管段長度超過 20m 時，應(yīng)考慮設(shè)計伸縮節(jié)裝置。伸縮節(jié)一般采用 “Ω和“Π”形伸縮節(jié)。管道應(yīng)使用支架固定．也有采用懸吊裝置的。無論采取何種支架，都應(yīng)能滿足壓力管道的自由伸縮要求。不能用抱箍固定不動。同時，還要考慮管道在受熱 過程中，因其自然伸縮，造成管道外壁與支點(diǎn)之間的往復(fù)摩擦損壞，一般都采用 滾動支點(diǎn)，即管道外壁與支架上的滾軸接觸，以減輕摩擦損害。如在同一支架上 敷設(shè)多根管道時，應(yīng)使大管件靠內(nèi)布置，小管件靠外，以便檢查管道運(yùn)行使用情 況和方便維修。架空管道一般應(yīng)高于地面 2m 以上。如有車輛通過的主要通道，其高度應(yīng)為 5m 以上。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)有溫度控制要求時，必須進(jìn)行保溫或隔熱，這樣可以減少介質(zhì)的散熱損失，以及高溫裸露可能對人體的傷害。其保溫層厚度，視保溫材料而定，其保溫層表面溫度不得超過 50℃。管道的染色必須能正確指示管道內(nèi)的工作介質(zhì)，一般工業(yè)鍋爐：飽和汽管為紅色，過熱汽管為紅色黃環(huán)；電站鍋爐過熱汽管為紅色，飽和汽管為紅色黃環(huán)，給水為綠色，軟水為綠色白環(huán)。工業(yè)水管為黑色，疏水為綠色黑環(huán)，排污水為黑色。氣管為藍(lán)色，油管為黃色，鹽液管為黃色等。管道的外表面還應(yīng)使用規(guī)格箭頭標(biāo)明介質(zhì)的流動流向。省煤器是利用鍋爐尾部的煙氣熱量來加熱給水的一種熱交換裝置。省煤器的應(yīng)用，開始是為了降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料消耗量，因此稱為省 煤器。省煤器中的工質(zhì)是給水，給水的溫度要比飽和溫度低得多，省煤器中的平均 水溫一般也要比爐水溫度低幾十度，因此傳熱溫差大，特別在省煤器為逆流布置時更為顯著。其次，由于工質(zhì)在省煤器中為強(qiáng)制流動，省煤器可以布置得很緊湊。學(xué)習(xí)鍋爐知識，請關(guān)注微信公眾號鍋爐圈！由于溫差和傳熱系數(shù)的提高，使得在對流蒸發(fā)受熱面的一般煙溫范圍內(nèi)，降低相同的煙氣溫度時，所需的省煤器受熱面差不多僅為蒸發(fā)受熱面的一半。此外，省煤器的單位受熱面價格也比蒸發(fā)受熱面要低。1) 按給水被加熱的程度：可分為非沸騰式和沸騰式兩種。2) 按制造材料分：有鑄鐵和鋼管省煤器兩種。非沸騰式省煤器多采用鑄鐵制成的，但也有用鋼管制成的，而沸騰式省煤器只能用鋼管制成。鑄鐵省煤器不耐水擊，不允許產(chǎn)生蒸汽，而且鍋爐的壓力超過 2. 5MPa 時，應(yīng)當(dāng)采用鋼管制成的省煤器。4) 按排煙與給水的相對流向分：有順流式、逆流式和混合式三種。5) 按結(jié)構(gòu)形式分：光管省煤器和翅片式省煤器。大型循環(huán)流化床鍋爐省煤器一般布置在尾部煙道中。國產(chǎn)大型高壓或超高壓循環(huán)流化床鍋爐對流式鋼管省煤器，一般采用尺寸為 Φ32 × 4 或Φ42×5mm 的鋼管制造，管材為 20g，有光管和肋片管兩種結(jié)構(gòu)形式，通常采用螺旋肋片管。省煤器上還設(shè)置有充氮及排放空氣的連接管座和閥門；省煤器入口聯(lián)箱上設(shè)有放水門。省煤器入口聯(lián)箱上裝有帶截止閥和止回閥的鍋爐充水和酸洗沖水及排水的連接管座。省煤器入口聯(lián)箱設(shè)置有牢靠的固定點(diǎn)，能承受主給水管道一定的熱膨脹推力和力矩。對流式省煤器通常掛在省煤器出口懸吊管上，對流式過熱器、對流式再熱器管束也掛在省煤器出口懸吊管上。
鍋爐啟動時，為保護(hù)省煤器，省煤器出口集箱與汽包之間設(shè)有再循環(huán)管，以便在鍋爐起停過程 中使省煤器能夠得到有效的冷卻，防止省煤器中的水靜滯汽化而損 壞省煤器。在鍋爐升火和停爐時，當(dāng)中斷給水時保護(hù)省煤器。因為在升火和停爐48 時，當(dāng)不上水時，省煤器中的水是不流動的，高溫?zé)煔庥锌赡馨咽∶浩鞴軣龎?。開啟省煤器再循環(huán)閥，利用汽包與省煤器工質(zhì)比重差而產(chǎn)生從汽包到省煤器的自然循環(huán)，省煤器受熱產(chǎn)生的蒸汽可以通過省煤器出口至汽包的導(dǎo)管進(jìn)入汽包，從而使省煤器管得到冷卻。鍋爐停止上水時省煤器再循環(huán)閥必須開啟，使汽包與省煤器之間產(chǎn)生水循環(huán)保護(hù)省煤器。省煤器泄漏后，省煤器再循環(huán)不得打開。鍋爐給水經(jīng)除氧器熱力除氧后，經(jīng)過給水泵加壓后先進(jìn)入省煤器入口集箱，經(jīng)過水平布置的省煤器進(jìn)一步吸熱，從省煤器的出口集箱流出后基本達(dá)到飽和狀態(tài)甚至沸騰，最后由省煤器引出管接至鍋筒。按照鍋爐工作介質(zhì)（簡稱工質(zhì)）的流動方式，鍋爐分自然循環(huán)和強(qiáng)制流動兩大類。
如圖所示，鍋爐中的汽包、下降管、下聯(lián)箱和水冷壁管組成了循環(huán)回路。鍋爐在冷態(tài)下，下降管中 的水和水冷壁中水的溫度是相同的，兩者的重度（密度）是相等的，因此，爐水不會流動。在運(yùn)行狀態(tài)下，水冷壁吸收爐膛火焰的輻射熱，產(chǎn)生一部分蒸汽。水冷壁管中汽水混合物的重度比爐膛外不受熱的下降管中水的重度小，兩者的重度差與降水管循環(huán)回路高度的乘積稱為流動壓頭。爐水在流動壓頭的推動下不斷循環(huán)。因爐水循環(huán)不依靠外力推動，故稱為自然循環(huán)。鍋爐受熱面中，工質(zhì)的流動則是借助于水泵（液下泵）的壓力來實(shí)現(xiàn)的。蒸發(fā)設(shè)備能否安全地工作在很大程度上取決于是否有可靠的水循環(huán)，即蒸發(fā)受熱面管內(nèi)是否有連續(xù)流動的水來冷卻它，這也是鍋爐安全工作的關(guān)鍵。若不能對管子進(jìn)行有效的冷卻，則在爐膛高溫環(huán)境下，管子就有過熱損壞的危險。就是吸收燃料燃燒放出的熱量，使水受熱汽化變成飽和蒸汽。采用汽水自然循環(huán)方式運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐，其蒸發(fā)設(shè)備主要是由汽包、下降管、水冷壁、翼墻管（懸吊屏）、聯(lián)箱及一些連接管道所組成。這些部件在鍋爐中的相互位置及連接關(guān)系如圖所示。由省煤器來的給水進(jìn)入汽包，汽包的上半部充滿蒸汽，叫汽空間；下半部充滿水，叫水空間或水容積，汽、水空間的交界面稱為汽包蒸發(fā)面。從汽包下部引出的管子是下降管，它將汽包中的水一部分引至鍋爐下部，經(jīng)分配支管送入水冷壁的各個下聯(lián)箱，汽包中的另一部分水經(jīng)分配支管被引入翼墻管下聯(lián)箱。下降管及各分配支管布置在爐外不受熱。水冷壁管布置在爐膛內(nèi)的四周，緊貼爐墻。從下聯(lián)箱引入水冷壁的水，吸收爐內(nèi)高溫?zé)煔獾妮椛?/span>/對流熱并 部分汽化，變成密度比水小的汽水混合物向上流動（故水冷壁管也叫上升管），引入上聯(lián)箱，再通過汽水混合物引出管引入汽包。
汽水混合物在汽包內(nèi)進(jìn)行汽、水分離，蒸汽流入汽空間并經(jīng)飽和蒸汽引出管送出；分離出的水流入水空間并與不斷送入汽包的給水一道再流入下降管送至水冷壁/翼墻管下聯(lián)箱，繼續(xù)循環(huán)。這樣，水從汽包→下降管→（水冷壁/翼墻管）下聯(lián)箱→水冷壁/翼墻管→（變成汽水混合物）→上聯(lián)箱→再回到汽包，就形成了一個閉合的流動回路，稱為鍋爐蒸發(fā)設(shè)備的水循環(huán)回路。一臺鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)是由若干個獨(dú)立的水循環(huán)回路所組成，每個回路均由自己的下降管及其分配支管、下聯(lián)箱、水冷壁/翼墻管/水冷分隔墻（為整個爐膛水冷壁的一部分）、上聯(lián)箱所構(gòu)成，所有回路的汽水混合物最后都引入汽包。2、蒸發(fā)受熱面管中的汽水流動狀態(tài)：
在鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)中，給水經(jīng)加熱而沸騰，沸騰過程是在蒸發(fā)受熱面中進(jìn)行的。蒸發(fā)受熱面中為汽、水兩相流體，兩相流體流動中汽和水并不是均勻分布的，它們的流速也不一樣。由于熱負(fù)荷、汽水混合物中的含汽率、工質(zhì)流速和壓力等的不同，兩相流體構(gòu)成的流動狀態(tài)（或稱流動結(jié)構(gòu)）也不一樣。兩相流體的流動狀態(tài)則直接關(guān)系到沸騰過程的傳熱工況。根據(jù)實(shí)驗可知，當(dāng)汽水混合物向上流經(jīng)均勻受熱的垂直蒸發(fā)管（如水冷壁的 垂直部分）時，蒸汽在水中的分布形式是不同的，通常有四種不同的流動狀態(tài)，即泡狀流、彈狀流、環(huán)狀流和霧狀流，如圖 6-2 所示。當(dāng)受熱面熱負(fù)荷不大時，汽水混合物中的蒸汽含量較少，流速很低，只是在管壁上產(chǎn)生少量小汽泡（壁面上產(chǎn)生汽泡的那些“點(diǎn)”叫做汽化核心，這種狀態(tài) 的沸騰稱為核態(tài)沸騰），這些小汽泡分散在水中，隨著水流一起向上流動，這種 流動狀態(tài)叫做汽泡狀流動，如圖 6-2 所示的 A 段。隨著受熱面熱負(fù)荷的加大，產(chǎn)生的蒸汽量也增多，小汽泡就合并成大汽泡，占據(jù)了管子中的大部分截面。由于密度不同，汽水向上流動時，汽的流速高于水 的流速，因而水對汽泡有阻力，將汽泡逼迫成炮彈形狀，這種流動狀態(tài)稱為彈狀流動，這時彈狀汽泡與管壁之間被較薄的水層隔開，如圖 6-2 所示的 B 段。當(dāng)受熱面熱負(fù)荷再加大時，蒸汽含量更多，彈狀汽泡的長 度不斷增長，各彈狀汽泡之間的水柱則逐漸縮短，最后各彈狀 汽泡匯合成一個蒸汽柱沿管子中心向上流動，水在蒸汽柱與管 壁之間成環(huán)狀沿管壁向上流動，這種流動狀態(tài)稱為環(huán)狀（或汽 柱狀）流動，如圖 6-2 所示的 C 段。當(dāng)受熱面熱負(fù)荷進(jìn)一步增加時，蒸汽含量和汽水流速都很 大，水環(huán)逐漸變薄，最后只在管壁上形成很薄的一層水膜，由 于壁面上的水膜逐漸被“蒸干”，同時高速汽流也會將水膜撕破， 形成許多細(xì)小的水滴，并將水滴均勻分布在汽流中，汽、水形成霧狀混合物，這種流動狀態(tài)稱為霧狀流動，如圖 6-2 所示的 D 段。這時，雖然汽流中仍含有一些細(xì)小水滴，但由于管內(nèi)壁上 的水膜已不復(fù)存在，形成管壁直接與蒸汽接觸，管壁對工質(zhì)（蒸 汽）的放熱大大減弱，管壁溫度急劇升高，很容易造成管子過 熱而燒壞，這種現(xiàn)象稱為沸騰傳熱惡化。蒸發(fā)受熱面管中汽水混合物的流動特性，一般與管內(nèi)工質(zhì) 的質(zhì)量流速、蒸汽含量、壓力的高低和受熱面熱負(fù)荷的大小等因素有關(guān)。以上所述的四種流動狀態(tài)，是在熱負(fù)荷和壓力都不太高的條件下得出的。當(dāng)壓力提高時，從一種流動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N 流動狀態(tài)的范圍將縮小，甚至完全消失。對彈狀流動，由于壓 力提高時，水的表面張力減小，不易形成大的汽泡，故彈狀流動的范圍將隨壓力的升高而縮小，當(dāng)壓力達(dá) 10MPa 時，彈狀流動完全消失，這時隨著產(chǎn)汽量的增多，汽水混合物就直接由汽泡狀流動轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)狀流動（當(dāng)流速增加時，環(huán)狀流動存在的范圍也會縮小）。若增大熱負(fù)荷，則環(huán)狀流動的范圍同樣會縮小甚至完全消失，霧狀流動將會提前發(fā)生。當(dāng)熱負(fù)荷很高時，傳熱惡化將可能在汽泡狀流動范圍內(nèi)發(fā)生。這時，由于管子受熱十分強(qiáng)烈，壁面上的汽化點(diǎn)很多，在管子內(nèi)壁上汽泡的生成速度大大超過汽泡的脫離速度，管子內(nèi)壁形成一層連續(xù)而穩(wěn)定的汽膜，將水?dāng)D向管子中部，這種狀態(tài)的沸騰叫做膜態(tài)沸騰，也是一種沸騰傳熱惡化現(xiàn)象。這時，由于管壁得不到水的冷卻，而緊貼管壁的汽膜導(dǎo)熱性又很差，因而管壁的溫升十分迅速，往往造成管壁超溫破壞。從上述蒸發(fā)管的汽水流動狀態(tài)可知，要使蒸發(fā)受熱面安全可靠地工作，必須要有良好的水循環(huán)，即保證工質(zhì)以一定的速度連續(xù)流動，使管內(nèi)壁保持一層連續(xù)而穩(wěn)定的水膜，以對蒸發(fā)管進(jìn)行有效的冷卻；同時應(yīng)限制受熱面熱負(fù)荷，避免在 蒸發(fā)管的汽泡狀流動范圍內(nèi)產(chǎn)生沸騰傳熱惡化現(xiàn)象。在循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計中，水循環(huán)一般問題不太大，與常規(guī)的鍋爐水循環(huán)相近，運(yùn)行時水循環(huán)是非常穩(wěn)定的。
汽包，也叫鍋筒，位于爐前頂部，橫跨爐寬方向。汽包是鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的主要部件，起著鍋爐蒸發(fā)回路的貯水器的功能，在它內(nèi)部有分離設(shè)備以及加藥管，給水分配管和排污管等，是一個匯集爐水和飽和蒸汽的圓筒形容器?，F(xiàn)代鍋爐都只用一個汽包，橫置于爐膛的頂部，不受火焰和煙氣的直接加熱，并進(jìn)行良好的保溫。1) 是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，保證鍋爐正常的水循環(huán)2) 內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì)。3) 有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變化速度。如當(dāng)外界負(fù)荷增加而尚未進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)時，汽壓要下降，則汽包中的水溫就 要從原來較高汽壓下的飽和溫度降低至相應(yīng)于較低壓力下的飽和溫度。隨著水溫下降，水冷壁、下降管、汽包的金屬壁溫度也降低。水和金屬的溫度降低，當(dāng)然就要放出熱量，這些熱量用來使部分爐水汽化，就會多產(chǎn)生一些蒸汽（稱為附加蒸發(fā)量），這樣就部分地彌補(bǔ)了蒸汽量的不足，使汽壓下降的速度減緩。相反，當(dāng)外界負(fù)荷降低時，水和金屬會吸收熱量，使汽壓上升的速度減緩。4) 汽包上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等設(shè)備，保證鍋爐安全運(yùn)行。汽包本體是一個圓筒形的鋼質(zhì)受壓容器，由筒身（圓筒部分）和兩端的封頭 組成。筒身由鋼板卷制焊接而成，凸形封頭用鋼板沖壓而成，然后兩者焊接成一體。封頭上開有人孔，以便進(jìn)行安裝和檢修。封頭為了保證其強(qiáng)度，常制成橢球形的結(jié)構(gòu)，或制成半球形的結(jié)構(gòu)。半球形封頭的應(yīng)力分布很均勻，只要其厚度不小于筒身的厚度，強(qiáng)度是足夠的。汽包內(nèi)設(shè)置了覆蓋汽包總長范圍內(nèi)的汽水大聯(lián)通箱，可將汽包內(nèi)的爐水和進(jìn)入汽包的給水與汽包內(nèi)壁隔開，避免爐水和進(jìn)入汽包的給水與溫度較高的汽包壁 直接接觸。汽包水側(cè)內(nèi)壁絕大部分覆蓋在汽水大聯(lián)通箱之下，其壁溫與汽水混合 物溫度（即汽包工作壓力下的飽和溫度）一致，同時，也與暴露在飽和蒸汽空間 的汽包內(nèi)壁溫度一致，從而降低汽包壁溫差和熱應(yīng)力。汽包外面有許多管座，用以連接各種管道，如給水管、下降管、汽水混合物 引入管、蒸汽引出管、連續(xù)排污管、事故放水管、加藥管、連接儀表和自動裝置的管道等。汽包與這些管道的連接現(xiàn)在都采用焊接，即預(yù)先在汽包上開好管孔，在管孔內(nèi)焊上短管（稱為管座），安裝時只需將管子對焊在管座上即可。對于給水引入管等工質(zhì)溫度可能波動并低于筒壁溫度的管道，在與汽包連接時還帶有保護(hù)套管，以避免汽包壁產(chǎn)生局部應(yīng)力。為了使汽包便于與大量的管子連接，故現(xiàn)代鍋爐的汽包一般都在爐前頂部作橫向布置，即平行于前墻布置。汽包內(nèi)部裝有各種提高蒸汽品質(zhì)的裝置，如汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、連續(xù)排污裝置、加藥裝置、分段蒸發(fā)裝置，還有給水分配裝置、事故放水管等。通常在兩端封頭上都開汽包的人孔，以備安裝及檢修用，同時起通風(fēng)作用。人孔為橢圓形或圓形，人孔蓋一般由汽包里面向外關(guān)緊，這樣可以借助于運(yùn)行中汽包內(nèi)的壓力將人孔蓋壓緊。在人孔蓋與人孔的結(jié)合面處有襯墊，以確保關(guān)閉嚴(yán)密?，F(xiàn)代鍋爐的汽包通常是采用圓形人孔，其人孔蓋是事先裝在封頭內(nèi)側(cè)的，孔蓋與封頭之間是活動連接。由于現(xiàn)代鍋爐普遍采用懸吊式構(gòu)架，故汽包的支吊方式都采用懸吊，即用吊箍將其懸吊在爐頂鋼梁上，以保證運(yùn)行中汽包能自由膨脹。在中、小型鍋爐上，一般是用滾柱支座將汽包支承在鋼架上。
鍋筒內(nèi)部沿筒身全長兩側(cè)布置共有數(shù)量不等的旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器由筒體、引入管、頂帽、溢流環(huán)、筒底導(dǎo)葉和底板組成，能消除高速進(jìn)入鍋筒的汽水混合物的動能，以保持水位平衡和進(jìn)行汽水混合物的粗分離，分離出的蒸汽沿分離器中部向上流動，而分離出的水沿筒內(nèi)壁向下流動，平穩(wěn)地流入鍋筒的水空間。一般采用采取相鄰兩個旋風(fēng)分離器旋轉(zhuǎn)方向相反的布置方式， 可以消除旋風(fēng)分離器排水旋轉(zhuǎn)造成汽包水位的偏斜，保持汽包水位平穩(wěn)。每只旋風(fēng)分離器上部裝有一只梯形波形板分離器，以均勻旋風(fēng)筒中蒸汽上升速度，在離心力的作用下將蒸汽攜帶的水分進(jìn)一步分離出來。蒸汽清洗孔板為汽包的中上部，其上有清潔給水層，當(dāng)蒸汽穿過水層時，便將溶于蒸汽或攜帶的部分鹽份轉(zhuǎn)溶于水中，以降低蒸汽的含鹽（硅酸的溶解性攜帶）?？拷捻敳吭O(shè)有均汽多孔板，均勻汽包內(nèi)上升蒸汽流，并將清洗后的蒸汽中的水分進(jìn)一步分離出來。④、排污管：連續(xù)排污管布置在鍋筒水空間的上部，以排出含鹽濃度最大的鍋水，維持鍋水的含鹽量在允許的范圍內(nèi)。連續(xù)排污管一般為多孔管，在汽包中部用三通匯成單根后由一端引出。⑤、加藥管：利用加藥管沿全長向鍋筒水空間加入磷酸鹽（磷酸三鈉），維持鍋水堿度在 PH=9.0 ~9.7 范圍內(nèi)，降低硅酸鹽的分配系數(shù)，降低蒸汽的溶解性 攜帶。當(dāng)鍋爐給水與蒸發(fā)量不相吻合而造成水位增 高超過最高允許水位時，應(yīng)通過緊急放水管放水至正常水位，防止?jié)M水造成事故。由于事故放水管只是將多余的爐水放掉，為防止放水時操作不慎又造成缺水，所以事故放水管的開口一般在汽包正常水位處（即 0 水位處）。從省煤器來的給水經(jīng)過汽包上部清洗水分配裝置均勻的分布到孔板上，然后進(jìn)入汽包水室，蒸汽自下而上通過清洗水層進(jìn)行清洗；沿整個汽包直段上都裝有弧形擋板，在汽包下半部形成一個夾套空間。從水冷壁汽水引出管來的汽水混合物進(jìn)入夾套，再從汽水旋風(fēng)分離器進(jìn)口切向進(jìn)入筒體，在筒體內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，利用改變流動方向時的慣性進(jìn)行慣性分離：水貼近壁面，汽集中在中間。大部分水從底部葉片的空隙中流出，進(jìn)行汽水混合物的第一次分離。帶水蒸汽（濕度 1%左右）向上進(jìn)入旋風(fēng)分離器頂部的百葉窗分離器，由于蒸汽進(jìn)入百葉窗分離器的流速低，而且汽流方向經(jīng)多次突變，蒸汽攜帶的水滴能較好地粘附在波形板的表面上，形成水膜并靠重力流入汽包的下部，蒸汽在的百葉窗分離器內(nèi)完成二次分離（濕度接近 0.1%）。最后經(jīng)過蒸汽清洗孔板清洗，利用水的密度差進(jìn)行重力分離，這是三次分離；蒸汽經(jīng)過三次分離后，達(dá)到了蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（濕度小于 0.1%），經(jīng)過汽包頂部的均汽孔板后流入集汽室，再經(jīng)鍋爐筒頂部由飽和蒸汽管引往包墻過熱器。分離出來的水進(jìn)入鍋爐水空間，通過防旋裝置進(jìn)入集中下降管，參與下一次循環(huán)。鍋爐正常水位在汽包中心線以下，高于或低于此水位的長期運(yùn)行將影響分離器的性能。如果汽包水位高于正常水位（最高安全水位或高報警水位），DCS 發(fā)出警報；如果高于正常水位（最高水位或高水位跳閘），鍋爐自動停爐。高水位引起臥式分離器內(nèi)水泛濫，降低汽水分離能力；低水位也會使分離器效率降低，濕蒸汽離開汽包進(jìn)入過熱器系統(tǒng)。如果汽包水位低于正常水位（最低安全水位或 低警報水位），DCS 發(fā)出警報；如果低于正常水位（最低水位或低水位跳閘），鍋爐自動停爐。學(xué)習(xí)鍋爐知識，請關(guān)注微信公眾號鍋爐圈！蒸汽夾帶的水分會導(dǎo)致固體雜質(zhì)沉積在過熱器管壁和汽輪機(jī)葉片上，對電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生重大危害，故鍋爐運(yùn)行入員應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視汽包水位。為正確監(jiān)視水位，汽包設(shè)置了如下裝置：安裝在汽包筒身上及左右封頭上，與壓差變送器配套使用， 對汽包水位進(jìn)入監(jiān)控，并對外輸出水位變化時的壓差信號。安裝于鍋爐汽包兩側(cè)，左右封頭各一個，作就地水位計， 監(jiān)視、校核汽包水位。安裝于鍋爐汽包兩側(cè)，左右封頭各一個，具有聲光報警， 閉鎖信號輸出等功能，作為高、低水位報警的指示、保護(hù)用。高壓鍋爐一般采用“5 套配置”，即“2 套就地水位表和 3 套差壓式水位測量 裝置”，主體思路是以差壓水位計實(shí)現(xiàn)監(jiān)控保護(hù)三個功能子系統(tǒng)功能：監(jiān)視儀表系統(tǒng)，以派生于自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的差壓水位計（CRT 水位計）為監(jiān)視系統(tǒng)基準(zhǔn)表 （主表），以 1 個云母（或牛眼）水位計（可帶工業(yè)電視，即水位 TV）、1 個配 套普通測量筒的電接點(diǎn)水位表為輔助儀表；以 3 套差壓水位計為信號源的“三選 中”自動調(diào)節(jié)和“三取二”保護(hù)系統(tǒng)。一是用來指示汽包內(nèi)的水位，二是用來校對核實(shí)操作盤上遠(yuǎn)傳水位表 的準(zhǔn)確性。
水位計是用連通管的工作原理，指示汽包水位的。根據(jù)連通管原理，兩個形狀不同、大小不等的容器在底部連接起來，如果上部壓力相同，則液位的高度相等。汽包和水位計可作一連通器，連通器兩液面上壓力相等。但由于水位計本身及水連通管的散熱，使水們計中的水與汽包內(nèi)的鍋水相比，溫度低、密度大，所以水位計指示 的水位要比汽包內(nèi)實(shí)際水位低。現(xiàn)在鍋爐的就地水位計基本采用雙色水位計。
主要由表體、閥門、生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐及輔助設(shè)備光源總成（光源箱、觀察罩）可調(diào)式電源器組成。無盲區(qū)雙色水位計觀察孔在表體兩條直線上，通過觀察孔交錯組合消除中間的盲區(qū)。由發(fā)光二極管發(fā)出的紅、綠光，分別射向表體的觀察窗，在表體的汽相部分，紅光射向正前方，綠光射到壁上被吸收；在液相部分由于水的折射使得綠光射向正前方，紅光斜射到壁上被吸收。因此，在正前方觀察將獲得， 汽紅水綠及汽滿全紅、水滿全綠的效果（見上圖）。
平衡容器與壓差發(fā)訊器配套使用，可以在鍋 爐啟動、停爐過程中及正常運(yùn)行情況下反映汽包 內(nèi)質(zhì)量（重量）水位。平衡容器由正壓補(bǔ)償管、負(fù)壓管、水杯、濾斗等組成。由于飽和蒸汽同時對正壓補(bǔ)償管和負(fù)壓補(bǔ)償管加熱，正壓補(bǔ)償管內(nèi)水的重度，在任何情況下都近似等于相應(yīng)汽鼓壓力下飽和水的重度。同時，由于正確的選用正壓補(bǔ)償管的高度，不論汽鼓內(nèi)壓力如何變化，正壓補(bǔ)償管的壓力與負(fù)壓補(bǔ)償管的壓力變化值均相等，因此平衡容器所產(chǎn)生的壓差不變，而低置水位表指示的水位也不變。又因為，由平衡容器引出相等的一段正、負(fù)壓管內(nèi)水溫度，雖然受汽鼓壓力和室溫變化的影響，但它們的變化是相等的，所以對平衡容器產(chǎn)生的壓差沒有影響。平衡容器有雙室和單室之分，現(xiàn)場多用單室平衡容器。單室平衡容器的工作原理：從汽包內(nèi)的汽水側(cè)各引出一根導(dǎo)管，汽側(cè)蒸汽凝結(jié)為水后，水位基本不變，水側(cè)隨汽包內(nèi)水位變化而變。通過測量這兩根管子內(nèi)的差壓，然后將此差壓放大，轉(zhuǎn)換，即可測出汽包內(nèi)水位變化。注：必須保證單室平衡容器安裝后與汽包引出管處于水平位置。且單室平衡容器外部不準(zhǔn)保溫。利用爐水和蒸汽的導(dǎo)電率差異的特性進(jìn)行測量。由于液位變化使部分電極進(jìn)入水中，部分電極置于蒸汽中，爐水中電極對筒體的阻抗小，蒸汽中的電極對筒體的阻抗大，利用這一特性，可將非電量的水位轉(zhuǎn)化為電量，送給智能二次儀表，從而實(shí)現(xiàn)水位的顯示、報警輸出等功能。3）汽包水位的調(diào)節(jié)：采用三沖量調(diào)節(jié)方式，有效避免虛假水位。
所謂三沖量給水自動調(diào)節(jié)，是指給水自動調(diào)節(jié)器根據(jù)汽包水位脈沖、蒸汽 流量脈沖和給水流量脈沖三個脈沖信號進(jìn)行汽包水 位調(diào)節(jié)的。因為給水自動調(diào)節(jié)的對象是汽包水位，所以汽包水位是主脈沖信號。汽包水位反映了蒸汽流量和給水流量之間的平衡關(guān)系，通常是蒸汽流量 因鍋爐負(fù)荷變化而改變時，在給水流量未改變之前，因平衡破壞才引起汽包水位變化的，即蒸汽流量變化在前，汽包水位變化在后，所以蒸汽流量脈沖稱為導(dǎo)前脈沖。調(diào)節(jié)器接受導(dǎo)前脈沖或主脈沖信號后，發(fā)出改變給水調(diào)節(jié)閥開度的信號，給水流量改變的脈沖又送至調(diào)節(jié)器，所以，給水流量脈沖稱為反饋脈沖。三沖量給水調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)靈敏，調(diào)節(jié)質(zhì)量好，汽包水位波動很小。當(dāng)負(fù)荷驟增，汽壓下降時，水位短時間增高。負(fù)荷驟增，壓力下 降，說明鍋爐蒸發(fā)量小于外界負(fù)荷。因為飽和溫度下降，爐水自身汽化，使水冷壁內(nèi)汽水混合物中蒸汽所占的體積增加，將水冷壁中的水排擠到汽包申，使水位 升高。反之，當(dāng)負(fù)荷驟減，壓力升高時，水位短時間降低。將汽包中的水通過下降管連續(xù)不斷地送至水冷壁下聯(lián)箱，以維持正常的水循環(huán)。下降管的一端與汽包連接，另一端直接或通過分配支管與下聯(lián)箱連接。為了保證水循環(huán)的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在爐外，不受熱，并加以保溫 以減少散熱損失。下降管的鋼材一般采用 20 號碳鋼?，F(xiàn)在高壓以上大容量鍋爐都采用根數(shù)較少（一般為 4~6 根）的大直徑下降管，其下部是通過分配支管與水冷壁/翼墻管 下聯(lián)箱連接，以達(dá)到配水均勻之目的。下降管重量主要由鍋筒，水冷壁和鍋爐鋼結(jié)構(gòu)分擔(dān)，集中下降管支吊在前水 冷壁下集箱上，并設(shè)有兩層導(dǎo)向裝置。懸吊水冷屏分散下降管支吊在剛性平臺上。除蒸發(fā)設(shè)備外，過熱器、再熱器、省煤器等設(shè)備上也有聯(lián)箱。三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
現(xiàn)代鍋爐都采用圓形聯(lián)箱，它實(shí)際上是直徑較大、兩端封閉的圓管，可用來連接兩部分相同或不同管數(shù)和管徑的管子。聯(lián)箱在系統(tǒng)中主要起匯集、混合、再分配工質(zhì)的作用。通過一些管子把工質(zhì) 引進(jìn)聯(lián)箱，即起匯集工質(zhì)的作用；工質(zhì)在聯(lián)箱內(nèi)相互混合，起到將工質(zhì)溫度均勻的作用，消除或減小前段受熱所形成的熱偏差；由聯(lián)箱通過管子把工質(zhì)引出去，起到再分配工質(zhì)的作用。圓形聯(lián)箱通常用軋制的無縫鋼管兩端焊上弧形封頭或平封頭制成。聯(lián)箱一般布置在爐外不受熱，其材料常用 20 號碳鋼。常用的水冷壁聯(lián)箱尺寸有Φ219×16（用于中壓）、Φ273×28、Φ273×36 等，其長度由所需連接的管數(shù)決定。聯(lián)箱與管子的連接現(xiàn)在都采用焊接，聯(lián)箱上都帶有與管子對焊用的管座（也叫管頭或焊接短管）。水冷壁下聯(lián)箱，通常都裝有定期排污裝置和膨脹指示器，為節(jié)省燃料，還裝有鍋爐啟動時的蒸汽加熱裝置（鄰爐加熱）。水冷壁：敷設(shè)在鍋爐爐膛四周，由多根并聯(lián)上升管組成的水冷包殼，一般垂直地布置在爐膛內(nèi)壁四周或部分布置在爐膛中間。主要吸收爐膛中高溫燃燒產(chǎn)物的輻射熱量，工質(zhì)在其中做上升運(yùn)動，受熱蒸發(fā)。1) 是現(xiàn)代鍋爐的蒸發(fā)受熱面。即依靠爐膛高溫?zé)煔鈱λ浔诘妮椛鋫鳠?，使水受熱產(chǎn)生飽和蒸汽。與對流受熱面相比，輻射受熱面的熱負(fù)荷要大得多；熱負(fù)荷大，則傳遞同樣的熱量可以用較少的受熱面積。所以，采用水冷壁作為蒸發(fā)受熱面可以節(jié)省金屬。2) 保護(hù)爐墻。爐膛敷設(shè)水冷壁，由于爐墻內(nèi)表面被水冷壁管遮蓋，因而爐墻溫度大為降低，同時可使?fàn)t膛出口煙氣被冷卻到灰的軟化溫度以下，有利于防止?fàn)t墻和受熱面結(jié)渣以及熔渣對爐墻的侵蝕。3) 可以簡化爐墻結(jié)構(gòu)，減輕爐墻質(zhì)量（便于采用輕型爐墻）。當(dāng)采用膜式水冷壁時，水冷壁還起著懸吊爐墻的作用。現(xiàn)代高壓以上大容量鍋爐的水冷壁，一般都是將水冷壁管兩端與聯(lián)箱一起制成組合件，以便于安裝。管子鋼材通常采用碳鋼，在亞臨界鍋爐上有采用低合金鋼的（如 15CrMo 鋼）。學(xué)習(xí)鍋爐知識，請關(guān)注微信公眾號鍋爐圈！現(xiàn)代鍋爐的水冷壁都是通過其上聯(lián)箱懸吊在爐頂鋼粱上，受熱時向下膨脹。水冷壁的主要結(jié)構(gòu)型式有光管式、銷釘式、膜式和內(nèi)螺紋管式。由于循環(huán)流 化床鍋爐爐膛壓力較高，因此不采用光管式水冷壁，而是采用膜式水冷壁管。
這種水冷壁如圖 6-5 所示。它是將整個水冷壁管連成一體，使?fàn)t膛空間四周被一層整塊的水冷壁嚴(yán)密地包圍起來，因此稱為膜式水冷壁。膜式水冷壁有兩種結(jié)構(gòu)形式，如圖：一種是光管之間加焊扁鋼，這種結(jié)構(gòu)形 式在亞臨界壓力鍋爐上有應(yīng)用；另一種是目前我國普遍采用的由軋制的鰭片管焊 接而成的膜式壁結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是把一根根鰭片管沿縱向相互焊接在一起，并按水循環(huán)回路的要求焊制成若干個膜式壁組件，安裝時再將各組件焊接起來，組成 整塊的水冷壁受熱面。鰭片管的結(jié)構(gòu)如圖 6-6 (b）所示。管子與其兩翼的鰭片是軋制成一體的，鰭片的斷面大致成梯形。圖中所示為超高壓鍋爐上采用的一種鰭片管，其鰭片的頂寬、根寬和高分別為 6mm、9mm 和 10mm。由于運(yùn)行中鰭片的冷卻條件比管壁差，故鰭片的幾何尺寸不宜過大。若鰭片過高，則其頂部的溫度將較高；鰭片過厚，則其兩面金屬的溫差將較大。它們都會產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，甚至過熱損壞，危及膜式水冷壁的安全。循環(huán)流化床鍋爐的膜式水冷壁通常采用Φ60×6.5 的管子，材料為 20g。采用膜式水冷壁時，要求相鄰管子間的熱偏差要盡量?。蝗粝噜徆荛g溫差過 大，則由于膨脹不均、熱應(yīng)力過大易導(dǎo)致管子損壞。為增加水冷壁吸熱能力，降低爐膛溫度，還可以采用在爐膛前上部增加水冷壁受熱面，及懸吊水冷壁；懸吊水冷屏也采用膜式結(jié)構(gòu)，在懸 吊水冷屏下部水平段、傾斜段及一部分垂直段設(shè)置有耐磨材料，以防止?fàn)t內(nèi)灰粒子對屏式受熱面的磨損、沖蝕。懸吊水冷屏下部穿墻處通過密封罩殼固定在前墻 水冷壁上，整個懸吊水冷屏除隨前水冷壁向下膨脹外，還有部分向上膨脹，通過 彈簧吊架懸吊在大板梁之上。
現(xiàn)代高參數(shù)、大容量鍋爐，由于爐膛都比較高大，水冷壁管屏又長又寬，特別是采用膜式水冷壁后，爐墻只是一層很薄的保溫層，爐墻外層又無框架梁和護(hù)板， 因此水冷壁和爐膛的剛性較差。為了增強(qiáng)水冷壁和整個爐墻的性，承受爐內(nèi)壓力波動而產(chǎn)生的作用力，減輕振動，并防止?fàn)t內(nèi)發(fā)生爆燃事故時水冷壁產(chǎn)生過大的結(jié)構(gòu)變形或損壞，故采用剛性梁結(jié)構(gòu)。剛性梁就是在爐膛外側(cè)四周用型鋼（通常用工字鋼和角鋼）將前后左右的水冷壁圍起來，四個角再連在一起，沿爐膛高度每隔一定距離圍一圈，好像一圈腰帶將水冷壁框緊，使整個水冷壁成為剛性整體，如圖所示。從蒸發(fā)系統(tǒng)中汽水混合物經(jīng)汽包內(nèi)部汽水分離后，引到過熱器系統(tǒng)加熱到相應(yīng)壓力下的過熱蒸汽。過熱器是電廠鍋爐的重要組成部件，它的作用是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽。過熱器是鍋爐所有受熱面中工作溫度最高的受熱面。過熱器管內(nèi)流過的是高 溫蒸汽，其傳熱性能較差，而管外又是高溫?zé)煔?，這就決定了過熱器的管壁溫度比較高。此外，運(yùn)行中并列各管間還存在受熱偏差，故實(shí)際的最高壁溫可能會超 過管子金屬材料的極限耐熱溫度。所以，過熱器的工作條件都是比較差的。運(yùn)行中如果壁溫長期超過鋼材的極限耐熱溫度，則會造成管子脹粗以致爆破損壞。從實(shí)際運(yùn)行中管子發(fā)生的損壞特別是過熱器管損壞的情況來看，往往就是由于管子長期超溫過熱而引起的。大型循環(huán)流化床鍋爐的過熱器布置方式較多。通常都以對流過熱器和屏式（翼墻）過熱器兩種方式布置。其中對流式過熱器布置在尾部煙道中，屏式（翼 墻）過熱器布置在爐膛中。循環(huán)流化床鍋爐的過熱器有多種結(jié)構(gòu)型式，一般按傳熱方式分為煙氣對流式、爐內(nèi)輻射式這兩種基本型式。布置在鍋爐煙道中，主要依靠對流傳熱方式吸收煙氣熱量的過熱器稱為對流過熱器。對流過熱器有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是由許多平行并列的蛇形管和進(jìn)出口聯(lián)箱所構(gòu)成；另一種是布置在尾部煙道上部由膜式壁和進(jìn)出口聯(lián)箱組成的包墻管過熱器。1）蛇形管對流過熱器的基本結(jié)構(gòu)：
循環(huán)流化床鍋爐的蛇形管對流過熱器是由布置在尾部豎井煙道中的許多平行并列的蛇形管和進(jìn)出口聯(lián)箱所構(gòu)成，如圖 6-11 所示。蛇形管與聯(lián)箱之間采用焊接連接。聯(lián)箱布置在爐墻外面。蒸汽在蛇形管內(nèi)流動，蛇形管外受到煙氣的橫向沖刷。這樣，煙氣將熱量傳給蛇形管，蒸汽則從管壁上將熱量帶走，從而蒸汽受到加熱，溫度得到提高。過熱器蛇形管一般采用外徑為 28~42mm 的無縫鋼管，其壁厚由強(qiáng)度計算確定，一般為 3~ 9mm。蛇形管管圈的彎曲半徑一般為 l.5~ 2.5d（d 表示管子外徑），若彎曲半徑過小，則彎頭外側(cè)管壁太薄，將影響強(qiáng)度。循環(huán)流化床鍋爐過熱器管束的鋼材，根據(jù)工作條件即壁溫來確定，低溫段可用 20 號碳鋼或低合金鋼，高溫段常用鉻鉬鋼 或鉻鉬釩鋼，如 15CrMoG、12CrMVG 等，高溫段出口區(qū)則一般用 12CrMoVG 、 12Cr2MoWTiB、SA213 - T91 或同等級的耐熱性能較好的合金鋼。對流過熱器并聯(lián)蛇形管的數(shù)目，主要取決于管內(nèi)蒸汽流速，蒸汽流速按管子的壁溫狀況和過熱器的壓力降大小來決定。蒸汽流速高，則傳熱性能好，管壁金屬能得到較好的冷卻，但壓降也增大，過熱器系統(tǒng)允許的壓降一般不應(yīng)超過其工作壓力的 10%。對流過熱器區(qū)的煙氣流速按傳熱性能、飛灰磨損和積灰等多方面因素來考慮。煙氣流速高，則傳熱性能好，可以減少過熱器的受熱面面積，但飛灰對管壁的磨損較嚴(yán)重；煙氣流速過低，則不僅影響傳熱，而且容易積灰。對流過熱器區(qū)的煙速一般為 8 ~12m/s。根據(jù)鍋爐容量和過熱器管內(nèi)必須維持的蒸汽流速，對流過熱器的蛇形管可以采用不同結(jié)構(gòu)的管圈形式，即可以增加或減少同一排管子管圈的重疊數(shù)，如圖所示。大容量鍋爐的過熱器一般采用多管圈結(jié)構(gòu)。當(dāng)管圈重疊數(shù)增多時，蒸汽流通截面積增大，則蒸汽演'速可以降低；反之，則蒸汽流速可以提高。但是，管圈重疊數(shù)不宜太多，否則容易引起蛇形管之間的蒸汽流量分配不均，造成溫度偏差。
對流過熱器按照煙氣與蒸汽的相互流向可分為順流、逆流及混流等幾種布置方案，如圖所示。順流布置時，其蒸汽溫度高的一端，處于煙氣低溫區(qū)，因而管璧溫度較低，比較安全，但其傳熱溫差最小，傳熱性能較差，需要較多的受熱面，不經(jīng)濟(jì)。逆流布置具有最大的傳熱溫差，故傳熱性能好，可以節(jié)省受熱面，較經(jīng)濟(jì)，但其蒸汽溫度高的一端正處在煙氣高溫區(qū)，壁溫高，故安全性較差。所以，一般不用純順流或純逆流的布置方案。雙逆流布置的過熱器的特點(diǎn)是充分利用了逆流布置傳熱性能好的優(yōu)點(diǎn)，又將蒸汽溫度的最高端避開了煙氣高溫區(qū)，從而改善了蒸汽高溫端管壁的工作條件。混流布置的過熱器的特點(diǎn)則是低溫蒸汽段為逆流，有較好的傳熱性能，而高溫蒸汽段為順流，其管壁溫度又不會過高。故總的說來，混流布置和雙逆流布置的過熱器的壁溫雖高于順流布置的過熱器，但卻低于逆流布置的過熱器，其經(jīng)濟(jì)性也在順流與逆流之間，而混流布置方案則更為合理，因此得到了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代高參數(shù)鍋爐中，高溫對流過熱器常作為整個過熱器系統(tǒng)的最后一級，并常采用兩側(cè)逆流、中間順流的混合布置方案。在這種混流布置方案中，逆流與順流部分按煙氣流向是并聯(lián)布置故稱為并聯(lián)混流，如圖，其蒸汽溫度較低的冷段部分，在煙道兩側(cè)為逆流布置，蒸汽溫度高的熱段部分，在煙道中間為順流布置，這樣使“冷段”有較好的傳熱性能，而“熱段”金屬壁溫又不致過高。對流過熱器按照管子的放置方向，有立式和臥式兩種布置形式。臥式布置：優(yōu)點(diǎn)是疏水比較方便，但易積灰，且管子的支吊比較困難。大型循環(huán)流化床鍋爐多采用懸吊管的支吊方式，即用有工質(zhì)冷卻的受熱面管（如省煤器的引出水管）作為懸吊管。過熱器蛇形管直接或間接地支吊在懸吊管上，懸昂管與鍋爐頂部的懸吊結(jié)構(gòu)相連接。臥式過熱器與鍋爐尾部煙道中其他臥式布置受 熱面的懸吊方式是相同的。對流過熱器的管子有順列和錯列兩種排列方式。在其他條件相同時，錯列管束的傳熱系數(shù)比順列管束的高。但順列排列有利于防止結(jié)渣、減輕磨損和吹掃積灰，其橫向管間節(jié)距 S1/d 一般為 2~3（錯列時為 3~3.5），縱向管間節(jié)距 S2/d 一 般為 1.8~2.5。S2/d 主要取決于蛇形管的彎曲半徑，在管子彎曲半徑允許的條件下，縱向節(jié)距應(yīng)小一些，以使過熱器的結(jié)構(gòu)較緊湊。為了防止管間結(jié)渣，常把過熱器管束靠近爐膛出口的前幾排蛇形管拉稀布置，以加大管距，拉稀部分的管子成錯列排列，一般 S1/d≥4.5，S2/d≥3.5。國產(chǎn)中壓循環(huán)流化床鍋爐一般在高溫水平煙道中采用立式順流布置的對流 過熱器，在尾部煙道中采用臥式錯列布置的對流過熱器。
在循環(huán)流化床鍋爐中，為了采用懸吊結(jié)構(gòu)和敷管式爐墻，在尾部豎井煙道的內(nèi)壁，像膜式水冷壁那樣布置膜式壁過熱器管，稱為膜式包墻管過熱器。這樣可將尾部豎井的耐火保溫材料直接敷設(shè)在包墻管外側(cè)上，形成敷管爐墻，從而可以減輕爐墻的質(zhì)量，簡化爐墻的結(jié)構(gòu)，并減少爐墻漏風(fēng)。包墻管懸吊于爐頂，采用比較簡單的全懸吊鍋爐結(jié)構(gòu)。循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道包墻管的管徑通常與對流式過熱器相同。管間節(jié)距 S/d：2~3。膜式包墻管可以保持鍋爐的嚴(yán)密性，減少漏風(fēng)，并可節(jié)省鋼管耗量。包墻管緊靠爐墻，僅受煙氣單面沖刷，而且煙速較低，因此傳熱效果較差。圖 6-14 是某高壓循環(huán)流化床鍋爐尾部包墻過熱器的布置和蒸汽流程。如圖 6-14 所示，來自汽包的蒸汽，進(jìn)入側(cè)包墻上聯(lián)箱，經(jīng)側(cè)包墻管過熱器向下流入側(cè)包墻下聯(lián)箱，然后進(jìn)入前包墻下聯(lián)箱，向上流過 前包墻后流入煙道進(jìn)口下聯(lián)箱，再同時流入兩個煙道進(jìn)口垂直聯(lián)箱、然后流入前墻進(jìn)口上聯(lián)箱，再依次流經(jīng)頂棚包墻管、后墻包墻管流入后墻下部聯(lián)箱。后墻下部聯(lián)箱也是第一級對流式過熱器的入口聯(lián)箱。在某些循環(huán)流化床鍋爐中，前包墻膜式壁管，以拉稀管的形式（拉稀成 2~3 排），直接穿過水平煙道，然后進(jìn)入設(shè)置在爐頂?shù)那鞍鼔ι?聯(lián)箱或者直接彎成頂棚包墻管。
布置在鍋爐爐內(nèi)高溫區(qū)域的過熱器稱為輻射式過熱器。實(shí)際上，在循環(huán)流化床鍋爐中，由于爐膛溫度不高，爐內(nèi)布置的輻射式過熱器以對流方式吸收的熱量仍占有相當(dāng)份額，但習(xí)慣上仍稱為輻射式過熱器。盡管如此，由于循環(huán)流化床鍋爐爐膛溫度隨負(fù)荷的增減變化不大，因此在變負(fù)荷時，爐內(nèi)輻射式過熱器仍能起到調(diào)節(jié)過熱器出口蒸汽溫度的作用。再熱器管束結(jié)構(gòu)與過熱器類似，同樣可以布置在爐內(nèi)、尾部煙道和外置式流 化床熱交換器中。與過熱蒸汽相比，再熱蒸汽的壓力較低，對再熱器管壁的冷卻能力較弱；由于受系統(tǒng)阻力不能過高的限制（否則對熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性影響很大），再熱蒸汽的流速遠(yuǎn)低于過熱蒸汽的流速，因此再熱器管子直徑要比過熱器管子直徑略大一些。國產(chǎn) 135-150MW 級循環(huán)流化床鍋爐一般在尾部煙道布置低溫段再熱器，在爐內(nèi)采用翼墻管屏形式布置高溫段再熱器。為了調(diào)節(jié)再熱汽溫，對流式再熱器與對流式過熱器分別平行地布置在尾部豎井的前后煙道中，在兩者之間設(shè)置汽冷分隔墻。也有將再熱器全部布置在尾部豎井的前煙道中的布置方案，此時低溫過熱器和中溫過熱器均采用翼墻管屏結(jié)構(gòu)，布置在爐膛中；并在尾部豎井的后煙道中，由上到下依次布置高溫過熱器和高溫省煤器。采用煙氣擋板調(diào)節(jié)進(jìn)入再熱器煙道的煙氣量，對再熱汽溫進(jìn)行粗調(diào)。在兩級再熱器之間還設(shè)置有噴水減溫裝置，對再熱汽溫進(jìn)行細(xì)調(diào)。此外，在低溫段再熱器入口還設(shè)置有事故噴水裝置，以保證再熱器的安全。低溫再熱器布置在尾部煙道時，管子材料可采用 20G、15CrMoG 或 12Cr1MoVG。當(dāng)高溫再熱器布置在爐膛中，管子材料采用 SA213 - T91；當(dāng)高溫 6162 再熱器布置在尾部煙道中，管子材料采用 12Cr1MoVG 或 SA213 - T91。由于再熱蒸汽壓力低、比體積大、密度小，其傳熱系數(shù)比過熱蒸汽小得多，因此在相同的蒸汽出口溫度時，再熱器管壁溫度要比過熱器管壁溫度高出很多。此外，由于再熱器系統(tǒng)阻力不能過高，再熱蒸汽的交叉流動布置也受到限制，在同等條件下的熱偏差高于過熱器，因此再熱器的工作條件比過熱器更惡劣，必須重視對再熱器的安全保護(hù)。此外，再熱器還存在一個鍋爐啟動過程和汽輪機(jī)甩負(fù)荷后的冷卻保護(hù)問題。在汽輪機(jī)甩負(fù)荷時，再熱器與過熱器不同，過熱器可以引入飽和蒸汽冷卻，然后將蒸汽排向大汽或凝汽器；而在再熱器中，則由于汽輪機(jī)甩負(fù)荷而中斷蒸汽來源，使再熱器有燒壞的危險。為此，在過熱器與再熱器之間，裝有快速動作的減溫減壓器，在啟停和汽輪機(jī)甩負(fù)荷時，將高壓過熱蒸汽減溫、減壓后送入再熱器中進(jìn)行冷卻，再熱器出口蒸汽則經(jīng)減溫、減壓后排入凝汽器或排入大氣。國產(chǎn)帶有中間再熱的大型循環(huán)流化床鍋爐往往還采用以下措施保護(hù)再熱器安全：1) 在翼墻管屏再熱器和對流式再熱器入口安裝煙溫測點(diǎn)，通過燃燒速率的調(diào)整，控制啟動過程中煙溫不超過設(shè)定值，確保再熱器可以在短時間內(nèi)安全地“干燒”；2) 在再熱器進(jìn)出口管路上設(shè)置安全閥，且出口安全閥的整定壓力低于進(jìn)口安全閥，確保事故狀態(tài)時，整個再熱器仍可得到充分的冷卻，從而有效保護(hù)再熱器；3) 再熱器管束、管屏選用高級合金鋼材制造，有較大的裕度；4) 在再熱器管束、管屏出口設(shè)置對空排汽；5) 在再熱器管束、管屏入口設(shè)置事故噴水。設(shè)置旁路系統(tǒng)的主要目的是為了改善機(jī)組啟動工況以及在發(fā)電機(jī)組全部甩負(fù)荷時，快速減少鍋爐負(fù)荷，保護(hù)再熱器系統(tǒng)，達(dá)到停機(jī)不停爐或帶基本負(fù)荷的目的，這有助于電網(wǎng)的穩(wěn)定性和減少損失。設(shè)置啟動旁路系統(tǒng)主要有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：1) 汽輪機(jī)甩負(fù)荷或緊急停爐時冷卻再熱器。在汽輪機(jī)甩負(fù)荷過程中，由于汽輪機(jī)的切除而不再向鍋爐提供再熱蒸汽，由于耐火材料和床料的蓄熱，整臺鍋爐的溫度難以在短時間內(nèi)降下來，需要部分蒸汽去冷卻保護(hù)再熱器，此時應(yīng)投入旁路系統(tǒng)。2) 有時汽輪機(jī)或發(fā)電機(jī)局部故障需停機(jī)檢修，希望停機(jī)不停爐或帶廠用電的目的，一般需要借助旁路系統(tǒng)穩(wěn)定鍋爐的最低負(fù)荷以使損失降到最小，此時旁路系統(tǒng)也起到了防止再熱器干燒功能。3) 改善機(jī)組的啟動性能。在機(jī)組啟動時，降低鍋爐的熱損耗，并能控制鍋爐汽溫，使與汽輪機(jī)汽缸金屬溫度較快地相匹配，從而縮短啟動時間和減少汽輪機(jī)的壽命損耗。4) 減少鍋爐的起停次數(shù)，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)汽輪機(jī)或電動機(jī)出現(xiàn)故障而需要短期停機(jī)檢修時，用旁路系統(tǒng)帶鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷，故障排除后立即投運(yùn)，可減少鍋爐的起停次數(shù)，經(jīng)濟(jì)性好。5) 機(jī)組甩負(fù)荷時減少安全閥的起跳次數(shù)。為了調(diào)節(jié)過熱汽溫和再熱汽溫，鍋爐過熱蒸汽系統(tǒng)和再熱蒸汽系統(tǒng)通常采用輻射和對流過熱器／再熱器相結(jié)合的汽溫調(diào)節(jié)方案。下圖所示為兩種類型過熱器的蒸汽溫度與額定蒸汽流量百分比的關(guān)系曲線。值得注意的是，輻射式過熱器中隨著鍋爐負(fù)荷的降低溫度反而上升，在最大和最小蒸汽流量之間這一溫度變化很小（一般不超過 93℃）。在輻射式過熱器中，蒸汽溫升與蒸汽流量有關(guān)。如果爐膛內(nèi)的溫度基本保持不變，則輻射式過熱器的吸熱量就基本不變，那么隨著蒸汽流速（量）的下降，蒸汽溫度將上升。對流過熱器的傳熱取決于流經(jīng)該過熱器的煙氣速度和煙氣溫度。當(dāng)鍋爐負(fù)荷下降時煙氣速度和煙氣溫度同時降低，對流過熱器的吸熱量大幅降低，即使此時蒸 汽流量下降，蒸汽溫度仍將下降。鍋爐中同時布置對流式過熱器與輻射式過熱器的目的是要在兩者之間找到一個升溫和降溫的平衡點(diǎn)，以使鍋爐在較寬的負(fù)荷范圍內(nèi)能夠維持額定的蒸汽溫度。學(xué)習(xí)鍋爐知識，請關(guān)注微信公眾號鍋爐圈！從圖中還可以看出，在 40~100%的負(fù)荷范圍內(nèi)，同時布置對流式過熱器和輻射式過熱器后，汽溫隨負(fù)荷的變化曲線比較平坦。除了采用輻射和對流過熱器相結(jié)合的布置方案以得到較為平均的過熱汽溫特性外，運(yùn)行中還需要采取必要的減溫手段對過熱汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時保護(hù)過熱 器安全。
常有的調(diào)溫方式有煙氣側(cè)調(diào)溫和蒸汽側(cè)調(diào)溫。煙氣側(cè)調(diào)溫主要采用煙氣擋板調(diào)節(jié)流經(jīng)過熱器／再熱器的煙氣量；采用煙氣 再循環(huán)調(diào)節(jié)進(jìn)入尾部煙道的煙溫、煙氣量；通過調(diào)整燃燒工況改變煙氣量和煙溫等措施來調(diào)節(jié)過熱蒸汽／再熱蒸汽的出口汽溫。煙氣側(cè)調(diào)溫比較滯后，主要用于過熱／再熱汽溫的粗調(diào)。2、蒸汽側(cè)調(diào)溫 蒸汽側(cè)調(diào)溫主要采用表面式減溫器和噴水減溫器兩種方式調(diào)節(jié)（降低）過熱器／再熱器出口蒸汽溫度。對中、低壓電 站鍋爐，由于給水品質(zhì)不太高，通常采用表面式減溫器；過熱蒸汽和給水通過換熱表面進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度的目的。
高壓、超高壓以上等級的電站鍋爐一般采用噴水減溫器。將高品質(zhì)凝結(jié)水霧化后噴入過熱蒸汽中，由于凝結(jié)水汽化吸熱，而使過熱蒸汽溫度降低。減溫器在過熱蒸汽系統(tǒng)或再熱蒸汽系統(tǒng)中的布置位置對蒸汽調(diào)節(jié)和過熱器／再熱器保護(hù)也相當(dāng)重要。減溫器布置在過熱器／再熱器之前（蒸汽先流過減溫器，再流入過熱器／再 熱器），對過熱器／再熱器管壁的安全保護(hù)比較及時、可靠，但對過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)有滯后；減溫器布置在過熱器／再熱器之后，對過熱蒸汽和再 熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)非常準(zhǔn)確、及時，但對過熱器／再熱器管壁的安全保護(hù)則比較差。因此，在大型電站鍋爐的過熱蒸汽系統(tǒng)和再熱蒸汽系統(tǒng)中，通常設(shè)置多級減 溫器。減溫器用水一般從給水操作臺的主給水管道流量計前的供給，減溫水管道上 裝有截止閥、調(diào)節(jié)閥、流量孔板、等組成減溫水的自動控制裝置。過熱器和再熱器長期安全工作的首要條件是其金屬壁溫不超過材料的最高允許溫度。然而，要滿足這一條件是有一定難度的，這是因為過熱器和再熱器中往往工作在煙氣溫度較高、工質(zhì)換熱能力較差的場合，因此管壁溫度已接近鋼材 的最高允許溫度。運(yùn)行時，一旦出現(xiàn)熱偏差，就可能導(dǎo)致個別管子因壁溫過高或 超過允許溫度而爆管損壞。所謂熱偏差，是指過熱器和再熱器管組中因各根管子的結(jié)構(gòu)尺寸、內(nèi)部阻力系統(tǒng)和外部熱負(fù)荷不同而引起的每根管子中的蒸汽吸熱量不同的現(xiàn)象。蒸汽流量小，外界熱負(fù)荷大的管子，自然壁溫就高。引起熱偏差的主要原因有吸熱不均和流量不均。從旋風(fēng)分離器出來的煙氣往往還帶有少量的旋 轉(zhuǎn)動能，沿尾部豎井煙道寬度方向上分布不均；進(jìn)入尾部豎井煙道的煙氣的速度 場和溫度場客觀上呈現(xiàn)中間溫度高、速度大，兩側(cè)溫度低、速度小的現(xiàn)象；此外， =爐膛煙氣沿爐膛寬度分布不均、尾部煙道受熱面積灰和存在煙氣走廊等因素，都會導(dǎo)致吸熱不均。對流受熱面多管圈結(jié)構(gòu)造成管子長度不同，使得同一管屏中每根管子的流動阻力不同；不適宜的集箱連接方式，也是造成流量 不均的一個重要原因。比如，“U”形集箱連接方式就要比“Z”形集箱連接方式要好。為了防止熱偏差，鍋爐設(shè)計上可以采用受熱面分級、分段布置，蒸汽左右交叉，管束加裝橫向定距裝置、加裝節(jié)流圈調(diào)節(jié)管子流量等措施。在鍋爐運(yùn)行上，要盡量保持爐膛兩側(cè)燃燒工況、溫度分布和煙氣流量分布均勻；及時吹灰，避免 因積灰和結(jié)渣引起受熱不均。思考題：循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？
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