| 省煤器應用研究分析報告 |
一、概述
鍋爐省煤器是安裝于鍋爐尾部的對流受熱面，有內(nèi)置式和外置式。是用于回收低溫煙氣余熱的一種裝置。省煤器也叫水預熱器（簡稱水預器），和空氣預熱器（簡稱空預器）一道，承擔了低溫煙氣部分的節(jié)能任務。
圖一、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐中的省煤器
省煤器主要是用于工業(yè)鍋爐、電站鍋爐（如圖一）和各類窯爐、工業(yè)爐、冶煉爐的余熱鍋爐系統(tǒng)（如圖二），近幾年也涉及到農(nóng)業(yè)（如生物質(zhì)爐）以及一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)（如太陽能產(chǎn)業(yè)等）.
圖二、余熱鍋爐中的省煤器
承壓式省煤器通常是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面；非承壓式省煤器通常是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成常壓下的飽和水的受熱面。由于它吸收的低溫煙氣的熱量，降低了鍋爐煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了鍋爐燃料熱利用效率，所以稱之為省煤器。
鋼管式省煤器幾乎不受壓力限制，可以用作沸騰式，一般由外徑為φ32～51毫米的碳素鋼管制成。有時在管外加鰭片、肋片或高頻焊螺旋翅片，以改善傳熱效果。鋼管式省煤器由多組平行布置的并聯(lián)彎頭管子，即蛇形管（如圖三）組成。
圖三、省煤器的一般型式蛇形管
二、省煤器的分類
省煤器有好多種，筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)應用實踐，大致將它劃分為如下幾種
1、按給水被加熱的程度：
可分為沸騰式和非沸騰式兩種。
2、按制造材料分：
主要有金屬、非金屬及復合材料。
金屬主要有鑄鐵和鋼管省煤器。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。鑄鐵省煤器多應用于壓力≤2.5MPa的鍋爐。如壓力＞2.5MPa時，應當采用鋼管制成的省煤器。
近年來，隨著余熱鍋爐的發(fā)展，為避免金屬材料的低溫腐蝕，有些非金屬材料（如玻璃、聚酯、碳化硅）及復合材料（如搪瓷、搪玻璃、滲碳、滲鋁、鍍膜）的換熱管省煤器也得到了廣泛應用。
3、按裝置的形式分：
主要有立式及臥式兩種。
在一些特定場合，也可以有斜置式，如熱管省煤器吸熱段斜插于煙道內(nèi)，放熱段及水箱在煙道外（如圖四）。
1、 熱管 2、套管 3、下降管 4、汽包 5、上升管
圖四、斜置式省煤器（蒸發(fā)器）
4、按排煙與水介質(zhì)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：
有光管省煤器和翅片式省煤器。
翅片式省煤器包括：H型翅片省煤器、螺旋翅片省煤器、縱向翅片、釘頭管省煤器及膜式壁省煤器等。另外還有熱管式省煤器、插管式省煤器、相變汽包式省煤器（用于低溫）、旗片管式省煤器等等。
6、按導熱形式分：
直接傳導和間接傳導。
直接傳導是利用鍋爐尾氣直接輻射預熱鍋爐用水；間接傳導是通過導熱介質(zhì)間接預熱鍋爐用水；20世紀90年代以后間接傳導技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展迅速，在技術(shù)上取得很大的突破，主要有導熱油技術(shù)和超導熱管節(jié)能技術(shù)。尤其是從21世紀初開始的航天超導熱材料技術(shù)，更是走在了世界鍋爐節(jié)能領(lǐng)域的前列。
7、按加熱水介質(zhì)壓力分：
承壓式和非承壓式。
8、按煙氣側(cè)凝結(jié)水有無大量析出分：
高溫節(jié)能器和低溫冷凝器。低溫冷凝器一般用于腐蝕性小、燃燒產(chǎn)物中含有大量汽態(tài)水的煙氣或其它工藝氣體的冷卻。如天然氣、沼氣、裂解氣的燃燒產(chǎn)物等等。
三、省煤器的作用
1、吸收低溫煙氣的熱量，降低排煙溫度，減少排煙損失，節(jié)省燃料。
2、由于給水進入汽包之前先在省煤器加熱，因此減少了給水在主受熱面的吸熱，可以用省煤器來代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面。
3、給水溫度提高了，進入汽包就會減小壁溫差，熱應力相應的減小，延長汽包使用壽命。
4、給汽水循環(huán)增加一個吸熱過程。提高了吸熱平均溫度，從而增加汽水循環(huán)的效率。
5、作為省煤器的關(guān)聯(lián)部分。省煤器再循環(huán)管的作用在于，在鍋爐(汽包鍋爐)的啟動過程中,由于其汽水管道的循環(huán)沒有建立,即鍋爐給水處于停滯狀態(tài),此時省煤器內(nèi)的水處于不流動的狀態(tài)。隨著鍋爐燃燒的加強,煙氣溫度的提高,省煤器內(nèi)的水容易產(chǎn)生汽化,使省煤器的局部處于超溫狀態(tài)。為了避免這個情況的出現(xiàn),從汽包的集中下水管再接一管道到省煤器的入口,作為再循環(huán)管道,使省煤器內(nèi)的水處于流動狀態(tài)，以避免其汽化及消除汽化帶來的影響。      
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