过热器，过热器的作用

什么是过热器？

过热器(superheater)是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。将饱和温度或高于饱和温度的蒸汽加热到规定过热温度的受热面。

锅炉中将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的部件，又称蒸汽过热器。大部分工业锅炉不装设过热器，因为许多工业生产流程和生活设施只需要饱和蒸汽。在电站、机车和船用锅炉中，为了提高整个蒸汽动力装置的循环热效率，一般都装有过热器。
采用过热蒸汽可以减少汽轮机排汽中的含水率。过热蒸汽温度的高低取决于锅炉的压力、蒸发量、钢材的耐高温性能以及燃料与钢材的比价等因素，对电站锅炉来说,4兆帕的锅炉一般为450℃左右;10兆帕以上的锅炉为540～570℃。少数电站锅炉也有采用更高过热汽温的（甚至可达650℃）。

过热器的性能

锅炉运行工况的变化，例如负荷高低、燃料变化、燃烧工况变动等,都对过热器出口汽温有影响,所以在电站锅炉中都有调节锅炉出口汽温使其稳定在规定值的手段。

常用手段有：

1、用烟气再循环调节过热器吸热量（见锅炉汽温调节）。
2、用喷水式或表面式减温器直接调节汽温；
3、用摆动燃烧器改变炉膛出口烟气温度；

锅炉负荷升高时，对流式过热器的进出口蒸汽温度升高值增大，辐射式过热器的温度升高值减小。若将对流式、辐射式和半辐射式过热器合理组合配置，则可在负荷、燃烧工况等变化时使出口汽温变化较小。过热器管组中各并联管子的吸热量和蒸汽流量在运行中都会有差别。为避免个别管子中温度过高，在大型锅炉中把过热器分成若干管组，用炉外的集箱对各管组蒸汽进行混合并用导汽管使各管组换位，以避免各管间出现过大的温度差。

由于辐射过热器和对流过热器的工作特性恰好相反，设计过热器时，如果使辐射过热器与对流过热器的吸热量比例保持适当(满负荷时，辐射过热器吸热量占总吸热量的40%一60%)，则可得到比较平坦的汽温一负荷变化曲线。

过热器的作用

1). 将汽包来的干饱和蒸汽进一步加热使之成为过热蒸汽.当汽水共存时,对汽水混合物加热,加入的热量只能用来使汽水混合物中的水蒸发成为蒸汽,而不能使蒸汽温度升高成为过热蒸汽.要想获得过热蒸汽,常采用的方法是将蒸汽从汽水混合物中分离出来,对其进一步加热,完成这一任务的部件成为过热器.
2). 降低烟气温度,回收烟气中的热量,提高锅炉效率.炉膛出口的烟气温度比较高,为1000---1100度,其中含有很多热量.烟气经过过热器后,温度降至700---800度,过热器回收了一部分烟气热量.

3)过热器的作用是将饱和水蒸气加热到额定(即设计的)温度的过热汽。过热器由并联的钢管组成。

过热器的型式

(1)辐射式过热器:它布置在炉膛四周的墙上或炉顶，作为一个独立的辐射受热面，吸收炉膛的辐射热。
由于它的热负荷很高传热效果好，故能节省受热面金属。但其工作条件差，应特别注意防止被烧坏。辐射过热器的工作特性是:过热汽温随锅炉负荷增高而降低。
当负荷增加时，炉膛火焰温度提高不多辐射吸热量因此增加也不多，由此对汽温增高的影响，比不过蒸汽流量增加使汽温降低的影响。

(2)半辐射过热器:半辐射过热器常做成屏状，故又称屏式过热器。屏式过热器悬挂于炉膛出口，吸收烟气的对流和辐射传热，但以对流为主。故其工作特性近似于对流过热器。其汽温随负荷增加而增高，但随负荷增加汽温的上升趋势比较平稳。屏式过热器可降低炉膛出口烟温，对防止对流过热器结焦有利。但它处于高烟温区又受到炉膛火焰的热辐射，因此，工作条件较差。设计、运行不当，容易超温烧坏。

  (3)对流过热器:此型过热器布置在锅炉的对流烟道中，依靠对流和管间辐射传热。按结构可分为垂直式及水平式两种。垂直式通常布置在倒U型锅炉的水平烟道中，其结构简单，吊挂方便，不易积灰。但停炉后，管内积水较难排除。水平式主要用于塔型或箱型锅炉。其优点是易于疏水，但支吊较困难，易积灰。对流过热器的工作特性是:过热汽温随锅炉负荷增加而升高。这是因为当负荷增加时，烟气温度上升;同时烟气和蒸汽流速加快。这样就使烟气与水蒸气之间的温度差及对流传热系数都增大，使传热量增大。增大的这部分热量，使蒸汽温度提高，其值远大于因蒸汽量增加对汽温降低的影响。