1.过热器和再热器的作用

蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是把饱和蒸汽或微过热蒸汽加热具有一定过热度的合格蒸汽，并要求在锅炉变工况运行时，保证过热蒸汽温度在允许范围内变动。提高蒸汽初压和初温可提高电厂循环热效率，但蒸汽初温的进一步提高受到金属材料的耐热性的限制，我国大多数电厂的过热蒸汽温度被限制在540～550℃。

为了提高循环热效率，采用较好的合金钢材，过热蒸汽温度可进一步提高。蒸汽初压的提高虽可提高循环热效率，但过热蒸汽压力的进一步提高受到汽轮机排汽湿度的限制，因此为了提高循环热效率及减少排汽湿度，可采用再热器。汽轮机高压缸的排汽送到锅炉的再热器中，经再一次加热升温到一定温度后，返回到汽轮机的中压缸和低压缸中继续膨胀做功。通常，再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右，再热蒸汽温度与过热蒸汽温度接近。采用一次中间再热可使循环热效率提高4%～6%。

随着蒸汽参数的提高，过热蒸汽和再热蒸汽的吸热量份额增加，在现代高参数大容量锅炉中，过热器和再热器的吸热量占工质总吸热量的50%以上，因此，过热器和再热器受热面在锅炉总的受热面中占很大的比例，需把一部分过热器和再热器受热面布置在炉膛内，即需采用辐射式、半辐射式过热器和再热器。过热器和再热器内流动的为高温蒸汽，其传热性能差，而且过热器和再热器又位于高温烟区，所以管壁温度较高，如何使过热器和再热器管能长期安全工作是过热器及再热器设计和运行中的重要问题。

过热器将饱和蒸汽加热成具有一定温度和压力的过热蒸汽，并且在锅炉变工况运行时，保证过热蒸汽参数在允许范围内变动；再热器是将汽轮机高压缸排汽送回锅炉加热到与过热蒸汽温度相等（相近）的再热温度，然后再送到中压缸及低压缸中膨胀做功，以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度，且保证再热蒸汽参数在允许范围内变动，以提高电厂循环热效率的热交换设备。过热器和再热器是电站锅炉受热面的重要组成部分，而且是工作温度最高，工作条件较差的受热面。

2.过热器和再热器的布置

过热器设计和布置时，必须保证其受热面管子外壁温度低于钢材的抗腐蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。

蒸汽参数提高，使锅炉受热面的布置也相应发生变化。低压锅炉的蒸汽温度约为350～370℃，这时加热过热蒸汽所需的热量不多，但由于压力低，水的汽化潜热大，水的蒸发热量却较多，炉膛辐射热量不能满足水蒸发所需要的热量，因此，在对流过热器前一般还要布置大量对流蒸发管束。中压锅炉，其炉膛辐射热和所需蒸发热大致相当，过热器一般就直接布置在炉膛出口的少量凝渣管束之后。对于高压锅炉，由于汽化潜热减少，炉内的辐射热已超过所需的蒸发热，而且过热蒸汽和加热水的热量较多，这时必须把一部分过热器受热面布置在炉内，即采用所谓辐射式和半辐射式过热器。同样，也可以把一部分炉内水冷壁作为辐射式省煤器。随着锅炉容量的增大和蒸汽压力的提高，水蒸气所需热量继续减少，而蒸汽过热热进一步增加，必然要把过热器和再热器布置在更高烟温区，以增加过热热占炉内吸热量的比例。因此，超高压力、亚临界压力和超临界压力的锅炉，必须采取更多的辐射式、半辐射式过热器和再热器。

3.过热器和再热器的工作特点

（1）过热器和再热器是锅炉内工质温度最高的部件。

（2）蒸汽（特别是再热蒸汽）冷却管子的能力较差。(www.daowen.com)

（3）管子金属安全是过热器、再热器设计，以及锅炉安全运行中的重要问题。（材料是超临界、超超临界机组的关键技术之一。）

因此，为了保证长期金属安全，在过热器、再热器的设计和运行中，应注意如下问题：

（1）运行中应保持汽温稳定：汽温的波动不应超过±（5～10）℃。

（2）过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温。

（3）尽量防止或减少平行管子之间的热偏差。

通过过热器和再热器的比较来分析再热器特点：再热蒸汽压力低，蒸汽与管壁之间的对流放热系数小，对于超高压机组，再热蒸汽的对流放热系数只有过热汽的25%。再热蒸汽对管壁的冷却效果较差，而再热蒸汽出口温度与过热蒸汽相同，为了使再热器管壁不超温，在出口段采用高级合金钢，并且让再热器尽量布置在烟气温度较低区域。

虽然再热蒸汽的质量流量约为主蒸汽流量的80%左右，但由于再热蒸汽压力低，温度高，比容大，再热蒸汽的容积流量比主蒸汽大得多，因此再热蒸汽连接管道直径比主蒸汽管道大，再热器本身采用大管径多管圈受热面，管子的直径为42～60mm，管圈数为5～8。

再热蒸汽侧阻力的大小直接影响机组热效率，阻力每增加0.98MPa，汽轮机的汽耗增加0.28%，因此再热蒸汽管道和再热器本身的阻力越小越好。再热器本身的阻力一般限制在0.2MPa左右，再热器内工质流速一般在250～400kg/（m·s）之间。

再热器对汽温偏差较敏感。在相同温度下，蒸汽的比热随着压力的降低而减小，因此再热蒸汽的比热比过热蒸汽的比热低。再热器出口汽温受进口汽温的影响。单元机组在定压下运行时，汽轮机高压缸排汽温度随着负荷的降低而降低，再热进口温度也降低，从而使再热器出口汽温降低。对于对流式再热器，其对流汽温特性更加显著，汽温调节幅度比过热器大。

当汽轮机甩负荷或机组启停时，再热器无蒸汽冷却，可能烧坏，因此在过热器和再热器之间装有高压旁路，将过热蒸汽通过高压旁路上的快速减温减压装置引入再热器，从而起到保护再热器的作用。