對流過熱器位于爐膛出口水平煙道中,它受較高溫煙氣的沖刷,以吸收煙氣對流熱為主,煙氣輻射熱為輔,故稱對流過熱器。如圖1:130 t/h鍋爐對流過熱器結構圖所示(1-鍋簡;2-對流過熱器;3-高溫對流過熱器;4-中間集箱;5-表面式減溫器;6-過熱器出口集箱;7-交叉管)為130 t/h鍋爐的過熱系統圖。
對流過熱器入口煙溫較高,接近1000℃,為防止結渣,常把過熱器管的前幾排拉稀成錯列布置,如圖2:對流過熱器前排管束的拉稀結構圖所示。過熱器前幾排管子橫向節距拉稀后,縱向節距也相應增大,以免結渣搭橋。其橫向節距大于等于4.5,縱向節距大于等于3.5。
隨鍋爐容量的不斷增大,煙道變寬,煙溫分布更加不均勻,造成蛇形管吸熱不均,為此把過熱器分成幾級,在中間集箱進行混合,并將蒸汽左右交叉,即原來在左邊流動的過熱蒸汽經交叉集箱后,調換到右邊,原來在右邊流動的蒸汽經交叉集箱調換到左邊,如圖3:蒸汽交換流動的連接系統圖所示(1-飽和蒸汽進口集箱;2-中間集箱;3-出口集箱;4-集汽集箱;5-交叉連接管),其中(a)利用交叉連接管進行交換;(b)利用中間集箱進行交換。蒸汽經交叉調換后,煙溫偏差對兩側過熱汽溫的影響顯著減小。交叉集箱還兼有混合的作用,可消除過熱器各蛇形管因煙氣側或蒸汽側的吸熱不均勻形成的汽溫偏差。
過熱器的蛇形管可做成單管圈、雙管圈及多管圈如圖4:對流過熱器不同的管圈結構圖所示((a)單管圈;(b)雙重管圈;(c)三重管),這與鍋爐的容量和管內必須維持的蒸汽流速有關。因為在煙氣通路截面不變并保持煙氣流速的情況下,可以通過改變管圈數目來改變蒸汽速度。例如,由單管圈變為雙管圈,蒸汽通路截面增加1倍,蒸汽速度降為原速度的1/2。因為過熱器是順列布置,所以管圈增加,煙氣通路和煙氣流速都不變。大容量鍋爐通常采用多管圈結構。