工業(yè)鍋爐的構(gòu)造及燃燒設(shè)備-鍋爐的爐型

本單元知識(shí)點(diǎn)一覽單元一鍋爐的爐型2.1.1鍋爐發(fā)展簡史2.1.2煙管鍋爐系列2.1.3水管鍋爐系列2.1.4熱水鍋爐的類型及特點(diǎn)2.1.1鍋爐發(fā)展簡史隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，特別是蒸汽機(jī)的發(fā)明，鍋爐應(yīng)運(yùn)而生，18世紀(jì)末，圓筒形蒸汽鍋爐誕生，至今已有200多年的歷史。此期間鍋爐發(fā)展主要體現(xiàn)在：容量、參數(shù)、結(jié)構(gòu)、能耗、環(huán)保等方面。一、鍋爐的演變過程如圖1所示，形象地展示了鍋爐的發(fā)展方向和結(jié)構(gòu)型式的演變過程。2二、鍋爐本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（3）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，整體性好，對水質(zhì)要求不高。1.鍋殼鍋爐（1）結(jié)構(gòu)：有一個(gè)較大的鋼制筒體，內(nèi)部布置煙管受熱面。（2）分類：根據(jù)燃燒裝置的布置可分為內(nèi)燃式鍋殼鍋爐與外燃式鍋殼鍋爐。2.水管鍋爐

（1）結(jié)構(gòu)：鍋爐本體是由直徑較小的鍋筒和管子組成。

（2）分類：根據(jù)鍋筒與受熱面的相對位置不同，可分為“D”型、“O”型、“A”型鍋爐。（3）特點(diǎn)：受熱面與爐膛布置靈活，傳熱好，適合大容量、高參數(shù)的鍋爐，但是對水質(zhì)要求高。3.水、火管鍋爐

（1）結(jié)構(gòu)：火管和水管組合的臥式外燃快裝鍋爐。

（2）特點(diǎn)：鍋爐結(jié)構(gòu)較為合理，安全性、可靠性好；但也存在金屬耗量大、制造工藝較復(fù)雜、成本高等不足之處。學(xué)習(xí)單元1鍋爐的爐型知識(shí)點(diǎn)1鍋爐發(fā)展簡史知識(shí)點(diǎn)2煙管鍋爐系列知識(shí)點(diǎn)3水管鍋爐系列知識(shí)點(diǎn)4熱水鍋爐的類型及特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)4熱水鍋爐的類型及特點(diǎn)一、特點(diǎn)鍋內(nèi)介質(zhì)無相變，始終都是水（水溫低于壓力對應(yīng)下飽和溫度20℃以上，無需汽水分離裝置）。結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，鍋爐房基建投資少。金屬耗量少，比同容量蒸汽鍋爐節(jié)省約30%。傳熱溫差大，受熱面不易結(jié)垢，熱阻小，傳熱效率好，熱效率高，節(jié)約燃料。安全可靠性好，操作簡單。10二、與蒸汽采暖系統(tǒng)相比較，熱水采暖系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：泄漏量少，管路熱損失小；熱水采暖系統(tǒng)較蒸汽系統(tǒng)可節(jié)約燃料20%～30%。而且系統(tǒng)易調(diào)節(jié)、不需要監(jiān)視水位，操作方便，運(yùn)行安全。室內(nèi)溫度波動(dòng)小，維修保養(yǎng)費(fèi)用低，制造成本低。三、分類按結(jié)構(gòu)型式：煙管、水管和煙-水管組合式按熱水溫度：低溫(≤120℃)、高溫（>120℃）按流動(dòng)方式：強(qiáng)制循環(huán)、自然循環(huán)注意的問題防止鍋爐水的汽化（突然停電）；低溫受熱面的低溫腐蝕與積灰（回水溫度低）；與供熱管網(wǎng)直接連接時(shí)，注意除污。12四、管架式強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐1.基本構(gòu)造：強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐一般不裝鍋筒，而是由受熱的并聯(lián)排管和集箱組成，又稱為管架式熱水鍋爐。此型鍋爐由前、后兩部分組成，前面為爐膛，后面為對流煙道，中間用隔火墻隔開，隔火墻上部設(shè)置煙窗，后墻水冷壁在此處拉稀，形成凝渣管。熱水的循環(huán)動(dòng)力是由供熱網(wǎng)路的熱水循環(huán)水泵提供的，迫使水在受熱面中流動(dòng)吸熱。鍋爐四角布置4根垂直的大直徑管子（即下降管），大直徑管與集箱溝通，爐膛四周的膜式水冷壁固定在上下集箱間，角管、集箱、膜式水冷壁構(gòu)成一個(gè)整體，承受鍋爐上部結(jié)構(gòu)與水的全部荷重，并由這4根角管將荷重傳遞給鍋爐基礎(chǔ)。所以該型鍋爐又稱為角管式鍋爐。如圖1所示。圖1HW100U型角管式強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐1-水冷壁分配集箱2-側(cè)水冷壁下集箱3-燃燒器4-前墻水冷壁5-側(cè)墻水冷壁上集箱6-熱水出口7-旗式對流受熱面8-角管9-回水進(jìn)口集箱2.煙氣流程3.汽水流程4.特點(diǎn)：

1）鍋爐采用膜式水冷壁，實(shí)現(xiàn)微正壓燃燒，燃燒完全；密封性能好，漏風(fēng)少，排煙熱損失??；膜式水冷壁外側(cè)采用敷管爐墻，屬輕型爐墻，既減輕重量，保溫性能又好，散熱損失小。因此，鍋爐熱效率高。2) 鍋爐荷重完全靠自身的受壓部件承擔(dān)，省去了鋼架結(jié)構(gòu)，既減輕鍋爐重量，又節(jié)省鋼材。角管鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，利于整裝或組裝制造和運(yùn)輸，安裝周期短。五、常壓熱水鍋爐六、案例展示圖270MW強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐1-鍋筒2-側(cè)水冷壁上集箱3-水冷屏4-前水冷壁5-前水冷壁下集箱6-后水冷壁下集箱7-水冷屏進(jìn)口豎集箱8-Ⅰ級(jí)對流受熱面9-Ⅱ級(jí)對流受熱面10-省煤器11-百葉窗分離器12-單幅橫梁式鏈條爐排13-煤斗14-側(cè)水冷壁下集箱圖370MW強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的水流程圖4DHL14—1.25/130/70—AⅡ型自然循環(huán)熱水鍋爐1-鏈條爐排2-下降管3-水冷壁4-鍋筒5-供熱水出口6-對流受熱面（鋼管省煤器）7-回水入口集箱8-空氣預(yù)熱器圖5DHL46—1.6/130/70—AⅢ型自然循環(huán)角管式熱水鍋爐1-爐排2-等壓風(fēng)倉3-煤斗4-爐膛5-平臺(tái)扶梯6-鍋筒7-進(jìn)水集箱8-出水集箱9-旗式受熱面10-出口煙道學(xué)習(xí)單元1鍋爐的爐型知識(shí)點(diǎn)1鍋爐發(fā)展簡史知識(shí)點(diǎn)2煙管鍋爐系列知識(shí)點(diǎn)3水管鍋爐系列知識(shí)點(diǎn)4熱水鍋爐的類型及特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3

水管鍋爐特點(diǎn)水管鍋爐與火管鍋爐相比有下列優(yōu)點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)方面：沒有特大直徑的鍋筒和煙管；在燃燒方面：爐膛不再受鍋筒限制，可根據(jù)燃料特性自如布置，燃燒條件改善，熱效率有較大提高；在傳熱方面：可盡量組織煙氣對水管的橫向沖刷，與煙管的縱向沖刷相比傳熱系數(shù)提高；水循環(huán)方面：水管鍋爐具有良好的水循環(huán)；水容積小，升火速度較快。23分類(鍋筒及內(nèi)部)按鍋筒數(shù)目：單鍋筒和雙鍋筒，前蘇聯(lián)還有三鍋筒。按鍋筒布置形式：縱置式、橫置式和立置式。24一、單鍋筒縱置式水管鍋爐（圖1為DZL20-2.5/400-A型拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐）。1.鍋爐構(gòu)造鍋筒位于爐膛的正上方，兩組對流管束與爐排成“A”字形布置。爐膛四周布置水冷壁，前墻水冷壁由鍋筒引接的下降管供水，后墻及兩側(cè)墻水冷壁由對流管束下聯(lián)箱引接的下降管供水。兩側(cè)墻水冷壁的下聯(lián)箱兼作爐排的防渣箱。蒸汽過熱器布置在右側(cè)前半部對流煙道中。25圖1DZL型水管鍋爐1-倒轉(zhuǎn)鏈條爐排2-灰渣槽3-機(jī)械風(fēng)力拋煤機(jī)4-鍋筒5-鋼絲網(wǎng)汽水分離器6-鑄鐵省煤器7-空氣預(yù)熱器8-對流管束下集箱9-水冷壁10-對流管束11-蒸汽過熱器12-飛灰回收再燃裝置13-風(fēng)道2.工作原理：（1）煙氣流程—鍋爐配置機(jī)械風(fēng)動(dòng)拋煤機(jī)和倒轉(zhuǎn)鏈條爐排，燃煤大部分被拋向爐膛后部，并在此開始著火燃燒。隨著爐排由后向前逐漸移動(dòng)，煤層逐漸燃盡，最后灰渣在爐排前端落入灰渣斗。爐內(nèi)高溫?zé)煔狻皦ψ笥覂蓚?cè)煙道→對流煙道，煙氣由前向后橫向沖刷對流管束。左右兩側(cè)的煙氣在爐后的頂部匯集，折轉(zhuǎn)90°向下→過省煤器、空氣預(yù)熱器→除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。27（2）汽水流程軟化除氧水經(jīng)鍋爐給水泵加壓，送入省煤器預(yù)熱后進(jìn)入鍋筒，分別在水冷壁和對流管束兩個(gè)循環(huán)回路內(nèi)受熱、汽化，形成汽水混合物再回到鍋筒，經(jīng)汽水分離裝置進(jìn)行汽水分離，分離出來的水回到鍋筒水空間，合格的飽和蒸汽引入蒸汽過熱器加熱，達(dá)到額定參數(shù)的過熱蒸氣經(jīng)主蒸汽閥送往用戶。283.特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)—結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，水循環(huán)較穩(wěn)定，著火迅速，耗鋼材少。

（2）缺點(diǎn)—鍋筒水容積小，出力較大，鍋爐需設(shè)自動(dòng)給水設(shè)備，水質(zhì)要求較高。飛灰含碳量高，燃燒不完全，熱損失大。29二、雙鍋筒縱置式水管鍋爐1.雙鍋筒縱置式“D”型鍋爐（圖2）（1）鍋爐構(gòu)造爐膛與對流煙道平行布置，一側(cè)為爐膛，另一側(cè)為對流煙道。爐膛四周布置水冷壁，其中一側(cè)水冷壁管彎曲形成爐頂。在對流煙道中，布置對流管束。布置方式成“D”形。30圖2雙鍋筒縱置式“D”型鍋爐1-煤斗2-鏈條爐排3-爐膛4-右側(cè)水冷壁的下降管5-燃盡室6-上鍋筒7-鑄鐵省煤器8-灰渣斗9-燃盡室煙氣出口10-后墻管排11-右側(cè)水冷壁12-第一對流管束13-第二對流管束14-螺旋出渣機(jī)

（2）工作原理（參照前述）煤由煤斗落到鏈條爐排上，煤層隨爐排向后移動(dòng)，在移動(dòng)過程中完成煤的燃燒過程，最后燃盡的灰渣移到爐排末端，經(jīng)老鷹鐵落入灰渣斗。32（3）特點(diǎn)水容量較大，可適應(yīng)熱負(fù)荷變化。對流管束布置較方便。爐膛采用一側(cè)狹長布置，有利于采用機(jī)械化爐排，燃料在爐排上停留的時(shí)間長，可降低固體燃燒不完全損失。只能單面操作，單面進(jìn)風(fēng)，燃煤鍋爐容量以不大于10t／h為宜。332.“O”型鍋爐

圖3所示為SZP型雙鍋筒縱置式拋煤機(jī)鍋爐。

（1）結(jié)構(gòu)形式鍋爐爐膛在前，對流管束在后。正面看，居中縱置雙鍋筒間對流管束，構(gòu)成"O"字形布置。爐膛兩側(cè)布置水冷壁，如上鍋筒為長鍋筒，水冷壁上端直接接入上鍋筒，呈“人”字形聯(lián)接；如上鍋筒為短鍋筒，則兩側(cè)水冷壁分別設(shè)置上集箱，再由汽水引出管將上集箱和鍋筒相連。34圖3SZP型雙鍋筒縱置式拋煤機(jī)鍋爐1-上鍋筒2-水冷壁3-鍋爐管束4-機(jī)械風(fēng)力拋煤機(jī)5-手搖翻轉(zhuǎn)爐排6-燃盡室7-飛灰回收裝置8-吹灰器9-省煤器10-空氣預(yù)熱器11-旁通煙道（2）特點(diǎn)金屬耗量低；結(jié)構(gòu)緊湊，整體總裝出廠，可單層布置，節(jié)省基建投資；水容積大，水循環(huán)可靠；高溫?zé)煔鈾M向沖刷對流管束，傳熱效果好；熱效率高。36三、雙鍋筒橫置式水管鍋爐（圖4為SHL10-1.27/350-WⅢ型雙鍋筒橫置式水管鍋爐）。1.鍋爐結(jié)構(gòu)上、下鍋筒、對流管束安裝在爐膛之后，爐膛四周及爐頂全部布滿水冷壁（蒸發(fā)受熱面），煙窗在爐膛后墻上部，后墻水冷壁在此處被拉稀，形成凝渣管。2.工作原理燃料燃燒生成的煙氣經(jīng)煙窗凝渣管，經(jīng)蒸汽過熱器、鍋爐管束，進(jìn)入尾部煙道，經(jīng)省煤器、空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。37圖4SHL型鍋爐1-上鍋筒2-省煤器3-鍋爐管束4-下鍋筒5-空氣預(yù)熱器6-下降管7-后墻水冷壁下集箱8-側(cè)墻水冷壁下集箱9-后墻水冷壁10-風(fēng)倉11-鏈條爐排12-前墻水冷壁下集箱13-爐前煤斗14-爐膛15-前墻水冷壁16-二次風(fēng)管道17-側(cè)墻水冷壁18-蒸汽過熱器19-凝渣管20-側(cè)墻水冷壁上集箱學(xué)習(xí)單元1鍋爐的爐型知識(shí)點(diǎn)1鍋爐發(fā)展簡史知識(shí)點(diǎn)2煙管鍋爐系列知識(shí)點(diǎn)3水管鍋爐系列知識(shí)點(diǎn)4熱水鍋爐的類型及特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2

煙管鍋爐系列鍋殼鍋爐是在工業(yè)上應(yīng)用最早的一種鍋爐形式。分類：按受熱面布置形式內(nèi)燃式鍋殼鍋爐：受熱面布置在鍋殼內(nèi)部外燃式鍋殼鍋爐：受熱面布置在鍋殼內(nèi)部和外部按鍋殼布置方式臥式、立式40按受熱面形式火管（煙管）鍋爐：煙氣在管內(nèi)流動(dòng)放熱，水在管外吸熱的受熱面；水管鍋爐：水、汽或汽水混合物在管內(nèi)流動(dòng)吸熱，煙氣在管外沖刷放熱的受熱面。水火管鍋爐：既有火管受熱面又有水管受熱面。41特點(diǎn)：水的加熱、汽化、汽水分離等過程均在鍋殼內(nèi)完成，水循環(huán)安全可靠；鍋殼體積大，水容積大，適應(yīng)負(fù)荷變化的能力強(qiáng)；對水質(zhì)要求不高。爐膛小，四周水冷程度大，燃燒條件差，爐內(nèi)溫度低，需要優(yōu)質(zhì)煤；煙氣縱向沖刷，傳熱效果差；鍋殼直徑大，耗材多，而且蒸汽參數(shù)受到限制。42一、臥式鍋殼鍋爐目前國產(chǎn)鍋爐多為內(nèi)燃式，配置的有鏈條爐排、油燃燒器或燃?xì)馊紵鳌?．臥式內(nèi)燃鍋殼鍋爐(單火筒鍋爐和雙火筒鍋爐)。⑴燃煤臥式單火筒鍋殼鍋爐圖1為WNL4-1.3-AⅡ型臥式煙管鍋爐。431）鍋爐構(gòu)造：在臥置的鍋筒內(nèi)，有一個(gè)具有彈性的波形火筒，火筒內(nèi)設(shè)置爐排；在鍋筒左、右側(cè)及火筒上部布置有煙管；火筒和煙管都沉浸在鍋殼的水容積里。44圖1燃煤臥式單火筒鍋殼鍋爐1-鏈條爐排2-送風(fēng)機(jī)3-前煙箱4-安全閥5-主汽閥6-煙管7-鍋殼8-引風(fēng)機(jī)9-火筒10-后煙箱

2）工作原理：煙氣在鍋爐內(nèi)呈三個(gè)回程流動(dòng)，稱三回程鍋爐。第一回程：燃燒后的煙氣在火筒內(nèi)向后流動(dòng)。第二回程：煙氣經(jīng)后煙箱導(dǎo)入左、右側(cè)煙管，向前流動(dòng)。第三回程：煙氣經(jīng)前煙箱匯集后，進(jìn)入火筒上部的煙管向后流動(dòng)。最后，煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。453）特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；水容量較大，能適應(yīng)負(fù)荷變化，對水質(zhì)要求低。缺點(diǎn)：煙管采用脹接，易滲漏，煙管之間距離小，清除水垢困難；煙管水平布置易積灰；燃燒條件差，不宜燃用低質(zhì)煤；爐排安裝、拆卸、維修不大方便。462.臥式燃油、燃?xì)鈨?nèi)燃鍋殼鍋爐（圖2為WNS4-0.8-Q、Y型鍋爐）。（1）鍋爐結(jié)構(gòu)：火筒：后部采用波形結(jié)構(gòu)，以減少剛性；煙管：采用雙面螺紋管，以強(qiáng)化傳熱；

爐膛前部：采用耐火材料砌筑拱碹，以達(dá)到蓄熱，穩(wěn)燃和增強(qiáng)輻射的目的；配置燃油或燃?xì)庠O(shè)備，微正壓燃燒（2000Pa），可不用引風(fēng)機(jī)。4748圖2WNS4-0.8-Q、Y型鍋爐1-火筒2-前煙箱3-蒸汽出口4-煙囪5-后煙箱6-防爆門7-排污管8-熱風(fēng)道9-煙管3．臥式外燃鍋殼鍋爐

臥式外燃鍋殼鍋爐，又稱煙水管鍋爐（圖3所示為DZL2-1.3-AⅡ型鍋爐）。（1）結(jié)構(gòu)形式鍋筒偏置，受熱面主要有對