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锅炉是由“锅”和“炉 ”两部分组成的。锅炉 锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的 。
锅是容纳水和蒸汽的受压部件,包括锅筒、受热面、集箱 (也叫联箱)和管道等。其中进行着水的加热,汽化及汽水分离等过程。
一 、锅筒 它的作用是汇集 ,贮存、净化蒸汽和补充给水 。在水管锅炉中,通常有1~2个锅筒,上锅筒称为汽鼓(汽包) ,下面的称为水鼓或泥鼓。上锅筒内部有均匀给水的配水槽,汽水分离装置和连续排污装置。热水锅炉锅筒内部装配管及隔板等 。上锅筒外部装有主汽阀,副汽阀 ,安全阀,空气阀,水位计 ,排污管以及压力表等连接管。上锅筒的一端封头或顶部有人孔门。
下锅筒的一端封头上开有人孔,底部装有定期排污装置 。上下锅筒之间用许多上升管和下降管 (管束)连接,整个部件呈弹性结构。
锅壳式锅炉的锅筒,除起水管锅炉上下锅筒的作用外 ,还要在其中布置烟管,有的还设有燃烧室的炉膛等受热面,同时锅筒又是受热面的一部分。
装有烟管的锅筒平封头 ,称为管板 。管板为平板形状,外周扳边与筒体焊接。管板上开有许多管孔,通过胀接或焊接方式连接烟管。管板上没有安装烟管的部分 ,是承压薄弱环节,通常用角板斜拉撑或圆斜拉撑来加强。拉撑焊在筒节与管板之间 。
当前新发展一种凸形封头管板和管群连接,进一步减少管板厚度和水流状况 ,改善了受力情况。
二、水冷壁受热面
水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面。在工业锅炉中一般用朽φ51×3~φ63.5×3.5mm的锅炉钢管制成,是水管锅炉的主要受热面 。辐射受热面吸收火焰辐射热并遮挡炉墙,因而对炉墙起到了保护作用;同时 ,由于吸热较多,能降低炉膛温度,还有防止燃烧煤层结焦的作用。
水冷壁的上部与上锅简直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连接。上锅筒的炉水经下降管迸人下锅筒和下集箱,经过水冷壁吸热 ,形成汽水混合物,并上升到上锅筒,组成一个闭合的自然循环 。
过去有些快装锅炉的水冷壁管的两侧焊有翼片(又称鳍片)。其目的是更多的接受炉膛辐射热量 ,同时也增大了对炉墙的遮挡面积。因其加工较难和导热不良,容易产生裂纹,严重时会撕裂水冷壁管 ,故已较少采用,而逐渐被异形钢管取代 。
三 、集箱 它是汇集炉管排列联接的主要元件,有分配供水和引出的作用 ,按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。
上集箱位于炉管上部,汇集上升管束的水汽混合物,通过导管引人上锅筒。有些上集箱安装在炉墙外部 ,在与炉管相对的位置开有成排手孔,以便清扫炉管内部 。
下集箱位于炉管的下部,与下锅筒连接供水、分配给上升炉管。位于炉排两侧的下集箱,具有防止炉排两侧炉墙烧坏或挂焦的作用 ,称为防焦箱。下集箱有排污管,端部还开有手孔,以便检查清扫集箱内部。
除锅炉本体集箱外 ,在省煤器,过热器等部件上也有各自相应的集箱 。
集箱一般由较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成。近年来有些制造厂将管端旋压收口,取代焊接端盖 ,结构更加合理。
四、对流管束受热面
对流管束又称对流排管,位于上下锅筒之间,一般由φ51×3mm的锅炉钢管组成 ,是水管锅炉的主要受热面 。为了充分吸收热量,通常将对流管束中间,用隔陷墙组成来回或转弯的烟道 ,增加烟气流程,并以较高的烟速横向冲刷管束。通常被烟气先冲刷的管束,由于烟气温度高传热较多,管内汽水混合物的密度小 ,成为上升管,反之烟气温度低传热较少,成为下降管。
烟气冲刷管束 ,一般采用横向冲刷 。因为横向冲刷,其使热效果优于纵向冲刷。同属横向冲刷时,管子错排 (或叫叉排)的传热效果又优于顺排形式 ,但伴随传热效果的提高,烟气流动阻力也相应加大。
五 、烟火管受热面 烟管是烟管锅炉和水火管组合式锅炉的主要受热面,它的作用是当炉膛燃烧产生的高温烟气从管内流过时 ,不断对管外的锅水加热,使其逐渐成为蒸汽(或热水) 。烟管一般装在锅壳内,用焊接或胀接固定在两端管板上。因其安装数量受到锅壳的限制 ,加上管内容易积灰堵塞,管外容易积垢,故不适用于较大型锅炉。但近年来,亦在研究大型水火管锅炉 ,并取得了一些进展 。
近几年来推广应用一种新型烟管:即螺纹烟管,它是在烟管上压出深2mm左右的螺纹状凹槽,改善烟气对管壁的放热 ,效果显著。这种螺纹烟管与普通烟管相比,传热效果可提高近2倍。
六、过热器 省煤器和空气预热器。它们均属对流受热面 。过热器除有对流过热器外,还有辐射过热器 ,其余的省煤器和预热器均安装锅炉尾部烟道。它们的作用,主要是进一步降低排烟温度,提高锅炉热效率。
炉位于锅炉本体前方 ,是燃料燃烧的场所,它包括燃烧设备和炉膛 。由于燃料不同和燃烧方式不同,主要有层燃炉 ,室燃炉,旋风炉、沸腾炉等。他们炉膛四周,都安装了水冷壁管。层燃炉为了加强燃料燃烧还有前 、后拱 。不同的炉型,其结构虽然不一样 ,但它们都有组织燃料燃烧的空间和相应的燃烧设备。
锅和炉是由传热过程联系起来的,受热面即是锅和炉的分界面。凡是一侧有放热介质 (火焰、烟气),另一侧就有受热介质 (水 ,蒸汽、空气),进行着热量传递,它们之间的热交换是依靠受热面 。
由锅筒 、受热面及其连接管道和烟风道、燃烧设备和出渣设备、炉墙和构架 (包括平台、扶梯)等所组成的整体称为锅炉本体。
由锅炉本体 ,锅炉范围内的水 、汽、烟、风 、燃料管道及其附属设备、测量仪表,其它的锅炉附属机械等构成的整套装置称为锅炉机组。
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