鍋爐的結構

一、鍋爐由“鍋”和“爐”兩部分組成

（一）鍋爐的基本組成部分

1、汽鍋

包括鍋筒、管(guan)束、水(shui)(shui)冷壁、集箱、下降管(guan)。鍋爐本體中汽水(shui)(shui)系統(tong)，高溫燃燒(shao)產(chan)物煙氣通過受熱面將熱量傳(chuan)遞給汽鍋內溫度較低的水(shui)(shui)，水(shui)(shui)被(bei)加熱，沸騰汽化，生成蒸汽。

2、爐子

包括煤斗(dou)、爐(lu)排、爐(lu)膛、除渣(zha)板、送(song)風裝置等(deng)。鍋爐(lu)本體中燃(ran)燒設備，燃(ran)燒將燃(ran)料的化學能(neng)(neng)轉化為熱能(neng)(neng)。

3、安全附件

水位計(ji)、壓(ya)力表、安(an)全閥等及鍋(guo)爐金(jin)屬鋼架及平臺樓梯。

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（二）“鍋”的組成部分

1、省煤器

位于(yu)鍋爐尾部垂直煙(yan)道(dao)，利用煙(yan)氣余(yu)熱加熱鍋爐給水(shui)，降低排煙(yan)溫度，提高(gao)鍋爐效率，節(jie)約(yue)燃料(liao)。

2、汽包

位(wei)于鍋爐頂(ding)部(bu)，是一(yi)個圓(yuan)筒形的(de)(de)承壓容器，其下是水(shui)(shui)，上部(bu)是汽(qi)(qi)，它接受(shou)省煤(mei)器的(de)(de)來水(shui)(shui)，同時(shi)又與下降管(guan)、聯箱、水(shui)(shui)冷壁共(gong)同組成水(shui)(shui)循環回路。水(shui)(shui)在水(shui)(shui)冷壁中吸熱而生成的(de)(de)汽(qi)(qi)水(shui)(shui)混合物匯集于汽(qi)(qi)包(bao)，經汽(qi)(qi)水(shui)(shui)分(fen)離(li)后向過熱器輸送飽和蒸(zheng)汽(qi)(qi)。

3、下降管

是(shi)(shi)水(shui)冷壁的供水(shui)管(guan)道，其(qi)作用是(shi)(shi)把汽包中的水(shui)引入下(xia)聯箱再(zai)分配到各個水(shui)冷壁管(guan)中。分小(xiao)直徑(jing)分散下(xia)降管(guan)和(he)大直徑(jing)集中下(xia)降管(guan)兩種。小(xiao)直徑(jing)下(xia)降管(guan)管(guan)徑(jing)小(xiao)，對水(shui)循環不利。

4、水(shui)冷壁下聯箱

聯箱主要作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)是將質(zhi)匯(hui)集起來，或將工質(zhi)通過(guo)聯箱通過(guo)聯箱重新分(fen)配到(dao)其它(ta)管(guan)道中。水(shui)冷壁(bi)下聯箱是一根(gen)較粗兩(liang)端封(feng)閉的管(guan)子，其作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)是把(ba)下降管(guan)與(yu)水(shui)冷壁(bi)連接在一起，以便起到(dao)匯(hui)集、混合、再分(fen)配工質(zhi)的作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)。

5、水冷壁

位于(yu)爐膛(tang)四周，其(qi)主(zhu)要任務是吸收爐內的輻射熱，使水蒸發，它是現代(dai)鍋(guo)爐的主(zhu)要受熱面，同時還可以保護爐墻。

6、過熱器

其(qi)作用是將汽(qi)包來(lai)的(de)飽和蒸汽(qi)加熱(re)(re)上成(cheng)具有(you)一定(ding)溫度的(de)過熱(re)(re)蒸汽(qi)。

7、再熱器

其作(zuo)用是將汽輪機(ji)中(zhong)做(zuo)過部分功的(de)蒸汽再(zai)次進行加(jia)熱升溫，然后再(zai)送到汽輪機(ji)中(zhong)繼續(xu)做(zuo)功。

（三）“爐”的組成部分

1、爐膛

是由爐墻和水冷壁轉成的供燃料燃燒的，燃料在該(gai)空間內呈懸浮狀燃燒，釋放出大量的熱量。

2、燃燒器

位于爐(lu)膛四(si)角或墻壁上，其作用是把燃料和(he)(he)空(kong)氣以(yi)(yi)一定(ding)速度噴(pen)入爐(lu)內(nei)，使其在爐(lu)內(nei)能(neng)進行良好的混合以(yi)(yi)保證燃料及時著(zhu)火和(he)(he)迅速完全地燃燒。分(fen)直流燃燒器和(he)(he)旋(xuan)流燃燒器兩種基本類型。

3、空氣預熱器

是煙氣(qi)(qi)(qi)與空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)之間進(jin)行熱量交換(huan)(huan)的(de)換(huan)(huan)熱器，屬于燃燒系統。空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)預熱器通常布(bu)置在鍋(guo)爐尾部煙道中，利(li)用煙氣(qi)(qi)(qi)的(de)余熱加熱室溫下的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)，使空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)升溫到燃料(liao)燃燒需要的(de)溫度然(ran)后送入(ru)爐膛。

4、煙風道

是由爐(lu)墻(qiang)、部(bu)分受(shou)熱(re)面管道(dao)及(ji)包墻(qiang)管等(deng)組成的(de)(de)管道(dao)，用以引導煙氣的(de)(de)流動(dong)，并經各個受(shou)熱(re)面進行(xing)熱(re)量交換(huan)，分為水平(ping)煙道(dao)和尾部(bu)煙道(dao)。輔(fu)助設(she)備(bei)輔(fu)助設(she)備(bei)包括通風(feng)(feng)設(she)備(bei)（送、引風(feng)(feng)機）、燃料運輸設(she)備(bei)、制(zhi)粉系統、除灰(hui)渣(zha)及(ji)除塵設(she)備(bei)、脫硫(liu)設(she)備(bei)等(deng)。

二、其它構件

1、鍋筒

它的作用是匯集，貯存、凈化蒸汽和補充給水。在水管鍋爐中，通常有一(yi)至兩個(ge)鍋(guo)筒(tong)，上(shang)鍋(guo)筒(tong)稱為(wei)汽(qi)(qi)鼓(gu)（汽(qi)(qi)包），下(xia)面的(de)(de)稱為(wei)水(shui)鼓(gu)或泥(ni)鼓(gu)。上(shang)鍋(guo)筒(tong)內(nei)(nei)部有均(jun)勻(yun)給水(shui)的(de)(de)配(pei)水(shui)槽(cao)，汽(qi)(qi)水(shui)分離裝置(zhi)和連續排(pai)污裝置(zhi)。熱(re)水(shui)鍋(guo)爐鍋(guo)筒(tong)內(nei)(nei)部裝配(pei)管及隔(ge)板等(deng)。上(shang)鍋(guo)筒(tong)外(wai)部裝有主汽(qi)(qi)閥(fa)(fa)，副汽(qi)(qi)閥(fa)(fa)，安全閥(fa)(fa)，空氣閥(fa)(fa)，水(shui)位(wei)計，排(pai)污管以(yi)及壓力表等(deng)連接管。

上鍋筒的一端封頭或頂部有人孔門。下鍋(guo)(guo)筒的一端封頭上開有人孔(kong)，底部(bu)裝有定期(qi)排污裝置(zhi)。上下鍋(guo)(guo)筒之間用許多上升管(guan)和下降管(guan) （管(guan)束）連接(jie)，整個部(bu)件呈彈性結(jie)構。

上鍋筒(tong)直徑(jing)(jing)(jing)稍大于(yu)下鍋筒(tong)直徑(jing)(jing)(jing)，二鍋筒(tong)之間連(lian)接對(dui)(dui)(dui)流(liu)(liu)管束。對(dui)(dui)(dui)流(liu)(liu)管束由外徑(jing)(jing)(jing)51毫米的(de)(de)無縫鋼管組成，順列布置于(yu)對(dui)(dui)(dui)流(liu)(liu)煙道中，對(dui)(dui)(dui)流(liu)(liu)煙道沿縱向由耐火墻分為兩半區，煙氣沿對(dui)(dui)(dui)流(liu)(liu)煙道呈U形流(liu)(liu)動。鍋爐的(de)(de)受(shou)(shou)熱面(mian)：從放熱介質吸熱，將熱量傳遞給受(shou)(shou)熱介質的(de)(de)固體(ti)表(biao)面(mian)。根(gen)據傳熱過程(cheng)特點分為輻射受(shou)(shou)熱面(mian)、 對(dui)(dui)(dui)流(liu)(liu)受(shou)(shou)熱面(mian)、沸騰層內埋管受(shou)(shou)熱面(mian)。

2、水冷壁受熱面

水(shui)冷壁是(shi)布置在爐(lu)膛四周的輻射受熱(re)面。在工業鍋爐(lu)中一般(ban)用(yong)(yong)朽φ51×3～φ63.5×3.5mm的鍋爐(lu)鋼管(guan)制成，是(shi)水(shui)管(guan)鍋爐(lu)的主(zhu)要(yao)受熱(re)面。輻射受熱(re)面吸收火焰輻射熱(re)并(bing)遮(zhe)擋爐(lu)墻，因而對爐(lu)墻起到了(le)保護作用(yong)(yong)；同時，由于(yu)吸熱(re)較多，能降(jiang)低爐(lu)膛溫度，還有防止燃燒煤(mei)層結焦的作用(yong)(yong)。

水(shui)冷壁(bi)(bi)的(de)上(shang)(shang)部與上(shang)(shang)鍋簡(jian)直(zhi)接連(lian)接或先(xian)經(jing)過上(shang)(shang)集箱再與上(shang)(shang)鍋筒連(lian)接。上(shang)(shang)鍋筒的(de)爐水(shui)經(jing)下降管迸人下鍋筒和下集箱，經(jing)過水(shui)冷壁(bi)(bi)吸熱，形成汽(qi)水(shui)混合(he)物(wu)，并上(shang)(shang)升到上(shang)(shang)鍋筒，組成一個閉合(he)的(de)自然循環。

過去有些(xie)快裝鍋爐的水(shui)冷壁管的兩(liang)側焊有翼(yi)片(pian)（又稱鰭片(pian)）。其(qi)目的是更多的接受爐膛(tang)輻射(she)熱量，同時(shi)也增大了對(dui)爐墻(qiang)的遮擋面積。因其(qi)加工(gong)較(jiao)難和導(dao)熱不良，容易產生(sheng)裂(lie)紋，嚴重(zhong)時(shi)會(hui)撕裂(lie)水(shui)冷壁管，故已較(jiao)少采(cai)用，而(er)逐漸被異形(xing)鋼(gang)管取代。

3、集箱

它是匯集爐管排列聯接的(de)主要元件(jian)，有分配供水和(he)引出的(de)作用，按其(qi)所在(zai)位置有上(shang)集箱(xiang)和(he)下集箱(xiang)或(huo)進口集箱(xiang)和(he)出口集箱(xiang)之分。

上(shang)(shang)集箱位(wei)于爐管上(shang)(shang)部(bu)，匯(hui)集上(shang)(shang)升管束的水汽混合物(wu)，通過導管引人上(shang)(shang)鍋筒。有(you)些(xie)上(shang)(shang)集箱安(an)裝在爐墻外(wai)部(bu)，在與爐管相對的位(wei)置開有(you)成(cheng)排(pai)手孔，以便清(qing)掃(sao)爐管內部(bu)。

下集箱位于爐管的下部，與下鍋筒連接供水、分配給上升爐管。位于爐排兩側的下集(ji)箱，具有(you)防止(zhi)爐排兩側爐墻燒壞(huai)或(huo)掛焦的作用(yong)，稱(cheng)為防焦箱。下集(ji)箱有(you)排污管，端部還開有(you)手孔，以便檢查清掃(sao)集(ji)箱內部。除鍋爐本體集箱外，在省煤器，過熱器等(deng)部(bu)件(jian)上也有各自相應(ying)的集箱。

集箱一(yi)般由較(jiao)大直徑(jing)的無縫鋼管和兩個端(duan)(duan)蓋焊接而(er)成。近年來有些制造(zao)廠將管端(duan)(duan)旋壓(ya)收口，取代(dai)焊接端(duan)(duan)蓋，結構更(geng)加合(he)理。

4、對流管束受熱面

對流(liu)管(guan)(guan)(guan)束(shu)又稱對流(liu)排(pai)管(guan)(guan)(guan)，位于上(shang)下鍋筒之間(jian)，一般由φ51×3mm的(de)(de)鍋爐(lu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)組成(cheng)，是水管(guan)(guan)(guan)鍋爐(lu)的(de)(de)主(zhu)要受熱面。為了充分吸收熱量，通(tong)(tong)常將(jiang)對流(liu)管(guan)(guan)(guan)束(shu)中(zhong)間(jian)，用隔陷(xian)墻組成(cheng)來(lai)回(hui)或轉(zhuan)彎的(de)(de)煙道，增加煙氣流(liu)程，并以較高(gao)的(de)(de)煙速橫向沖刷(shua)(shua)管(guan)(guan)(guan)束(shu)。通(tong)(tong)常被煙氣先沖刷(shua)(shua)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)束(shu)，由于煙氣溫度高(gao)傳熱較多，管(guan)(guan)(guan)內汽水混合物的(de)(de)密度小，成(cheng)為上(shang)升(sheng)管(guan)(guan)(guan)，反(fan)之煙氣溫度低傳熱較少，成(cheng)為下降管(guan)(guan)(guan)。

煙氣沖(chong)(chong)刷(shua)(shua)管(guan)束(shu)，一般(ban)采用橫(heng)向沖(chong)(chong)刷(shua)(shua)。因為橫(heng)向沖(chong)(chong)刷(shua)(shua)，其使熱(re)效(xiao)果(guo)優于(yu)縱向沖(chong)(chong)刷(shua)(shua)。同(tong)屬橫(heng)向沖(chong)(chong)刷(shua)(shua)時，管(guan)子(zi)錯排 “或叫叉排”的傳(chuan)(chuan)熱(re)效(xiao)果(guo)又優于(yu)順排形式，但伴隨傳(chuan)(chuan)熱(re)效(xiao)果(guo)的提(ti)高，煙氣流動阻力(li)也相應加(jia)大(da)。

5、煙火管受熱面

煙管(guan)是煙管(guan)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)爐(lu)和水火(huo)管(guan)組合式(shi)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)爐(lu)的(de)主要受熱面，它(ta)的(de)作用是當爐(lu)膛燃燒產生的(de)高溫煙氣從(cong)管(guan)內(nei)流過時(shi)，不斷對管(guan)外的(de)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)水加熱，使(shi)其(qi)逐漸成為蒸(zheng)汽（或熱水）。煙管(guan)一般裝在鍋(guo)(guo)(guo)(guo)殼內(nei)，用焊接或脹接固定在兩端管(guan)板上(shang)。因其(qi)安裝數量受到鍋(guo)(guo)(guo)(guo)殼的(de)限制(zhi)，加上(shang)管(guan)內(nei)容易積(ji)灰堵(du)塞，管(guan)外容易積(ji)垢，故不適用于較大型(xing)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)爐(lu)。但近(jin)年來，亦在研究大型(xing)水火(huo)管(guan)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)爐(lu)，并取(qu)得了一些進展。

近幾年來推廣應用一種新型煙(yan)(yan)管(guan)：即螺紋煙(yan)(yan)管(guan)，它是在煙(yan)(yan)管(guan)上壓(ya)出深(shen)2mm左(zuo)右的(de)螺紋狀(zhuang)凹槽，改善煙(yan)(yan)氣對管(guan)壁的(de)放(fang)熱，效果(guo)顯著(zhu)。這種螺紋煙(yan)(yan)管(guan)與(yu)普通(tong)煙(yan)(yan)管(guan)相(xiang)比，傳熱效果(guo)可提高近兩(liang)倍。

6、過熱器

省煤(mei)器和(he)空氣預熱(re)器。它(ta)們均(jun)屬對流受熱(re)面。過熱(re)器除有對流過熱(re)器外，還有輻射過熱(re)器，其余的省煤(mei)器和(he)預熱(re)器均(jun)安(an)裝鍋爐尾部煙(yan)道。它(ta)們的作用，主(zhu)要是(shi)進一步(bu)降低排煙(yan)溫度，提高(gao)鍋爐熱(re)效率(lv)。