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    鍋爐的基本構成

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      鍋爐的基本構成如下:

      鍋爐是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。

      鍋是容納水和蒸汽的受壓部件,包括鍋筒、受熱面、集箱 (也叫聯箱)和管道等。其中進行著水的加熱,汽化及汽水分離等過程。

      一、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1~2個鍋筒,上鍋筒稱為汽鼓(汽包),下面的稱為水鼓或泥鼓。上鍋筒內部有均勻給水的配水槽,汽水分離裝置和連續排污裝置。熱水鍋爐鍋筒內部裝配管及隔板等。上鍋筒外部裝有主汽閥,副汽閥,安全閥,空氣閥,水位計,排污管以及壓力表等連接管。上鍋筒的一端封頭或頂部有人孔門。

      下鍋筒的一端封頭上開有人孔,底部裝有定期排污裝置。上下鍋筒之間用許多上升管和下降管 (管束)連接,整個部件呈彈性結構。

      鍋殼式鍋爐的鍋筒,除起水管鍋爐上下鍋筒的作用外,還要在其中布置煙管,有的還設有燃燒室的爐膛等受熱面,同時鍋筒又是受熱面的一部分。

      裝有煙管的鍋筒平封頭,稱為管板。管板為平板形狀,外周扳邊與筒體焊接。管板上開有許多管孔,通過脹接或焊接方式連接煙管。管板上沒有安裝煙管的部分,是承壓薄弱環節,通常用角板斜拉撐或圓斜拉撐來加強。拉撐焊在筒節與管板之間。

      當前新發展一種凸形封頭管板和管群連接,進一步減少管板厚度和水流狀況,改善了受力情況。

      二、水冷壁受熱面

      水冷壁是布置在爐膛四周的輻射受熱面。在工業鍋爐中一般用朽φ51×3~φ63.5×3.5mm的鍋爐鋼管制成,是水管鍋爐的主要受熱面。輻射受熱面吸收火焰輻射熱并遮擋爐墻,因而對爐墻起到了保護作用;同時,由于吸熱較多,能降低爐膛溫度,還有防止燃燒煤層結焦的作用。

      水冷壁的上部與上鍋簡直接連接或先經過上集箱再與上鍋筒連接。上鍋筒的爐水經下降管迸人下鍋筒和下集箱,經過水冷壁吸熱,形成汽水混合物,并上升到上鍋筒,組成一個閉合的自然循環。

      過去有些快裝鍋爐的水冷壁管的兩側焊有翼片(又稱鰭片)。其目的是更多的接受爐膛輻射熱量,同時也增大了對爐墻的遮擋面積。因其加工較難和導熱不良,容易產生裂紋,嚴重時會撕裂水冷壁管,故已較少采用,而逐漸被異形鋼管取代。

      三、集箱

      它是匯集爐管排列聯接的主要元件,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進口集箱和出口集箱之分。

      上集箱位于爐管上部,匯集上升管束的水汽混合物,通過導管引人上鍋筒。有些上集箱安裝在爐墻外部,在與爐管相對的位置開有成排手孔,以便清掃爐管內部。

      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箱,具有防止爐排兩側爐墻燒壞或掛焦的作用,稱為防焦箱。下集箱有排污管,端部還開有手孔,以便檢查清掃集箱內部。

      除鍋爐本體集箱外,在省煤器,過熱器等部件上也有各自相應的集箱。

      集箱一般由較大直徑的無縫鋼管和兩個端蓋焊接而成。近年來有些制造廠將管端旋壓收口,取代焊接端蓋,結構更加合理。

      四、對流管束受熱面

      對流管束又稱對流排管,位于上下鍋筒之間,一般由φ51×3mm的鍋爐鋼管組成,是水管鍋爐的主要受熱面。為了充分吸收熱量,通常將對流管束中間,用隔陷墻組成來回或轉彎的煙道,增加煙氣流程,并以較高的煙速橫向沖刷管束。通常被煙氣先沖刷的管束,由于煙氣溫度高傳熱較多,管內汽水混合物的密度小,成為上升管,反之煙氣溫度低傳熱較少,成為下降管。

      煙氣沖刷管束,一般采用橫向沖刷。因為橫向沖刷,其使熱效果優于縱向沖刷。同屬橫向沖刷時,管子錯排 (或叫叉排)的傳熱效果又優于順排形式,但伴隨傳熱效果的提高,煙氣流動阻力也相應加大。

      五、煙火管受熱面

      煙管是煙管鍋爐和水火管組合式鍋爐的主要受熱面,它的作用是當爐膛燃燒產生的高溫煙氣從管內流過時,不斷對管外的鍋水加熱,使其逐漸成為蒸汽(或熱水)。煙管一般裝在鍋殼內,用焊接或脹接固定在兩端管板上。因其安裝數量受到鍋殼的限制,加上管內容易積灰堵塞,管外容易積垢,故不適用于較大型鍋爐。但近年來,亦在研究大型水火管鍋爐,并取得了一些進展。

      近幾年來推廣應用一種新型煙管:即螺紋煙管,它是在煙管上壓出深2mm左右的螺紋狀凹槽,改善煙氣對管壁的放熱,效果顯著。這種螺紋煙管與普通煙管相比,傳熱效果可提高近2倍。

      六、過熱器

      省煤器和空氣預熱器。它們均屬對流受熱面。過熱器除有對流過熱器外,還有輻射過熱器,其余的省煤器和預熱器均安裝鍋爐尾部煙道。它們的作用,主要是進一步降低排煙溫度,提高鍋爐熱效率。

      爐位于鍋爐本體前方,是燃料燃燒的場所,它包括燃燒設備和爐膛。由于燃料不同和燃燒方式不同,主要有層燃爐,室燃爐,旋風爐、沸騰爐等。他們爐膛四周,都安裝了水冷壁管。層燃爐為了加強燃料燃燒還有前、后拱。不同的爐型,其結構雖然不一樣,但它們都有組織燃料燃燒的空間和相應的燃燒設備。

      鍋和爐是由傳熱過程聯系起來的,受熱面即是鍋和爐的分界面。凡是一側有放熱介質 (火焰、煙氣),另一側就有受熱介質 (水,蒸汽、空氣),進行著熱量傳遞,它們之間的熱交換是依靠受熱面。

      由鍋筒、受熱面及其連接管道和煙風道、燃燒設備和出渣設備、爐墻和構架 (包括平臺、扶梯)等所組成的整體稱為鍋爐本體。

      由鍋爐本體,鍋爐范圍內的水、汽、煙、風、燃料管道及其附屬設備、測量儀表,其它的鍋爐附屬機械等構成的整套裝置稱為鍋爐機組。


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