工业锅炉的结构.ppt

锅炉的分类和结构，第1节锅炉分类和结构概述1、锅炉分类可以从不同角度进行分类。根据用途可分为电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉和船舶锅炉。按容量可分为：大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。传统上，蒸发能力大于100吨/小时的锅炉称为大型锅炉，蒸发能力为20吨/小时至100吨/小时的锅炉称为中型锅炉，蒸发能力小于20吨/小时的锅炉称为小型锅炉。按蒸汽压力可分为低压锅炉(压力1.57兆帕)、中压锅炉(压力2.45兆帕和3.82兆帕)、高压锅炉(压力9.81兆帕)、超高压锅炉(压力13.73兆帕)、亚临界锅炉(压力16.67兆帕)和超临界锅炉(压力超过22兆帕，即高于临界压力)。根据燃料的类型和能源，它可以分为燃煤锅炉，燃油锅炉，燃气锅炉，原子能锅炉和余热(废热)锅炉。根据锅炉结构，可分为壳式锅炉(火管锅炉)、水管锅炉和水火管锅炉(卧式快装锅炉)。根据燃料的燃烧方式，分为层燃炉、沸腾炉和室燃炉。根据工质的流动方式，可分为自燃循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。电站锅炉一般为高压(中压以上)大容量(中型以上)水管锅炉，采用燃烧室燃烧方式，可分为多种。工业锅炉通常具有较小的容量(低于65吨/小时)和较低的压力(低于2.45兆帕)。它们大多采用分层燃烧，具有多种结构类型和燃烧设备。它们主要用于工业生产、供热、生活等方面。工业锅炉分类见表3-1。在详细介绍锅炉结构之前，有必要先介绍一下锅炉的参数系列和产品型号。锅炉参数和容量不是随机的，而是具体的，这一方面反映了锅炉参数和容量之间的适应性，即某些参数对应一定的容量，参数的提高与容量的增加是一致的。另一方面，它也反映了锅炉辅助设备对锅炉的适应性和锅炉对蒸汽设备的适应性。我国锅炉参数容量已形成系列，并已纳入国家标准。工业蒸汽锅炉的参数系列如图3-2所示。表中列出的额定出力是指锅炉燃烧设计燃料时铬板在设计参数下的蒸发量。在额定出力和额定出口蒸汽压力下，锅炉出口过热蒸汽温度的偏差不得超过20。锅炉给水温度分为20、60和105三个阶段，由制造商在设计时自行决定。工业锅炉的产品类型必须按照标准中规定的方法编制。产品模型由三部分组成，中间用短线连接。形式如下：模型的第一部分表示锅炉类型、燃烧方式、额定蒸发量或额定供热。它分为三个部分：前两个“”是两个汉语拼音字母，表示锅炉的整体类型。每个字母的具体含义见表3-3和3-4。后者“”是一个汉语拼音字母，表示不同的燃烧方式，如表3-5所示。最后两个 是两个阿拉伯数字，表示锅炉的额定蒸发量或额定供热量。额定热量以工程单位表示，即千焦/千克。表3-3壳式锅炉总体形式代码，表3-4水管式锅炉总体形式代码，注：单筒立式DL，表3-5燃烧设备代码，注：倒置转炉排和抛煤机D；半沸腾炉b；旋风炉x；表3-6燃料类型代码，表3-5锅炉燃烧模式代码类型的第二部分介质参数，分为两个部分，中间两个部分。中间用对角线隔开。在第一段中，介质出口压力用阿拉伯数字表示(用工程单位表示，即兆帕)；秒钟它分为两部分。第一个“”是汉语拼音字母和相应的罗马数字，表示燃料类型，如表3-6所示。其次最好是用阿拉伯数字来表示设计顺序，如果锅炉系统原型设计没有第二阶段。为便于理解和掌握，上述锅炉模型表示方法如下：WG1-7-A表示一台卧式内燃固定炉排锅炉壳式锅炉，额定蒸发量为1吨/小时，蒸汽压力为0.69兆帕，蒸汽温度为饱和温度，为二级烟煤燃烧，并有原型设计。SZS10-16/350-YQ2是一台额定蒸发量为10吨/小时、蒸汽压力为1.57兆帕、过热蒸汽温度为350的双锅筒立式室水燃烧锅炉，是第二次设计的产物，主要为油气。QXW360-7/95/70-A代表强制循环往复炉排热水锅炉，额定供热4.186兆瓦，出水压力0.69兆帕，出水温度95摄氏度，回水温度70摄氏度，二级烟煤燃烧。原型设计。不难看出，锅炉模型给出了锅炉的概貌。在了解锅炉基本概念和知识的基础上，掌握锅炉模型的表示方法是非常有益的。锅炉结构的发展与工业生产的需要和科学技术的进步密切相关。早期的工业锅炉出现在18世纪晚期的英国。由于工业革命，蒸汽开始用于工业，因此产生了生产蒸汽锅炉的设备。这种锅炉是圆筒形的，结构简单，很重，蒸汽量小，蒸汽参数和蒸发效率低。随着工业生产的发展，要求增加锅炉蒸发量，提高蒸汽压力和温度，提高锅炉效率，降低金属消耗，锅炉的结构形式也在相应发展。如图3-1所示，锅炉结构形式的发展有两个方向。图3-1锅炉类型发展简介、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、1-圆筒锅炉；2-火管锅炉；3-水管锅炉；4-单火管锅炉；5-双火管锅炉；6-烟管锅炉；7-烟花管锅炉；8-立式烟花筒锅炉；9-立式弯管锅炉；10-水管锅炉；11联箱卧式水管锅炉；12集管卧式水管锅炉；13-直水管锅炉；14- 3锅筒弯管水管锅炉；15双锅筒弯管水管锅炉；16-单锅筒弯曲水管锅炉。一个方向是在圆筒形锅炉的基础上在圆筒内增加受热面。单锅筒锅炉(小西锅炉)、双锅筒锅炉(兰开夏郡锅炉)和各种烟火管锅炉相继出现。这种锅炉根据汽缸的位置可分为立式和卧式。目前，这种火管锅炉在我国被称为壳式锅炉。其基本特征是在大圆筒(锅壳)内安装一个小圆筒、管子或其他形状的外壳，大圆筒与小圆筒、管子等完全隔离。形成一个装有水的外套，而小圆筒、管子等。用作燃烧室和烟道，以容纳火阱或烟气。由于燃烧系统和汽水系统限制在一个锅炉壳体内，该锅炉的蒸发量和蒸汽参数有限，燃烧效果和传热效果差，锅炉效率很低。从安全的角度来看，燃烧系统布置在锅炉外壳中，使得锅炉外壳和内部部件被直接加热，并且工作条件变得更差。各种开孔严重削弱了壳体的承载能力，且形状和结构趋于复杂。此外，这种类型的锅炉具有大的水容量和更多的热量储存。一旦被摧毁，它会释放大量能量。因此，这种类型的锅炉安全性能差，对事故的破坏性很大。但是，这种锅炉对负荷变化的适应性更好，对水质的要求更低，更容易维护和修理，烟风阻力更小，一艘船采用自然通风。因此，此类锅炉仍广泛应用于一些小型工业部门、交通和家庭供热部门。当然，具体的字符串目前，常见的锅炉有双锅筒弯管锅炉和单锅筒弯管锅炉。水管锅炉，尤其是弯曲水管锅炉的出现，是锅炉发展史上的一次飞跃。在结构上，它提供了增加锅炉蒸发能力和蒸汽参数的可能性，因为可以在锅筒外部布置足够大的炉膛，并且可以布置足够的加热表面。管子被加热到较小的直径，可以承受较高的压力。弯管具有更好的弹性，能够承受热膨胀和冷收缩。燃烧技术、传热技术、冶金技术、制造技术、水力机械技术和热控技术的进步，使快速实现锅炉容积和参数的改善成为可能，相应地提高了锅炉的经济性、安全性和可靠性。水管锅炉的汽水系统由管道、集管和汽包组成。它的系统远比壳式锅炉复杂，但它的部件结构非常简单。其锅筒不直接加热，工作条件优于壳式锅炉。即使直热管道发生爆炸，其危害性也远远小于钢瓶爆炸。现代高参数大容量锅炉都是水管锅炉。20世纪60年代中期，中国出现了台水平快速负荷锅炉，包括水管锅炉和壳式锅炉。近20年来，这种锅炉在我国发展迅速，已成为我国数量最多的锅炉，但其结构性能有待进一步提高。综上所述，锅炉壳式锅炉的结构特点如下：1 .“锅炉”和“熔炉”都封装在外壳中。2.炉子短且水冷(整个金属炉都浸在水中)，燃烧条件差，因此必须燃烧高质量的燃料。3.加热面少，蒸发低。通常安装水管或烟火管来增加受热面积。4.壳体直径大，开口多，形状不规则。外壳中加热和未加热的部分连接在一起。温度不一致，热膨胀和冷缩程度不同，不利于安全工作。5.该系统相对简单，一般没有砖墙和后受热面，便于运输、安装、运行管理、检查和维护。6.对水质要求低。水管锅炉的结构特点如下：1 .炉子位于桶的外面，而“炉子”不受“锅”的限制。体积可以大也可以小，既能满足燃烧要求，又能增加蒸发量。2、容纳水蒸气的管道放置在炉膛内，烟道作为主要受热面，汽包一般不受热。传热性能和安全性能显著提高。3.水的预热、汽化(沸腾)和蒸汽过热在不同的加热表面完成。4.汽水系统、燃烧系统和辅助系统相对复杂，但各压力部件的结构相对简单。5.由于水的预热、汽化和蒸汽通过都是在管道中完成的，管道的结垢和堵塞很难清除，因此需要更高的水质。运营管理水平也要求很高。6.水火管锅炉的结构特点介于上述两者之间，或者具有水管锅炉和壳式锅炉的基本结构特点。在第二部分，有两种类型的壳式锅炉：立式和卧式。一、立式锅壳锅炉立式锅壳锅炉的圆筒形锅壳是立式的，其燃烧室(炉胆)和火管(或水管)位于锅壳内。结构紧凑，便于运输和安装。占地面积小，使用管理方便。蒸发量一般在1吨/小时以下，蒸汽压力一般在1.27兆帕以下，所有固定式炉排均为手烧，燃烧空间小，水冷程度大，排烟温度有时高达600 700，热效率低，约5060%。立式锅炉锅壳下部与炉胆连接的部分称为下腿环，是水套的底部。这部分的应力比较复杂。水渣容易沉积，影响正常传热立式卧式水管锅炉由锅炉外壳、炉胆、卧式水管和发泡管等主要部件组成，如图3-2所示。锅壳为带有凸头或平头的圆柱体。锅壳上设有必要的门孔，如人孔、手孔、进水孔、出汽孔、附属仪表连接孔等；头部中心的开口连接有发泡管；锅壳下部的开口与炉门环连接；锅壳是一个被开口削弱的外壳，里面装有蒸汽和水以承受内部压力。炉衬为顶部凸起或平坦的圆锥形壳体，炉衬中心连接有发泡管，炉衬下部还连接有炉门环，炉门环为燃料入口，为承受外部压力的圆柱形壳体，炉衬为承受外部压力的燃烧室，炉箅设置在炉衬下部。图3-2立式水平水管锅炉，1-安全阀座2-主蒸汽阀座3-封头4-发泡管(包括铸铁夹套)5-人孔6-壳体7-炉胆顶部8-水平水管9-炉胆10-炉门11-下腿环12-手孔3，4，8，9，11，12，5，1，2，7，6，10，水平水管为无缝钢管，横放在炉胆上部。其功能是增加受热面，促进水循环流动，增加炉衬的承载能力。有14根不同容量的水平管。直径不得超过250毫米。锅壳上设有与水平水管相对应的手孔，用于清理污泥。发泡管从锅炉胆的顶部穿过锅炉外壳的顶部，向上延伸与烟囱相连，烟囱是烟气的流出通道，锅炉外壳的内部也是一个承受外部压力的圆筒。发泡管的下部用水冷却，而锅壳内部的上部与蒸汽接触。冷却条件不好。为避免受热变形和烟气腐蚀，发泡管内衬铸铁套管，延伸至水面以下。小腿环的结构主要是U形和S形。炉膛采用U形下腿环，分别与炉胆和锅炉外壳焊接。手孔，通常为三至四个，形成在靠近下腿环的锅壳的下部，并沿圆周均匀分布，用于从下腿去除污泥。不难看出，该锅炉的烟气流量很短，燃烧产物在锅炉中的停留时间很短，充分燃烧和传热为时已晚，废气温度高，热效率低。立式多水平火管锅炉就是所谓的柯克兰锅炉，它主要由壳体、管板、火管、炉衬等部件组成，如图3-3所示。图3-3立式多水平火管锅炉，1头2壳3撑4后管板5火管6后烟箱7喉8手孔9下腿环10炉门11炉胆12前烟箱13前管板14烟囱15人孔1，2，3，3，13，4，12，7，8，10，4，5，6，9，11，14，15，外壳为不规则圆柱体，两者都有炉衬为半球形壳体，并连接有炉门环和喉管。它是一个承受外部压力的两段式气缸，分别是燃料入口和烟气流出通道。炉胆下部设有炉排。整个炉衬也是一个承受外部压力的燃烧室。管板充满开口，火管在两个管板之间膨胀或焊接。火管是一种在外部压力下的无缝钢管，烟气通过它循环。小腿环是U形的。值得注意的是，在管板的上部和锅壳的连接处有两个月亮形的平板。为了提高平板对内部压力的承受能力，在平板和圆筒之间焊接了一个三角形支撑板。这种类型锅炉的烟气流量相对较长：烟气通过喉部进入后烟箱，经过消防管道到达前烟箱，然后从烟囱排出。传热效果更好，热效率更高炉排位于炉衬的下部。高温烟气输送到炉胆壁和内弯水管后，通过喉管进入锅炉外壳外的环形烟道，分成两路，每路通过一个半圆形的通道横向冲刷外弯水管，然后流入烟囱。图3-4立式弯曲水管锅炉，单锅壳；2-；炉衬；3格；4-弯曲水管；5-外部弯曲水管；该锅炉结构简单紧凑，易于制造。有许多加热