第三章干熄焦锅炉(2)

1、第三章 干熄焦锅炉 第一节 锅炉的种类锅炉是利用燃料燃烧所释放的热能或工业生产中的余热等热能加热水或其它工质，产生具有一定压力和温度的蒸汽、热水或其它工质的一种受压、受热设备。一、锅炉的分类锅炉用途广泛，类型众多，分类方法也很多，主要有：（一）按用途分类1电站锅炉用锅炉产生的蒸汽带动汽轮机发电的锅炉称电站锅炉，出口工质为过热蒸汽。2工业锅炉用于工业生产和采暖的锅炉称为工业锅炉，出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。3船用锅炉用于船舶动力，大多燃烧油。（二）按介质分类1蒸汽锅炉 锅炉出口介质为饱和蒸汽或过热蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。锅炉内的水发生物态的变化，由液态汽化成蒸

2、汽。2热水锅炉 锅炉出口介质为高温水或低温水的锅炉称为热水锅炉。锅炉内的水未发生物态的变化，只是提高了水温。3汽水两用锅炉汽水两用锅炉是既产生蒸汽又可提供热水的锅炉。（三）按结构型式分类1火管锅炉烟气在火管内流动，一般为小容量、低参数锅炉。这种锅炉热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。2水管锅炉是指水和蒸汽在锅筒和水管内部流动，烟气在管外流动并冲刷管壁的一种锅炉。小容量、低参数锅炉和大容量、高参数锅炉都可采用，电站锅炉一般为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求较高。现代锅炉一般均采用水管锅炉。（四）按出口工质压力分类1低压锅炉锅炉出口工质压力一般小于1.275 Mpa2中

3、压锅炉锅炉出口工质压力一般为1.2753.825 Mpa3高压锅炉锅炉出口工质压力一般为3.8259.8 Mpa4超高压锅炉锅炉出口工质压力一般为9.813.73 Mpa5亚临界压力锅炉锅炉出口工质压力一般为13.7316.67 Mpa6超临界压力锅炉锅炉出口工质压力一般大于22.13 Mpa（五）按蒸发量分类1小型锅炉蒸发量小于20t/h的锅炉称小型锅炉。2中型锅炉蒸发量为2075t/h的锅炉称中型锅炉。3大型锅炉蒸发量大于75t/h的锅炉称大型锅炉。（六）按循环方式分类1自然循环锅筒锅炉具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。2强制循环锅筒锅炉具有锅筒

4、和循环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压头建立工质循环，只能在临界压力以下应用。3低倍率循环锅炉具有汽水分离器和循环泵，主要靠循环泵建立工质循环。它可在亚临界压力和超临界压力下应用，循环倍率低，一般为1.252.0。4直流锅炉无锅筒，锅炉给水靠水泵压头一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉。5复合循环锅炉具有再循环泵，锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行，可运用于亚临界压力和超临界压力。 （七）按燃料种类和能量来源分类1固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料。2液体燃料锅炉燃用重油等液体燃料。3气体燃料锅炉燃用天然气等气体燃料。4余热锅炉利用冶金、石油化工等工业的余热作

5、热源。5电加热锅炉6原子能锅炉二、锅炉的组成 锅炉设备一般由锅炉本体、锅炉辅助设备组成。锅炉本体主要包括喷燃器、燃烧室、布置有受热面的烟道、省煤器、蒸发器、过热器、空气预热器、水冷壁、锅筒、上升管、下降管、集箱和锅炉钢架等。锅炉辅助设备主要有给水设备、风机、除尘器和自动控制设备等。三、锅炉的型号我国锅炉目前采用三组字码表示其型号。型号中的第一组字码是锅炉制造厂的汉语拼音缩写，如HG表示哈尔滨锅炉厂，WG表示武汉锅炉厂，SG表示上海锅炉厂。型号中的第二组字码表示锅炉产品性能参数，包括锅炉蒸发量、蒸汽压力及温度 。型号中的第三组字码表示锅炉的设计序号。第二节 干熄焦锅炉的原理及工艺流程一、干熄焦锅

6、炉工作原理干熄焦锅炉是利用吸收了红焦显热的高温循环气体与除盐除氧纯水热交换，产生额定参数（温度和压力）和品质的蒸汽，并输送给热用户的一种受压、受热的设备。干熄焦锅炉是一种特殊的余热锅炉。 二、干熄焦锅炉工艺流程干熄焦锅炉是干熄焦系统的重要组成部分。如图31所示，惰性循环气体在干熄炉中冷却红焦后，吸收了红焦显热后的高温惰性循环气体经一次除尘器除去粗颗粒粉焦进入锅炉，锅炉吸热产生蒸汽，被冷却的惰性循环气体经二次除尘器除去细颗粒粉焦，再由循环风机鼓入干熄炉继续循环冷却红焦。一次除尘器干熄炉二次过热器一次过热器光管蒸发器鳍片管蒸发器省煤器给水预热器二次除尘器循环风机锅炉图31 干熄焦锅炉系统图干熄焦锅

7、炉流程按本体烟气系统流程、本体汽水系统流程和锅炉系统分别简述如下。（一）锅炉本体烟气系统流程吸收了红焦显热的循环烟气从干熄炉冷却室出来，经一次除尘器除去粗颗粒焦粉后从锅炉入口进入，垂直往下先后流经二次过热器、一次过热器、光管蒸发器、鳍片管蒸发器、省煤器，最后从锅炉底部引出。见图31。（二）锅炉本体汽水系统流程锅炉给水由多级离心泵升压后向锅炉供水，除盐除氧纯水经省煤器预热后进入锅筒。锅筒炉水可分为强制循环部分和自然循环部分。1自然循环部分锅筒炉水经锅筒下降管进入膜式水冷壁，炉水吸热汽化成汽水混合物经膜式水冷壁上升管返回锅筒。2强制循环部分锅筒炉水由锅筒下降管经强制循环泵送入鳍片管蒸发器与光管蒸发

8、器，炉水吸热汽化成汽水混合物经蒸发器上升管返回锅筒。此两部分产生的汽水混合物在锅筒中进行汽水分离，饱和蒸汽由锅筒上部导出，经一次过热器升温后，进入减温器喷水减温，然后进入二次过热器继续升温，从二次过热器引出的蒸汽即为外供主蒸汽。干熄焦锅炉汽水流程示意图见图32。锅 筒二次过热器一次过热器光管蒸发器鳍片管蒸发器省煤器喷水减温器去主蒸汽管强制循环泵膜式水冷壁图32 锅炉汽水流程示意图（三）干熄焦锅炉系统流程干熄焦锅炉系统流程按各子系统分别简述如下。1 锅炉给水处理系统原水经过过滤、除CO2、除盐、除氧、调质后得到锅炉用纯水，详细内容见第七章。2锅炉主给水系统除氧器出水经锅炉给水泵加压后，再经外部热

9、力管廊送至干熄焦锅炉，给水量与干熄焦锅炉蒸发量及锅筒水位联锁，根据反馈信号自动调节锅炉给水调节阀开度，从而调节锅炉给水量。锅炉给水首先进入锅炉省煤器，吸收炉膛内低温侧烟气热量，给水温度升至一定温度，然后进入锅筒。锅筒内炉水分两路进行循环，一路为自然循环，循环路线为：炉水经下降管送入膜式水冷壁下集箱，进入水冷壁吸热汽化后，在重度差作用下，汽水混合物回到上集箱，经上升管送入锅筒；另一路为强制循环，循环路线为：锅筒内炉水经下降管进入强制循环泵，由强制循环泵加压，送入蒸发器吸热汽化后，汽水混合物进入锅筒。3主蒸汽系统 干熄焦锅炉锅筒内汽水混合物经汽水分离装置分离，产生饱和蒸汽。饱和蒸汽通过汇流管引入一

10、次过热器，在一次过热器内与高温循环气体换热，使蒸汽上升到一定温度，再送入减温器喷水减温，将蒸汽温度降至一定温度，然后进入二次过热器，经与高温循环气体换热升温，引出二次过热器，并保持过热蒸汽温度与压力。再经主蒸汽压力调节阀调节后，保持送出压力。对过热蒸汽应取样化验合格后，最后主蒸汽通过外部热力管廊，供给汽轮发电站进行发电和供给其它生产用户使用。4减温水系统 锅炉主给水一部分送入干熄焦锅炉喷淋减温器，根据二次过热器出口主蒸汽温度，通过自动调节阀调节进减温器的减温水量，从而保证干熄焦锅炉供出的过热蒸汽的温度达设定要求。5排污及紧急放水系统锅炉运行时，通过锅炉给水进入锅炉内的杂质，仅有很少部分会被饱和

11、蒸汽带走，大部分留在锅炉水中。如不采取措施，随时间的推移，炉水中含盐量、水渣量将越积越多。这不仅会影响蒸汽品质，而且可能造成炉管堵塞，危及锅炉的安全运行。因此，为了使锅炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下和排除锅炉水中的水渣，在锅炉运行中，必须经常放掉一部分锅炉水，并补入相同量的给水，这叫作锅炉排污。 锅炉排污分连续排污和定期排污两种方式：（1）连续排污连续排污也叫表面排污或上部排污，这种排污方式是从锅炉锅筒内含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持额定的炉水含盐量。在锅炉水循环回路中，锅筒内因炉水连续蒸发，含盐浓度逐渐升高。因此采用将炉水连续排放的方式，以维持炉水的正常含盐量。排污量一般

12、为锅炉额定蒸发量的1%2%；同时，紧急放水管道与连续排污管道也设在同一主管道上，保证了在锅炉事故状态下，能够开启紧急放水管上道的电动阀门，快速将锅筒内炉水放掉，保障锅炉安全稳定运行。（2）定期排污 定期排污也叫间断排污或底部排污。这种排污方式是补充连续排污的不足，定期从锅炉水循环系统的最低点，短时间内快速排放锅炉水，从而排除锅炉水中的沉淀物，以改善锅炉水的品质。进行定期排污时，应注意以下几点：1）排放速度应很快，以利于水渣和沉淀物的排出。2）每次排放的时间应很短，排放时间过长会影响锅炉水循环的安全。3）定期排污的间隔时间，应根据锅炉水水质来确定。4）定期排污一般最好在锅炉低负荷时进行，因为此时

13、水循环速度低，水渣下沉，排污的效果较好。5）定期排污前应适当提高水位，以免锅炉缺水。6）锅炉发生事故时（满水事故除外），应立即停止排污。7）定期排污水的温度和压力都很高，只有降温降压后才能排入工厂排污水系统中，通常设排污井来降温和降压。 锅炉投入运行的初期，需加强定期排污，以排除锅炉水中的铁锈和其它水渣。6疏水、排气系统 用于干熄焦锅炉系统设备及工艺管道系统的启动状态及正常运行状态的疏水及排气，以保障干熄焦锅炉系统安全经济运行，减少汽水损失。 7二次蒸汽系统 在干熄焦锅炉连续排污扩容器内，对锅炉的连续排污水进行扩容分离。分离出的二次蒸汽经外部热力管廊送至除氧给水泵站内的除氧器，用以加热除氧器内

14、给水，提高干熄焦锅炉热量的利用率。8循环冷却水系统 接自外部管线的循环冷却水，冷却干熄焦锅炉系统运转设备并吸收一部分热量后温度升高，然后经外部管线返回至冷却塔进行冷却处理后循环使用。9锅炉控制系统及安全装置 锅炉控制系统见第四章，安全装置见第十一章。三、干熄焦锅炉水循环（一）锅炉水循环水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面的循环回路中连续流动的过程，叫做锅炉水循环。锅炉水循环方式主要有两种，即自然循环和强制循环。1自然循环由于汽水混合物的密度比水小，利用这种重度差产生水和汽水混合物的循环流动，称为自然循环。图33为简化的锅炉自然水循环示意图。图中的锅筒、下降管、下集箱、膜式水冷壁（或上升管）和上集箱组

15、成一个循环回路。由于膜式水冷壁在锅炉内部受热产生了蒸汽，汽水混合物的密度小，而下降管在炉外不受热，管中是水，其密度大，两者密度差就产生了推动力。水沿着下降管向下流动，而汽水混合物则沿着膜式水冷壁向上流动，上升管中的汽水混合物进入锅筒进行汽水分离后，饱和水又流入下降管，这样就形成了水的自然循环流动。51243图33 锅炉自然水循环示意图1 锅筒 2下降管 3下集箱（联箱） 4上升管（膜式水冷壁） 5上集箱2强制循环强制循环是利用循环水泵机械力的强制作用使炉水循环流动换热的方式，强制循环水泵将锅筒中的炉水送入蒸发器吸热汽化成为汽水混合物后再返回锅筒。强制循环水泵的流量和压头与锅炉的循环倍率选择及锅

16、筒高度、水循环回路阻力、蒸汽压力等因素均有关。强制循环水泵的流量通常为锅炉蒸汽产量的56倍。（二）循环倍率为了保证在蒸发受热面管中有足够的水冷却管壁，进入上升管的水量应比上升管所产生的蒸汽量大许多倍。这一特性是用循环倍率来描述的。所谓循环倍率就是进入上升管的循环水量与上升管的蒸发量之比值，即进入上升管的循环水量需要经过几次循环才能全部变成蒸汽。其关系式为：式中：K循环倍率； G循环流量 t/h； D蒸汽流量 t/h；循环倍率越大，汽水混合物的干度越小，则上升管出口端汽水混合物中水的份额越大。在这种情况下，管壁上能保持住一层连续流动的水膜，水循环也很安全；反之，循环倍率越小，汽水混合物的干度越大

17、，上升管出口端汽水混合物中水的份额越小，以致在管壁上维持不住连续流动的水膜。同时由于产汽量多，汽水混合物的流速也将增大，即使上升管出口处有一层很薄的水膜也容易撕破，造成传热恶化，金属超温。为了保证水循环的安全可靠，循环倍率不应太小，汽水混合物的干度不应太大。通常把保证管壁上有一层连续水膜的最小循环倍率称为临界循环倍率。强制循环锅炉设计中，循环倍率应根据工质情况和受热面条件进行详细计算。这是由于如循环倍率选用过大，将增大循环水泵的电力消耗。而循环倍率选用过小，将有使个别管子发生“过热”和由于热负荷分配不均匀而可能导致水循环破坏的事故。 （三）名词术语介绍1饱和蒸汽 在封闭容器内，当蒸发与凝结进行

18、到一定时，液、汽两相动态平衡时为饱和状态。此时蒸汽为饱和蒸汽，液体为饱和液体，液、汽两相温度为饱和温度，对应的压力为饱和压力。饱和蒸汽又分为干饱和蒸汽和湿饱和蒸汽。干饱和蒸汽即组成部分均为饱和蒸汽，湿饱和蒸汽即组成部分为饱和蒸汽和饱和液体。由饱和液体变成干饱和蒸汽所吸收的热量称为汽化潜热，其过程温度不变。通常所说蒸汽是指干饱和蒸汽。2过热蒸汽 在一定压力下，对干饱和蒸汽继续加热使其温度升高，此时的蒸汽为过热蒸汽。其过热温度又称为过热度。3蒸汽的干度、湿度 干度：水蒸汽中干饱和蒸汽所占的质量百分数叫蒸汽的干度。 湿度：水蒸汽中干饱和水所占的质量百分数叫蒸汽的湿度。对于干饱和蒸汽，其干度为1。4密

19、度、重度密度：是单位容积V内所含物质的质量m。单位为kgm3。 mV重度：是单位容积V内所含物质的重量G。单位为Nm3。 GV密度和重度的关系：g式中，g：重力加速度 g9.8079.81ms25干熄焦锅炉系统干熄焦锅炉系统是指保证干熄焦锅炉正常生产所必需的介质供应设备及附件的组合。 6干熄焦锅炉的热平衡 干熄焦锅炉的热平衡是计算外部热量在锅炉中利用的情况，如热量的有效利用情况、热损失情况等，其目的是为了研究有效地提高锅炉的热效率。干熄焦锅炉热平衡的计算是为了使进入锅炉的热量Q与有效利用热量Q1及各种热损失的总和相平衡，再在热平衡的基础上计算干熄焦锅炉的产汽量。锅炉热平衡方程式如下： 式中 进

20、入锅炉的总热量，kJ/h； 锅炉的有效利用热量， kJ/h； 排烟热损失， kJ/h；散热损失， kJ/h；其它热损失，kJ/h；进入锅炉的总热量包括烟气带入的热量、烟尘带入的热量和漏入空气带入的热量。 干熄焦循环气体系统中，对漏入系统的空气处理方法，无论采用完全燃烧或不完全燃烧等方式，其可能发生的反应一般均不设在干熄焦锅炉区域，其对锅炉循环气体入口侧的变化主要体现在循环气体量的变化或温度的变化。因此，如考虑因锅炉密封不严密等各种原因而漏入锅炉的空气，因其带入的热量很少，一般可不计，则进入锅炉的热量可按下式计算： 锅炉热损失中，因干熄焦循环气体的循环流动特点，锅炉排烟热损失最大。锅炉的散热损失

21、，主要与炉内温度、炉墙结构及保温情况有关。锅炉有排污、有放汽、有疏放水等，均属于其它热损失。7干熄焦锅炉烟道阻力计算 锅炉烟道阻力计算的目的，在于求得烟气通过炉内时的阻力，为整个干熄焦工艺的循环气体系统选择循环风机时提供数据。同时，通过烟道阻力计算，还可以发现并纠正锅炉受热面和烟道的不合理布置。锅炉烟道阻力一般可分为摩擦阻力和局部阻力两类。 摩擦阻力是指气流在等断面的直流通道中流动时因介质粘性引起的阻力。 局部阻力是指气流在断面的形状或方向改变的通道中流动时因涡流耗能引起的阻力。锅炉烟气阻力计算时，通常把阻力分成以下三个部分来考虑： （1） 摩擦阻力：包括烟气等在断面的直流通道中流动时的阻力和

22、烟气纵向冲刷管束的阻力。 （2） 局部阻力：烟气在断面的形状或方向改变的通道中流动时（包括分流、合流）的阻力。 （3） 烟气横向冲刷管束的阻力。 烟气通过干熄焦锅炉的总阻力，为上述三者之和。即：PP1P2P3 式中 P 烟气流动的总阻力， Pa； P1 烟气的摩擦阻力， Pa ； P2 烟气的局部阻力， Pa； P3 烟气横向冲刷管束的阻力， Pa； 8锅炉蒸发量、额定蒸发量锅炉蒸发量：又叫锅炉出力，表示锅炉每h能够产生的蒸汽量。额定蒸发量：设计制造锅炉时，按额定蒸汽参数、给水温度和烟气参数所保证的蒸发量称为额定蒸发量或额定出力。锅炉蒸发量常用符号“D”来表示，单位是“t/h” 或“kg/h”

23、。9额定蒸汽压力 额定蒸汽压力是指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。10额定蒸汽温度 额定蒸汽温度是指蒸汽锅炉在规定的负荷范围、规定的蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时必须保证的出口蒸汽温度。11给水温度蒸汽锅炉进口处给水的温度。12锅炉给水是指符合一定质量要求，并用给水装置送入锅炉的水。13凝结水热力系统中蒸汽经冷凝而成的水。14补给水 热力系统中因各种汽水损失或无生产回水而从热力系统外部补充的给水。15炉水锅炉循环回路中的水：16疏水将受热面或管道中所产生的凝结水放出。17排污率排污量占锅炉蒸发量的质量百分数。18喷水量 喷入减温器的减温水量

24、。19锅炉效率 锅炉效率是指锅炉有效利用热量与单位时间内输入锅炉热量的百分比。又叫锅炉热效率。20受热面 受热面是指锅炉中凡一面有火焰或烟气加热，另一面有水或蒸汽等介质吸收热量进行热交换的表面称为的受热面，其面积（从烟气侧计算）称为受热面积，单位是“m2 ”。 按烟气放热的性质进行划分，受热面有辐射受热面和对流受热面。21 锅炉金属耗率 锅炉制造时耗用的金属重量与其额定蒸发量之比，称为锅炉金属耗率，俗称“钢水比”。22水位计 用以指示锅炉锅筒内或其它容器中水位高低的液位测量装置。23锅炉钢架 在锅炉中用来支撑锅筒、联箱、受热面管子、平台、扶梯及部分炉墙的金属构件，称为锅炉钢架。24锅炉消音器

25、是减小锅炉安全阀、放散阀向大气放散时产生噪音的设备。25锅炉减温器 是将冷却水（锅炉减温水）加入过热蒸汽中，保证锅炉出口蒸汽温度，起到调节过热蒸汽温度的作用。26锅炉的磨损 由于烟气中含有较多的烟尘，如处理不当，受热面就会产生严重的磨损。影响磨损的因素总的说来有三个方面：即烟气流条件,如气流速度、温度、含尘量以及对受热面冲刷的角度；烟尘的性质,如粒子大小、形状、密度、硬度、破碎性等；被冲刷面的性质,如金属结构、硬度和表面形状等。这些因素对磨损的影响不是孤立的，而是综合地表现出来。磨损一般是不均匀的,大多数首先在局部发生,然后逐步扩展。另外,材料本身的缺陷也会加速它的磨损过程。27锅炉自动调节

26、在干熄焦锅炉系统运行过程中，由于外来干扰而使运行工况发生允许范围内的偏移时，自动调节能自动进行必要的操作来抵消干扰的影响，以使运行工况恢复正常。28锅炉事故指锅炉运行中，因受压部件、附件或附属设备发生故障或损坏，造成锅炉设备停止运行或减少供汽、供热的现象。 常见干熄焦锅炉事故有：水位计爆裂、过热器管破裂；蒸发器、省煤器管、水冷壁管损坏；锅炉满水或缺水等等。29锅炉故障 主要是由于运行操作不当或长期使用和维护保养不良造成的。其与事故的区别主要是可以在不停炉的情况下，经过维修处理后即可恢复正常生产。常见故障如：法兰泄漏、阀门不严、压力表失灵等。 第三节 干熄焦锅炉的结构及系统组成干熄焦锅炉由“锅”

27、、“炉”、附件仪表及附属设备构成。“锅”即锅炉本体部分，包括锅筒、过热器、蒸发器、省煤器、水冷壁、下降管、上升管和集箱等部件；“炉”由炉墙和钢架等部分组成。下面以武钢7#、8#焦炉干熄焦锅炉为例介绍锅炉结构。锅炉本体支吊在钢结构大板梁上，其整体可自由往下膨胀。锅炉炉墙由前、后、左、右膜式水冷壁组成，膜式水冷壁采用全悬吊结构。循环气体从上部水平引入锅炉，垂直往下先后经过二次过热器、一次过热器、光管蒸发器、鳍片管蒸发器和省煤器，最后排出锅炉。锅炉给水自省煤器下集箱进入锅炉，换热后从省煤器上集箱引出，经省煤器上升管进入顶部平台的锅筒。水循环分两路，一路从锅筒下部引出，经下降管进入四面水冷壁，经水冷壁

28、上升管回锅筒，为自然循环；一路从锅筒下部引出，经强制循环泵加压后分别进入鳍片管蒸发器和光管蒸发器，再从蒸发器出口集箱引出进入锅筒，为强制循环。锅筒内饱和蒸汽从锅筒顶部引出，进入一次过热器后经喷水减温器再进入二次过热器，二次过热器出来的过热蒸汽即为主蒸汽。 炉内受热面由二次过热器，一次过热器，光管蒸发器，鳍片管蒸发器，以及相对独立的鳍片管省煤器组成。炉内受热面为强制循环，膜式水冷壁部分为自然循环。省煤器两端有波纹膨胀节，利于锅炉的膨胀。一、二次过热器间的喷水减温器，用于控制过热蒸汽的出口温度。干熄焦锅炉结构示意见图34： 图34 干熄焦锅炉结构示意图1 锅筒 2减温器 3强制循环泵 4省煤器 5

29、鳍片管蒸发器 6光管蒸发器7一次过热器 8二次过热器一、干熄焦锅炉主要部件结构介绍（一）锅筒锅炉的锅筒，又称汽包，是用钢板制成的圆柱形容器。锅筒两端是凸形的封头，封头上开有人孔，以便安装和检修锅筒内部装置。锅筒的作用是汇集、贮存、净化蒸汽和补充给水。锅筒筒体上设有上升管、下降管、安全阀、现场液位计、远传液位的平衡容器、现场压力、远传压力、排气、开工用低压蒸汽、停炉用充氮保护和锅筒排污等接口。干熄焦锅炉的锅筒是汇集汽水混合物和使汽水分离的装置，它接受从省煤器来的锅炉给水，并接受蒸发器和锅炉水冷壁来的汽水混合物，经分离后向过热器输送饱和蒸汽。因此，锅筒是炉水加热、蒸发和过热这三个过程的连接枢纽。由

30、于锅筒内部储存一定数量的水，对于锅炉来说，短时间的供水中 断，不会立即发生事故。为了增加锅炉的安全性，并同时应对外界负荷的改变，锅筒内部储存一定数量的水又能维持锅炉相对的稳定性。干熄焦锅炉的锅筒固定于顶部平台钢架上，锅筒筒体材料可采用19Mn6。考虑到锅筒在锅炉运行时产生的热膨胀，锅筒支座采用铜合金钢板，利于膨胀滑动，膨胀方向为由中心向两端。 (二)省煤器省煤器是由钢管或铸铁管组成的受热面，一般装设在锅炉尾部的烟道中，管内流锅炉给水，管外为烟气。给水经省煤器加热后进入锅炉锅筒。装设省煤器是为了利用锅炉烟道尾部低温烟气的热量来加热给水，以降低排烟温度，提高锅炉热效率。装设省煤器还可以减少锅炉蒸发

31、受热面，节约金属耗量，降低制造成本。给水在省煤器内可加热至接近或等于饱和温度。当给水经省煤器加热后进入锅筒时，避免了较冷的给水同锅筒接触时因壁温不均而引起的热应力，改善了锅筒的工作条件。省煤器按所用材料可分为钢管式省煤器和铸铁式省煤器。钢管式省煤器由蛇形钢管和钢集箱构成，可用于高压和低压锅炉；铸铁式省煤器由铸铁外肋管和铸铁弯头构成，只可用于压力低于2.5Mpa的锅炉。省煤器管中工质一般由下向上流动，以利于排除空气，避免产生局部氧腐蚀。干熄焦锅炉省煤器为钢管式省煤器，由一系列并联蛇形管和集箱构成，图35为钢管式省煤器结构。541图35 钢管式省煤器结构示意图231板梁 2上集箱 3下集箱 4吊架

32、 5蛇形管干熄焦锅炉省煤器管子常用鳍片蛇形管的结构型式，管子增加了鳍片后由于强化了传热可减小受热面和省煤器尺寸。鳍片管省煤器的管子形状见图36。3870图36 螺旋鳍片管省煤器集箱一般布置在炉墙外，集箱和蛇形管焊接连接，自集箱引出的管子数量众多，为避免穿墙管部位漏风过多，可采用图37所示的密封方式。保护套管膜式水冷壁图37 省煤器集箱的密封方式图省煤器采用悬吊方式。省煤器腐蚀包括管内点腐蚀和外部均匀腐蚀。省煤器管内点腐蚀主要是由氧腐蚀引起，它与除氧器除氧效果和控制省煤器内介质流速有关；省煤器设于锅炉烟道尾部，温度相对较低，省煤器外壁腐蚀主要是受热面的壁温低于烟气露点时烟气与管壁水汽形成的露点腐

33、蚀，它取决于烟气成分和锅炉负荷变化。干熄焦锅炉省煤器一般采用化学镀镍磷的工艺来提高低温状态的抗腐性，有效地防止省煤器管内外腐蚀，延长省煤器使用寿命。省煤器外的炉墙采用内外护板结构，上部通过膨胀节与膜式壁相接，下部通过膨胀节与循环气体出口相接。 (三)蒸发器蒸发器是干熄焦锅炉主要产生蒸汽的部分，一般设置在干熄焦锅炉的中部区域。从锅筒中引出的饱和水经下降管通过强制循环水泵压入蒸发器，在蒸发器中与炉内烟气换热，产生的汽水混合物由上升管回到锅筒，经锅筒内汽水装置分离后产生饱和蒸汽。干熄焦锅炉蒸发器一般包括光管蒸发器和鳍片管蒸发器。上部为光管蒸发器，蛇形管材质采用20G。光管蒸发器最上部受热面向上引出，

34、与吊顶管对接，一直穿过过热器及后墙水冷壁与出口集箱相接。鳍片管蒸发器，蛇形管材质为20G，外绕鳍片（Q235-A）以增加受热面积。上部与暴露于烟室之中的出口集箱相接，鳍片管通过吊杆挂在2个出口集箱之下，从出口集箱引出的吊顶管一直引到炉顶出口集箱上。(四)过热器过热器是将从锅筒引出的饱和蒸汽或一定温度的过热蒸汽加热干燥，并达到一定的过热温度，从而提高蒸汽过热度，增加蒸汽热焓。干熄焦锅炉过热器一般由两级过热器组成，下段的部件称为一次过热器，上段的部件称为二次过热器。在一次过热器和二次过热器之间安装了喷水减温器，通过喷入减温水控制二次过热器出口的过热蒸汽温度。 一次过热器进口集箱材质可采用20G，出

35、口集箱材质可采用12Cr1MoV，蛇形管材质可采用12Cr1MoV。二次过热器进、出口集箱可采用12Cr1MoV材质，蛇形管材质可采用12Cr1MoV，锅炉主蒸汽从出口集箱引出，二次过热器上部四排列管表面可利用超音速喷涂Ni-Cr合金，增强其在高温情况的耐磨强度。(五)水冷壁所谓水冷壁，是指在炉墙的一部分或全部表面上敷设水管，以吸收热量，降低炉墙表面温度。常见的锅炉水冷壁有光管式、膜式和刺管式三种。干熄焦锅炉一般采用膜式水冷壁结构。膜式水冷壁：是在光管上焊接或直接轧制鳍片，将各管的鳍片焊接起来，组成整块的水冷壁受热面。膜式水冷壁前墙分2个汽水回路；左、右墙各分2个汽水回路，上集箱独立，下集箱与

36、后墙共用；后墙分2个汽水回路，与左、右墙共用一个下集箱，后墙在上部向前弯，组成了循环气体入口。循环气体入口处的后墙管表面可设材质为0Cr25Ni20不锈钢的防磨套管。采用膜式水冷壁的主要优点：具有良好的炉膛密封性，可提高锅炉效率。不需要耐火衬砖，只需要采用轻型的绝热材料，使炉墙重量减轻50%60%。从而可大大减轻锅炉构架负荷及地基荷载，减少了材料用量，降低了成本，而且便于使用悬吊结构。便于制造厂采用半自动化和全自动化生产，同时也减少了锅炉的安装量。在锅炉设计中，正确选择管道的节距和鳍片的尺寸对膜式水冷壁管运行的可靠性是非常重要的。(六)锅炉炉墙锅炉炉墙起着隔热和密封的作用，形成烟气的通道，并构

37、成了炉膛和烟道等的外形。锅炉炉墙的性能要求：具有足够的耐热性，能承受较大的温度变化，并有抵抗高温烟气侵蚀的能力，具有较好的隔热性；为了降低散热损失和保证良好的运行条件，要求锅炉外壁温度不能过高。具有一定的机械强度，同时要求结构简单、质轻、低价和施工方便；有良好的密封性。 锅炉炉墙按结构形式一般可分为三种：重型炉墙、轻型炉墙和敷管式炉墙。现在的干熄焦锅炉一般都采用敷管式炉墙，锅炉受热面管子采用小节距管或膜式水冷壁等。该种炉墙特别适合采用悬吊组合形式安装的锅炉。（七）安全阀安全阀是锅炉的主要安全附件。在阀门进口侧压力超过其起跳压力时，能突然跳起至全开的自动泄压器件，是保证受压设备和管道在一定压力下

38、安全运行的重要附件。当锅炉内的压力超过规定值（即安全阀的开启压力）时，安全阀即自动开启，对外排放蒸汽。当安全阀的压力降到规定值（即安全阀的回座压力）时，安全阀自动关闭。1安全阀的结构安全阀按其结构分成四类：静重式安全阀、弹簧式安全阀、杠杆式安全阀和脉冲式安全阀。干熄焦锅炉安全阀一般采用弹簧式安全阀。弹簧式安全阀是由阀体、阀座、阀芯、阀盖、弹簧、弹簧压盖、调节螺母、阀帽和提升手柄等组成。弹簧式安全阀在阀芯上加载的是弹簧力，锅炉汽压作用于阀芯，产生向上推力。弹簧由于调整螺丝的作用向下加压于阀芯。根据蒸汽压力的大小，拧紧或放松调整螺丝，当蒸汽压力超过一定限度时，即将阀芯顶起排蒸汽。当锅炉蒸汽压力下降

39、到一定值时，阀芯借助弹簧力又压于阀座上。2安全阀的有关要求锅炉安全阀的数量：根据蒸汽锅炉安全技术监察规程（96）的规定，额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉,至少安装两个安全阀(不包括省煤器安全阀)。额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，至少安装一个安全阀。安全阀的安装：安全阀应垂直安装，并尽可能装在锅筒集箱的最高位置。在安全阀和锅筒之间或安全阀和集箱之间，不得装取样管和阀门。安全阀的排放能力：蒸汽和液相介质用安全阀在排放能力方面的要求相似，但计算方法不同。蒸汽锅炉安全阀的总排放能力，必须大于锅炉的最大连续蒸发量，并且在锅筒和过热器上所有安全阀开启后，锅筒内蒸汽压力的上升幅度不得超过设计压力的1

40、.1倍。蒸汽安全阀的排放能力按下式计算：E=CA（10.2P1）K 式中 E安全阀的排放量,/h P安全阀入口处的蒸汽压力,Mpa A安全阀的排汽面积,2，一般可用D2/4或安全阀制造厂规定面积； K安全阀入口处蒸汽比容修正系数； C安全阀的排放系数，由安全阀制造厂提供的数据或按下列数值选用：当hd/40时，C=0.048；hd/20时, C=0.085；hd/12时, C=0.098；hd/4时, C=0.235；式中d安全阀的喉径，；h安全阀的提升高度，；安全阀的校验：锅炉锅筒和过热器的安全阀整定压力应按蒸汽锅炉安全技术监察规程（96）的规定进行调整和校验，如表31。表31 安全阀整定压力

41、 额定蒸汽压力（MPa）安全阀的整定压力0.8工作压力0.03 MPa工作压力0.05 MPa0.8P5.91.04倍工作压力1.06倍工作压力5.91.05倍工作压力1.08倍工作压力装有两个或两个以上安全阀的锅炉，其中一个按表中较低的开启压力进行调整。有过热器的锅炉，按较低压力进行调整的为过热器的安全阀，以保证过热器上的安全阀先开启。新安装锅炉的安全阀及检修后的安全阀，都应校验其整定压力和回座压力。在用锅炉的安全阀每年至少应校验一次，安全阀的校验一般应在锅炉运行状态下进行。 安全阀校验后，其整定压力、回座压力和密封性等检验结果应记入锅炉技术档案，校验后的安全阀应加锁或铅封。为了防止运行锅炉

42、的安全阀阀芯和阀座粘连，应定期对安全阀做手动或自动排放试验。在做手动排放试验时，锅筒内的压力应不小于安全阀开启压力值的75%。干熄焦锅炉安全阀，在锅炉的锅筒上设有两个，过热器后主蒸汽管上设有一个。为了避免多个安全阀同时开启，排汽过多，锅筒上的安全阀分为控制安全阀和工作安全阀两种。控制安全阀的开启压力应低于工作安全阀的开启压力。为了保护过热器，过热器的安全阀应先行开启。二、干熄焦锅炉结构特点(一）干熄焦锅炉四壁采用膜式水冷壁全悬吊结构，锅炉本体支吊在钢结构大板梁上，其整体可以自由往下膨胀。（二）干熄焦锅炉本体循环气体流道是处在负压下运行，锅炉设计时要保证良好密封性能，以确保干熄焦锅炉运行时漏风率

43、基本趋于零。1内外护板密封。2锅炉穿墙管处设置多重柔性密封，考虑保温及管道的膨胀，由波形膨胀节来吸收，成排管穿墙采用特殊的密封盒。3锅炉本体各门、孔处靠自身结构的密封，外部再增加密封箱。（三）锅炉烟气为高温且含有焦粉，故烟气流道需考虑防磨措施。1在烟气进口部位、由二次过热器及膜式水冷壁所包围的区域，此部位膜式水冷壁顶部及吊顶管上都采用耐热不锈钢半圆管覆盖在膜式水冷壁管和吊顶管上以防磨。2考虑到不锈钢与碳钢的膨胀率，防磨半圆管盖与膜式壁采用螺栓连接，同时考虑管间的自由膨胀。3对二次过热器上面四排管子进行特殊喷涂，其特点为结合率高、孔隙率低。 第四节 干熄焦锅炉的水压试验及要求干熄焦锅炉可采用散件

44、出厂的锅炉，其受压件应逐件在制造单位按压力等级进行水压试验。在使用地点当锅炉所有气水压力系统及附件组装完毕后，必须进行水压试验，以检验各承压部件是否严密，强度是否足够。一、水压试验要求下列情况需要进行水压试验：新装锅炉，当汽、水压力系统及其附属装置安装完毕后。锅炉停止运行较长时间后要恢复运行。受压部件经过重大修理（如挖补、更换炉管等）以后。对设备状态有怀疑必须进行检查时，应进行水压试验。干熄焦锅炉水压试验按蒸汽锅炉安全技术监察规程的有关规定进行，同时也应考虑其特殊性。（一）水压试验范围锅炉机组水压试验的范围原则上应包括受热面系统的全部承压部件，即从给水进口到蒸汽出口的汽、水管道和阀门。有关的疏

45、放水管、排气管、仪表管应打开第一道阀门，关闭第二道阀门。锅炉上的液位计、安全阀一般不参与水压试验，水压试验前应将液位计阀门关闭。（二）水压试验准备工作1试压部件进行内部清理和表面检查。2装设校验合格和量程适度的压力表。3装设排水管道和放空阀。（三）水压试验次数干熄焦锅炉水压试验冷态两次，热态一次。锅炉的承压部件只有在冷热状态下都合格以后，才能确保投入运行后的安全可靠性。在锅炉组装完毕后，进行第一次水压试验，此次为超水压试验，即试验压力超过工作压力，试验水质一般清洁无特殊要求。此次试压需锅炉监察部门参加。在锅炉化学清洗完毕后，进行第二次水压试验。因干熄焦锅炉化学清洗不是一般锅炉的碱煮法，有酸洗的

46、环节，故需水压试验确认。此次仅升压至工作压力。试验水质为合格除盐水。水压试验后将锅炉安全阀打开，取出水压试验堵头，并将阀体清理干净除锈后组装。第三次水压试验在干熄焦装置投红焦后、干熄焦锅炉达额定工作压力时进行，试验介质为锅炉产生的水汽混合物。水压试验合格后即可进行安全阀的调整试验校核。（四）水压试验压力水压试验压力应符合下表的规定：表32 水压试验的压力规定名 称锅筒工作压力p试 验 压 力锅炉本体08MPa15p但不小于02 MPa锅炉本体0816 MPap04 MPa锅炉本体16 MPa125p过热器任何压力与锅炉本体试验压力相同干熄焦锅炉水压试验压力一般为125p。（五）工作压力下的水压

47、试验或超水压试验的合格标准1在试验压力下，压力保持20分钟没有下降。2在工作压力下进行全面检查，检查期间压力保持不变，所有焊缝不应有任何渗漏。3检查中没有发现破裂、漏水、残余变形及异常现象。由于锅炉在超压力水压试验时，不仅对锅炉的承压部件的使用寿命不利，而且试验中具有一定的危险性，一般要求超水压试验能一次成功。因此可先做.MPa的气压预试，以便预先消除所发现的缺陷，避免水压试验反复进行。二、水压试验方法干熄焦锅炉装置中设置有锅炉水压试验泵。利用除氧给水泵沿锅炉注水管向锅炉注水，满水后切断阀门，启动锅炉水压试验泵升压。不准用锅炉给水泵作为试压上水。（一）一次水压试验步骤1向锅炉注水之前，打开所有

48、空气阀门、压力表连通阀门、水位计连通阀门，关闭所有放水阀门及本体管路范围的二次阀门。2启动除氧给水泵沿锅炉注水管向锅炉慢慢注水。注水过程中，应经常检查空气阀门是否冒气。如果不冒气，应停止进水，查明原因。注水的速度应根据水温及室温的具体情况而定，温差大时，上水应慢些，温差h，适当快些。3当锅炉锅筒液位计指示满水，锅筒顶部的排空气阀门向外冒水并无冒气泡声时，一次、二次过热器的排空气阀门向外冒水并无冒气泡声时，锅筒顶部饱和蒸汽管空气阀门向外冒水并无冒气泡声时。再等35min后，关闭空气阀门，暂停注水。4对锅炉进行一次全面检查，看有无泄漏和反常现象，并将各部分的膨胀指示数值记录下来。经检查无泄漏后，启

49、动升压泵升压。升压速度应缓慢均匀，在达到工作压力前，压力的上升速度一般不超过0203MPa/min 。5当压力升至试验压力的左右时，暂停升压，进行一次初步检查。若未发现泄漏和缺陷，可以继续升压。如果在较高压力下发现有不严密的地方，而且情况严重者，应立即停止升压，进行修理。若仅有轻微渗漏，则可继续升至工作压力。6当接近工作压力时，应特别注意压力的上升速度，必须均匀缓慢，并且防止超过工作压力。当压力升至工作压力后，应立即停止升压，进行全面检查。并观察5min内压力下降的情况，对查出的缺陷及泄漏情况应作好记录。7根据工作压力下全面检查的结果，决定是否继续升压进行超水压试验。如果焊缝没有渗漏或湿润现象

50、，其他结合处以及个别人孔、阀门盘根等仅有轻微的漏水现象（或渗漏是由于个别砂眼引起），并且在工作压力下5min内压力未降低。则可继续缓慢均匀地升压，进行超水压试验。否则应放水降压，待消除缺陷后，再重新进行水压试验。8进行超水压试验前，还应作好以下几项工作：将所有水位计与锅筒的连通阀门关闭，所有检查人员停止在承压部件上进行检查和工作，退出炉室；所有无关人员应全部撤离水压试验禁区范围；在水冷壁、过热器和省煤器上各选12点为监视点，测量该处管子的直径；当试验完毕后再测一次，视其有无残余变形。9从工作压力开始升压的过程中，升压速度01MPa/min。当压力升至试验压力时，应立即关闭升压泵出口阀门，停止升

51、压。压力表监视人员应记下时间，并在该压力保持20min，观察压力下降情况，并对压力下降的速度与数值做具体的分析。目前水压试验均使用热水，水温的降低，阀门的质量不好有泄漏等都可能引起压力下降。同时，焊口等处有很小的渗漏不一定在20min内就会引起压力的下降，因此不能单看20min内压力有无下降来判断有无泄漏。10在试验压力下保持20min后，应立即缓慢分压力段降至工作压力，然后再次进行全面检查。观察原来查出的缺陷有无扩大，事前选定的各观测点的管径有无残余变形，有无其他异常变化及泄漏等，并作好标记及记录。检查期间应保持工作压力不下降。11检查完毕后，可缓慢降压，降压速度可稍快些，可达0305MPa

52、/min。待压力下降至大气压力时，打开所有的放气阀门和放水阀门。对于能够将水放尽的部件，应尽量将水放净，然后用氮气吹干。此时若有合格的除盐水，即可开始锅炉化学清洗。（二）第二次水压试验步骤在锅炉化学清洗后，即可进行第二次水压试验。第二次水压试验试验水质为合格的除盐水。依第一次试验步骤将压力升至工作压力，在工作压力下对锅炉内外全面检查，按合格标准验收。然后可取出安全阀的水压试验堵头。第二次水压试验后即可封闭各人孔门，进行锅炉循环气体流道的气密性试验。一般干熄焦装置对干熄炉、一次除尘器、锅炉、二次除尘器及给水预热器等整个循环气体系统做整体气密性试验。（三）第三次水压试验步骤此为锅炉试运行时的水压试

53、验方法。按干熄焦开工方案投红焦后，锅炉系统按方案升温升压至工作压力，在工作压力下进行锅炉外部全面检漏，以无漏点为合格。随后进行锅炉安全阀的调整试验标定。第五节 干熄焦锅炉开工前的清洗一、 锅炉清洗的目的（一）新建锅炉清洗的目的通过清洗，除掉新建锅炉设备在制造过程中形成的氧化物和在贮运、安装过程中生成的腐蚀产物、焊渣以及设备出厂时涂刷的防护漆等各种附着物。清洗可以同时除去锅炉在制造和安装过程中残留在设备内部的杂质。实践证明，新建锅炉不进行化学清洗，上述杂质会在锅炉投运后产生如下危害：1妨碍锅炉管壁的传热，或导致水垢的生成，从而引起炉管金属过热和损坏，并增加能量消耗。2杂质可能使锅炉在运行中产生沉

54、积物下腐蚀。3杂质可能在锅炉水中形成碎片或沉渣，严重时导致炉管堵塞，并破坏锅炉的正常汽水循环。4使锅炉汽水质量长期不达标，以致蒸汽品质差。国外的一些资料显示，仅对新建锅炉进行“碱煮”，便启动投运的锅炉，锅炉水质发浑和蒸汽含硅量高等汽水故障有持续12年得不到解决的情况。停运检查时发现锅炉锅筒内有大量铁锈沉渣和锅筒个别管孔被堵死等现象。经化学酸洗后，上述现象迅速消失。（二）运行锅炉清洗的目的通过清洗，除掉锅炉运行过程中生成的水垢、盐垢和金属腐蚀产物等沉积物。保持受热面内表面清洁，提高热效率，防止受热面因结垢等原因引起的事故。保证锅炉安全、稳定和经济运行。（三）锅炉受热面生成沉积物的危害1浪费能源。水垢等沉积物的导热性能很差，导热系数极低。热源的热量不能迅速地传递到锅炉水中，造成排烟温度升高，能源浪费而且锅炉热效率降低。2受热面损坏。锅炉正常运行时，受热面受热后很快将热量传递给炉水。而结有水垢的锅炉，因为传热性能变差，热量不能迅速传递给炉水，致使结垢部位金属管壁温度升高，从而引起金属的强度下降。据测算，当锅炉内结有3 mm厚的水垢时，结垢部位钢材的温度会由280上升至580，其抗拉强度由3.96106 N/m2下降到9.84105N/m2。这样在管内水压的作用下就会发生管道内部变形，产生鼓包，甚至引起爆管