锅炉设计资料二

1、火管锅炉辐射受热面平均蒸发率 P546锅 炉 种 类燃 煤 锅 炉燃 油 锅 炉辐射受热面平均蒸发率（ kg / m3h ）120 180200 250每1 t / h 蒸发量的辐射受热面平均蒸发率锅 炉 种 类火 床 炉 煤 粉 炉燃 油 炉辐射受热面积 Hf （ m2 ）4 5锅炉水冷壁回路管子结构尺寸 （ mm ） P549水循环方式自 然 循 环多次强制循环直流锅炉锅炉压力低 压中 压高压，超高压亚临界压力亚临界压力高压，超高压亚临界压力管外径d水冷壁管51 6042 6060 7642 5132 5122 38下降管51 108 108133159 426426325 426325

2、426325 426引出管 133108133133 159159 219133 219108 133108 133膜式水冷壁尺寸管径：60；壁厚：4，5，6；管节距：80；鳍片根部厚度：9；端部厚度：6销钉尺寸直径： 6 12； 长度：20 25水冷壁相对结距S / d快装炉： 较大相对离墙距离 e / S 0过热器的结构与布置 P550作 用将饱和蒸汽加热为一定温度的过热蒸汽，满足生产或发电需要，并提高热效率设 计汽温稳定，波动小，汽温调节灵敏，尽量防止或减少平行管之间的热偏差，节省钢材，流阻小，运行安全可靠，制造，安装，检验方便。传热类型对 流 式半辐射式（屏式）辐射式（墙式）包 墙 管

3、吸热方式对 流 热对 流 和 辐 射 热辐 射 热对 流 热管径及壁厚管子外径d：32，38 ，42 ； 壁厚t ： 3 7； 管子最小弯曲半径 R： （1.5 2.5）d横向间距管间距S1=（23.5）d进口高温防渣拉稀管束S1 屏间距：S1=5001000；顶棚过热器为了使对流过热器管子穿过S = 0.5 S 1 1.25 d光管：S1=（1.11.25）d膜式：S1=（23）d竖井中：S1=（33.5）d纵向间距管间距S2=（1.62.5）d进口高温防渣拉稀管束S2 纵向间距：S2=（1.11.25）d管 材低压：碳素钢管；中压低温级：碳素钢管；中压高温级：低合金钢管；高压以上：优质合金

4、钢管放置形式立式；卧式立式；卧式；立式疏水立式；卧式应用范围工业锅炉，电站锅炉电站锅炉过热器参数推荐值 P551形 式对 流 式半辐射式（屏式）辐射式包 墙 管进口烟温（ ）工业锅炉： 700 8001050 1250炉膛内烟温水平烟道中：9001000竖井中： 600700电站锅炉高温级：950 1100低温级：300 800烟气流速（ m / S ）燃煤： 10 14燃油，气： 20低烟温： 6 95 6水平烟道中：10 14竖井中： 6 9出口汽温（ ）低压锅炉：350 375；中压锅炉：450；超高压，亚临界压力：540，555；超临界压力：650左右蒸汽焓增（KJ/Kg）每级或每段不

5、超过250 420（60 100）为宜，出口段一般不超过160 300（38 72）平均蒸汽流速（ m / S ）低，中压锅炉：15 25低，中压锅炉：20 25高压锅炉低温级：15 20高压锅炉低温级：15 28高温级：9 11高温级：13 16蒸汽质量流速（ Kg / m 2 S ）中压锅炉：250 400800 11001000 1500高压锅炉以上高温级：400 700低温级：700 1000蒸汽流阻（Mpa）低，中压锅炉：0.5；高压锅炉：<10%工作压力；超高压以上锅炉：<15%工作压力过热器和再热器所用材料的允许温度 P511钢 号管子允许温度（）集箱与导管允许温度（

6、）钢 号吊挂与定距零件允许温度（）20 （20G ）500450Cr5Mo65012CrMo , 15MnV540510Cr6SiMo80015CrMo , 12MnMoV5505104Cr9Si80012CrMoV58054025Mn18Al5SiMoTi80012MoVWBSiRe(无铬8号)580540Cr18Mn11Si2N90012Cr2MoWVB(钢研102)600 620600Cr20Ni14Si2110012Cr3MoVSiTiB( 11)600 620600Cr20Mn9Ni2Si2N1100Mn17Cr7MoVNbBZi620 680620( 1Cr18Ni9Ti )650

7、 各因素对于对流过热器汽温的影响 P559影 响 因 素过 热 汽 温 变 化 （）锅炉负荷变化 ±10%± 10炉膛过量空气系数变化 ±10%± （10 20 ）给水温度变化 ±10%/ （4 5 ）燃煤水分变化 ±10%± 1 . 5燃煤灰分变化 ±10%± 5汽温波动影响： 过热器在超温10 20 下长期运行，其寿命缩短一半以上； 汽温每降低 10 ，使循环热效率相应降低 0.5 %锅炉出口蒸汽温度变化的允许偏差值 P559锅炉类型出口蒸汽额定压力（Mpa）锅炉负荷变化范围 （ % ）出口蒸汽额定温

8、度（）温度允许偏差值（）+工业锅炉75 10035020204001020电站锅炉75 100400102070 100450101570 10054051070 100540 / 54051070 100540 / 540510 凝渣管束的结构与布置 P567作 用使温度下降几十度，将烟气中的飞灰凝固，防止后面密集的过热器管或锅炉管束上结渣而造成烟气通路堵塞管径及壁厚（mm）低压锅炉：51x2.5；中压锅炉60x3管节距（mm）横向节距：S1=（35）d ；纵向节距：S2=（35）d布 置通常由后墙水冷壁延书续拉稀组成，布置在炉膛出口处，构成烟气出口窗烟气流速（m / s）全负荷时6；底负荷

9、时3应 用 范 围低，中压锅炉和旧式高压锅炉，现代高压和超高压锅炉用屏式过热器防止后置密集管束结焦堵塞 锅壳式锅炉烟管的结构与布置 P568作 用锅壳式烟管锅炉的主要受热面管径及壁厚（mm）通常为51x3，也有63.5x3.5，76x3.5，89x4等无缝钢管，在燃油，燃气锅炉中，采用内螺纹管和在第三回程烟管中增设螺旋片，以消除烟气与管子边界死角和强化传热布 置水平布置在锅壳内部，与管板胀接或焊接，为增强传热，可采用小管径，高烟速，将烟管分隔成二到三个回程特 点烟气沿管内壁作纵向冲刷，传热效果差，但磨损小烟气流速（m / s）燃煤时：15 20：燃油时：20 30，燃油燃气锅炉烟速尚有进一步提

10、高趋势应 用 范 围烟管锅炉 锅炉管束的结构与布置 P568作 用小型锅炉压力低，汽化潜热的吸热比例大，仅靠炉膛水冷壁的吸热量不能满足蒸发吸热的需要，因此需布置锅炉管束蒸发受热面管径及壁厚（mm）通常为51x3，也有38x3，42x3，57x3，63.5x3.5等无缝钢管 管节距（mm）横向节距：S1=（2. 2.5）d ；纵向节距：S2=（22.5）d（顺列布置）；S2=（1.52）d（错列布置）管子弯曲半径：R=160结 构管束两端与上，下锅筒相连，也可与上，下集箱相连组成多排平行管组，通常在管束中用耐火砖将烟道分隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随烟温下降而逐渐缩小，以保持足够高的沿

11、速，有时为防止入口管束结渣而堵塞烟气通道，将入口处几排管子的节距加大布 置管束错列布置传热系数大，但清灰和检修不便，一般作顺列布置，布置在炉膛出口后面应 用 范 围小型低压工业锅炉 锅炉管束参数参考值 P568锅 炉 种 类烟气流速（m / s ）平均蒸发率（kg / m2 h ）出 口 烟 温 （）燃 煤 炉10 15无尾部受热面： 250有省煤器：应比工质饱和温度高80150油 气 炉15 25 20省煤器的结构与布置 P569作 用利用锅炉尾部烟气的余热加热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉热效率，节约燃料；提高给水温度，减轻了给水与锅筒壁之间的温差热应力，并改善了水的品质，减轻有害气体对

12、钢板的腐蚀；对中压以上锅炉，用管径小，管壁较薄，传热温差较大，价格低廉的省煤器代替钢材价格昂贵的蒸发受热面形 式铸 铁 式钢 管 式非 沸 腾 式沸 腾 式结构形式铸铁肋片管有三种形式，见下表光管外径为2542mm，多为错列布置，横向管节距S1=（23）d，纵向管节距为S2=（1.52）d，弯管半径R=（11.2）d，为强化传热并使结构紧凑，可采用焊接鳍片管，轧制鳍片管，膜式省煤器，环状肋片管，螺旋鳍片管特 点优点：结构简单，抗腐蚀，耐磨损，使用寿命长，传热效果好缺点：承压低，（2.45MPa 不得用于沸腾式，易积灰且不易清除优点：体积小，重量轻，价格便宜，不易漏泄，可用于任何压力，容量 任何

13、形状烟道中，可用作非沸腾式，也可用沸腾式，最大沸腾度不超过20%，以免流动阻力过大和汽水分层应用范围给水未经除氧处理的工业锅炉给水经除氧处理或给水温度较高的工业锅炉；电站锅炉省煤器中参数推荐值 P569参 数烟气流速（m / s）水 速（m / s）出口水温（）流动阻力（MPa）铸 铁 式8 100.3 但1低于省煤器工作压力下的饱和温度30钢 管 式8 11沸腾式1，一般2工作压力下的饱和温度中压：8%锅筒压力高压及超高压5%锅筒压力 空气预热器的结构与布置 （仅述钢管式空气预热器） P573作 用利用锅炉尾部烟气的余热加热燃烧用的空气，提高炉温，加快燃料的着火和燃烧，减少不完全燃烧热损失，

14、提高燃烧效率和传热效果，尤其对难着火的无烟煤和多灰分，多水分，低挥发物的劣质煤更有利，为煤粉锅炉制粉系统提供干燥剂，当给水温度高使省煤器作用受限制时，空气预热器可以更有效地降低排烟温度，提高锅炉热效率形 式立式钢管式卧式钢管式原 理烟气在管内自上而下纵向流动，空气在管外作横向冲刷烟气在管外作横向冲刷，空气在管内作纵向流动结 构由许多平行的有缝薄壁钢管构成，管束错列，两端与上下管板焊接成长方形管箱，管外径：2551mm，常用40mm，管壁厚：1.25，向邻管孔间隙：10mm纵向节距：11.25d，上管板厚：1520mm，中管板厚510mm，下管板厚：2025mm管箱高度：管径为51mm时不超过8

15、m，管径为40mm时不超过5m布 置热空气温度低于270：采用单级热空气温度高于270：采用双级，或与省煤器交替布置特 点优点：结构简单，制造方便，漏风较少，传热效果好缺点：体积大，耗钢材多，管内易积灰卧式比立式管壁温度高1030，有利于减轻烟气侧低温腐蚀，管外避开高温区，可消除管板翅曲及管端过热应用范围工业锅炉和电站锅炉，立式应用最广，卧式只在燃用高硫重油，并配合钢珠除灰时采用空气预热器中参数推荐值 P574形式 参数烟气流速 Wy（ m / s ）空气流速 WK（ m / s ）漏 风 系 数立 式10 14（ 0.45 0.55 ） WYD卧 式8 126 10注：Wy，WK对低温级取较

16、小值，高温级取较大值；对燃油，燃气锅炉可适当提高。 中小容量锅炉（ D75 t / h ）排烟温度推荐值 P574形式 参数D 10 t / hD 10 t / hM ar,zs 7的煤， 天然气160 180120 130M ar,zs = 8 45 的煤180 200140 150重 油160 180150 160收到基折算水分M ar,zs =1000 M ar / Qardw 中大容量锅炉（ D75 t / h ）排烟温度推荐值 P574 给水温度（）燃料折算水分M ar,zs150215 235265 7110 120120 130130 1408 45120 130140 1501

17、50 160 45130 140160 170170 180注：表中数据仅作参考，设计时根据燃料性质，钢材及燃料供应情况，进行分析比较后选定，并且由于防止低温腐蚀方法不同，也可能排烟温度值的抉择有所不同。热空气温度推荐值 P574炉 型火床炉固 态 排 渣 煤 粉 炉液态排渣煤粉炉，旋风炉燃油燃气燃 料烟煤无烟煤褐煤，贫煤无烟煤贫煤劣质烟煤褐 煤烟煤洗中煤烟煤无烟煤褐煤，贫煤重油天然气热风干燥剂烟气干燥剂空气预热器布置方式单 级双 级单 级 或 双 级双 级单 级热空气温度（）200380 400330 380350 400300 350280 350350 420250 300对流受热面的简

18、易估算每1 t / h 蒸发量的对流受热面积 H （ m2 ） P582锅 炉 种 类蒸 汽 锅 炉热 水 锅 炉通 风 情 况自 然 通 风机 械 通 风自 然 通 风机 械 通 风横向冲刷，错排，排管受热面35 4620 2647 6126 35横向冲刷，顺排，排管受热面48 6222 3263 8129 43注：此表用于热水锅炉，相应于1163KW的热功率 对流受热面烟速 Wy通 风 方 式受 热 面 种 类烟 速 Wy （m / s ）自 然 通 风锅 炉 管 束4 6机 械 通 风锅 炉 管 束8 14过 热 器10 14钢 管 省 煤 器8 10铸 铁 省 煤 器10 12空 气

19、预 热 器9 11 锅炉有锅炉管束和省煤器时，相应于 1 t / h 蒸发量的烟气流通截面积A（m2） P582排 烟 温 度 （ ）150200受 热 面锅 炉 管 束省 煤 器锅 炉 管 束省 煤 器烟气速度 （ m / s ）34581012锅炉仅有锅炉管束时，相应于 1 t / h 蒸发量的烟气流通截面积A（m2） P582锅 炉 种 类蒸 汽 锅 炉热 水 锅 炉排 烟 温 度 （ ）200250300200250300烟气速度 （ m / s ）34581012自然循环蒸汽锅炉上升管设计推荐值 P585锅 筒 压 力 MPa4 610 1214 1617 19锅 炉 蒸 发 量 t

20、 / h6575120160 420400 670850上 升 管 内 径 mm40 5036 5435 5034 4840 60上 升 管 高 度 m2 610 2012 2420 4025 4530 55单位截面蒸发量t / hm2推荐值燃 煤60 120120 200250 400420 550650 800燃 油75 150150 250320 480520 680750 900界 限 值250 300 600 1100 1300注：（1）对双面水冷壁和燃油锅炉高热负荷的上升管内径应取大一些，对燃用劣质煤及炉膛高度低的锅炉，上升管内径应取较小值。（2）单位截面蒸发量的界限值是与一般结构

21、锅炉的界限循环倍率及传热恶化相应的数值。 下降管与上升管截面比推荐值 P585锅 筒 压 力 MPa4 610 1214 1617 19截 面 比分散下降管集中下降管 汽水引出管与上升管截面比推荐值 P585锅 筒 压 力 MPa4 610 1214 1617 19截 面 比0.5 0.7 表4-64 自然循环热水锅炉上升管与下降管截面比 P594循环回路高度 m24510截 面 比表4-63 自然循环热水锅炉循环回路设计与布置 P593回路及其他元件设 计 与 布 置 的 原 则 和 方 法水冷壁管水冷壁管内径不应小于44mm，其结构尽量简单，弯头少，阻力系数小为提高循环可靠性，应将水冷壁分

22、成若干组件，同一组件内各并联管子的吸热大小和结构尺寸应尽量相同。水冷壁宜采用垂直上升结构，最好直接引入上锅筒，不用上集箱以减小阻力。水冷壁与对流受热面不宜采用共用一个下集箱，以防热负荷相差过大，造成水循环事故。在火床炉中多布置有前，后拱，为使拱砌筑方便，通常设有前，后拱结构，由于前，后拱管较长，弯头多，阻力大，且铺有耐火材料，循环水速小，为提高其工作可靠性，应适当加大下降管与上升管的截面比。对流管束通常采用直径为42，51，57mm的无缝钢管，既可错列又可顺列布置。错列传热好，省钢材，但在热水锅炉中为便于吹灰，一般倾向顺列布。管子横向节距S1=2 。下降管引入管不宜采用集中下降管，下降管与上升

23、管截面比按表4-64选取，对于汽水两用炉，为防止下降管带汽，下降管入口水速应小于3 m / s 。引出管当锅炉采用上集箱时，为减少引出管的阻力，管径应尽量取得大一些，长度应尽量短一些，弯头数量少一些，引出管与上升管的截面比应大于0.8 。集箱集箱一般采用133 273 mm 的管子，对于热功率较小的热水锅炉可取较小的管径，但不宜使轴向流速过高，造成流量分配不均，对于火床炉用防焦箱作水冷壁下集箱时，水冷壁管应自其顶部引出，下降管应自防焦箱端部引入，应避免防焦箱受热段内存在不流动的死区，对于往复炉排，下集箱前部应设导气（汽）管。锅内装置比蒸汽锅炉的锅内装置简单。配水管：其作用是将锅炉回水分配到特定

24、位置，以保证锅炉的水循环。当锅炉没有对流管束时，配水管要将全部回水分配到水的下降管区（低温区），通常为锅筒的两端；如有对流管束时，则要将回水按吸热量大小均匀的分配到各下降管区，如图4-62所示，配水管的侧面及两端适当位置开有小孔，其开孔方向为正对着下降管入口，也可用给水管降水送到下降管入口附近，为了增加进入下降管的水流量，可以在下降管入口加装喷射器，达到提高循环水速的目的。配水管中水速一般为1 2 m / s ，在上面开有小孔，孔径一般为8 16 mm 。隔水板：其作用是在锅筒内形成明显的冷，热水区，使锅炉回水全部 进入下降管区，并分配到各下降管区，使下降管中的水温为最低，此外，采用隔板可防止

25、热水短路直接进入下降管，如图4-63所示，隔板的位置应根据其作用设置在不同的位置上；如图4-63（a），隔板将锅筒内的水分成冷，热水区，即上升与下降区；如图4-63（b）主要是防止热水短路；如图4-63（c），为根据回路循环倍率的大小而设置的隔板，隔板的形状为半环形或纵向隔板。热水引出管：对于锅筒具有蒸汽空间的汽水两用锅炉，生产的热水是饱和水，热水引出管宜布置在上锅筒最低水位线下50mm，的热水区，且呈水平布置，管入口宜做成锯齿形，防止管入口水形成旋涡，产生汽化，如图4-64所示，对于热水锅炉，生产的热水都具有一定的欠热，热水引出管的布置较自由，一般都是从上锅筒热水区垂直引出，并在引出管前加一

26、集水管，以便沿锅筒长度方向比较均匀地抽出热水，集水管应布置在热水区，在其圆周上开有8 12 mm的小孔。水系统布置自然循环热水锅炉水系统的布置目前采用三种形式：有全自然循环型，自然循环为主和半自然循环型，考虑水冷壁的温度工况和防止尾部受热面的烟气腐蚀，宜采用工质流动方向与烟气在炉内流动方向一致的顺流系统，即回水先进入锅筒和炉膛，而不是回水先进入尾部受热面。对于锅壳式锅炉，例如快装烟水管锅炉，由于水的密度与温度有很大关系，在锅筒内由于水温不同其分层现象较严重，因此结构设计时应尽量减少死水区。表4-65 强制流动热水锅炉回路设计与布置 P595回路及其他元件设 计 与 布 置 的 原 则 和 方

27、法水冷壁管管子内径不小于45mm，为避免在管组中发生流量的多值性，不宜采取用其中水作上升下降两行程（或更多行程）的管组结构。同一管组各管尽量结构一致，吸热尽量均匀。合理选取水速，既要保证锅炉安全可靠运行，又要使阻力不致过大，可参考表11-80中水速推荐值适当降低，上升-下降流动的下降管可以布置在炉内，也可以布置在炉外。对流管束管子内径不小于32mm，常做成管排形式或“灯笼管”形式。连接管连接管内流速也影响锅炉压降：流速过小，使连接管数量增多，结构复杂；流速过大，使阻力过大，一般希望连接管内流速为2 2.5 m / s 。集箱热水锅炉的进水量比蒸汽锅炉大10 20 倍（低温热水锅炉还要大些），为

28、降低集箱中水速，采用的集箱管径通常比蒸汽锅炉大一些，为减小流量偏差，集箱的连接形式避免采用Z型，而采用U型过分散引入及分散引出型。排气（汽）阀进入锅炉的低温水溶解有气体（O2，CO2等），当水温升高后，气体在水中的溶解度降低，不断有气体析出，这些气体必须不断及时地排除，否则易产生气塞和氧腐蚀。此外，在锅炉生火启动时，为向锅炉内充水，也必须赶走锅炉管内的气体。在锅炉运行中出现不稳定工况，锅水产生汽化，也有气（汽）体排除问题。因此，锅炉结构必须采用相应措施，通常会在回路的最高处设置排气（汽）阀。省煤器水在省煤器中为强制流动，热水锅炉水流量大，为减少其流动阻力，过采用并联结构。水速选取0.3 1 m

29、 / s 为宜，过低时析出的气体不易带出，过高则流动阻力加大。铸铁省煤器宜布置在烟温低于550 600以下区域。当水量很大时，因并联数量有限，还要设置旁路管，回水一部分进入并联的省煤器，另一部分通过旁路管进入锅筒或混合集箱，以保证省煤器不致产生过大的阻力。大容量热水锅炉采用蛇形管省煤器，为减少其阻力，常采用几组并联结构。节流圈必要时可在受热面管子入口处加装节流圈，以减少并联管组各管间的流速和出口水温偏差。水系统布置受热面有串联，并联两种系统。串联时水速，流量容易得到保证，运行比较安全，不易发生流量偏差，但流动阻力大，一般小容量热水锅炉采用全并联系统较方便，但要注意流量分配均匀。按水与烟气的流动

30、方向，布置形式有顺流式，逆流式和混合式三种，停炉保护突然停电，停泵极易使受热面中水发生汽化，水击给锅炉和供热系统带来很大危害，应有保护措施，停电时用其它措施向锅炉补水；对低压，低温热水锅炉可用自来水或高位水箱向锅炉补水；对高压，高温热水锅炉可用压力罐过高位水塔向锅炉补水，也可用蒸汽机或柴油机带动水泵向锅炉补水以降低锅炉水温，减少产汽量，采用放汽阀放汽。应立即打开炉门及省煤器旁通烟道，使炉温降低。为防止对网路工作的影响，一般在供水管和回水管之间加一泄压管。表11-80 受热面中平均水速 （2）P187受 热 面 工 况平 均 水 速 （ m / s ）水冷壁：上升流动下降流动：受热强 受热弱对流受热面：上升流动下降流动 烟，风道流速推荐值（m / s ） P601材 料风 道烟 道自 然 通 风机 械 通 风砖 或 混 凝 土 制4 83 56 8金 属 制10 158 1010 15注：（1）表中所指皆为全负荷时的数值。 （2）阻力较大的烟，风道取表中较小数值。 （3）对于较长的水平烟道，为防止积灰，在全负荷下的烟气流速不宜低于7 8 m / s 。（4）烟道中灰分多时，为防止烟道磨损，烟气流速不宜大于12 15 m / s 。 二次风的射程及风压 工业锅炉房设计手册 P46风 速（m / s）40506070风嘴直径（mm）