第7章锅炉各种受热面的作用及结构=西安交通大学-锅炉原理

1、第第7章章 锅炉各种受热面的作用及结构锅炉各种受热面的作用及结构7.1 水冷壁、凝渣管和对流管束水冷壁、凝渣管和对流管束 也称蒸发受热面。也称蒸发受热面。7.1.1 炉膛水冷壁炉膛水冷壁1. 水冷壁的作用水冷壁的作用（1）吸收火焰热量。主要通过辐射。）吸收火焰热量。主要通过辐射。（2）保护炉墙。）保护炉墙。 还起悬吊炉墙、防止炉壁结渣等。还起悬吊炉墙、防止炉壁结渣等。 2. 水冷壁分类：光管式和膜式。水冷壁分类：光管式和膜式。图图7-1 水冷壁管的型式水冷壁管的型式1管子；管子；2耐火层；耐火层；3绝热层；绝热层；4护板；护板；5一扁钢；一扁钢；6鳍片管；鳍片管；7特制销钉；特制销钉；8一耐火

2、水泥；一耐火水泥；9耐火材料耐火材料(a) 光管；光管；(b) 鳍片管焊成的膜式水冷壁；鳍片管焊成的膜式水冷壁；(c) 用扁钢焊成的膜式水冷壁；用扁钢焊成的膜式水冷壁；(d) 涂有耐火水泥的销钉管水冷壁；涂有耐火水泥的销钉管水冷壁；(e) 涂有耐火水泥的销钉管膜式水冷壁涂有耐火水泥的销钉管膜式水冷壁光管式水冷壁优点：制造、安装简单。光管式水冷壁优点：制造、安装简单。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。60s以前及现在的小型锅炉上应用普遍。以前及现在的小型锅炉上应用普遍。现广泛采用膜式水冷壁。现广泛采用膜式水冷壁。膜式水冷壁优点：炉膛漏风小，可用轻型膜式水

3、冷壁优点：炉膛漏风小，可用轻型炉墙。也可采用微正压燃烧，提高锅炉效炉墙。也可采用微正压燃烧，提高锅炉效率。厂内组装，缩短安装周期，保证质量。率。厂内组装，缩短安装周期，保证质量。钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁膜式水冷壁3. 直流锅炉水冷壁直流锅炉水冷壁设计难度较大。不像自然循环锅炉总是垂设计难度较大。不像自然循环锅炉总是垂直上升管屏，可布置成各种型式。直上升管屏，可布置成各种型式。 图图7-2 直流锅炉的水冷壁系统直流锅炉的水冷壁系统 (a)水平环绕上升式；水平环绕上升式；(b)一次上升式；（一次上升式；（c）多次上升式；（）多次上升式；（d）“U”型下降上升型下降上升式；式； (e)“”型上

4、升下降式；型上升下降式； (f)多次上升下降式；多次上升下降式；(g)水平曲折上升式水平曲折上升式 选择类型时须考虑：选择类型时须考虑：壁温低并均匀壁温低并均匀确保最低质量流速并均匀确保最低质量流速并均匀金属耗量金属耗量流动阻力流动阻力主要一次垂直上升或螺旋管圈，主要一次垂直上升或螺旋管圈，700MW为界为界4. 卫燃带卫燃带作用：保持高温，确保迅速着火、稳定燃烧。作用：保持高温，确保迅速着火、稳定燃烧。 图图7-6 卫燃带的构造卫燃带的构造1水冷壁管；水冷壁管；2销钉；销钉；3铬矿砂耐火可塑料铬矿砂耐火可塑料5. 炉顶、折烟角及冷灰斗炉顶、折烟角及冷灰斗大容量锅炉平炉项，由顶棚管过热器组成。

5、大容量锅炉平炉项，由顶棚管过热器组成。折焰（烟）角作用：折焰（烟）角作用：提高烟气充满度，避免涡流与死角，提高烟气充满度，避免涡流与死角，提高炉膛辐射受热面的利用程度，改善屏式过热器及对流提高炉膛辐射受热面的利用程度，改善屏式过热器及对流过热器的冲刷条件，防止烟气短路。过热器的冲刷条件，防止烟气短路。 增加水平连接烟道长增加水平连接烟道长度，在不增加锅炉深度下，可布置更多的对流受热面。度，在不增加锅炉深度下，可布置更多的对流受热面。图图7-7 折焰角结构示意图折焰角结构示意图 (a)用于燃煤炉；用于燃煤炉；(b)用于燃油然气炉；用于燃油然气炉； (c)HG-4101001型锅炉所用结构型锅炉所

6、用结构1上升管；上升管； 2集箱；集箱； 3连接管；连接管；4三叉管；三叉管； 5节流小孔；节流小孔； 6刚性梁刚性梁冷灰斗作用：冷灰斗作用：熔化状态的灰渣下落时，斗状水冷壁的强烈吸热，熔化状态的灰渣下落时，斗状水冷壁的强烈吸热，被迅速冷却成为固态而落入灰斗，定期排出炉外。被迅速冷却成为固态而落入灰斗，定期排出炉外。图图7-4 螺旋冷灰斗的结构螺旋冷灰斗的结构7.1.2 凝渣管凝渣管防止结渣，须增加横向节距。防止结渣，须增加横向节距。两种办法两种办法:(a) p9.8MPa时，后墙时，后墙水冷壁的上集管就布置水冷壁的上集管就布置在折焰角处，通过一排在折焰角处，通过一排较粗节距较大的管子穿较粗节

7、距较大的管子穿过炉膛出口。过炉膛出口。 (b) p1m/s，任何，任何2m/s图图7-41 省煤器防磨措施省煤器防磨措施a)弯头部位加装防磨板；弯头部位加装防磨板；b)弯头和炉墙之间的防磨阻流弯头和炉墙之间的防磨阻流板；板； c)、d)弯头和直段部位弯头和直段部位加装半圆形防磨罩；加装半圆形防磨罩； e)前几前几排直管正面焊上圆钢条；排直管正面焊上圆钢条；f)直接焊角钢形的防磨罩直接焊角钢形的防磨罩图图7-42 带扩展表面的省煤器受热面带扩展表面的省煤器受热面 (a)焊接鳍片管式省煤器；焊接鳍片管式省煤器；(b)轧制鳍片管式省煤器；轧制鳍片管式省煤器；(c) 膜式省煤器；膜式省煤器；（d）肋片

8、管式省煤器）肋片管式省煤器强化受热面强化受热面7.3.2 空气预热器的作用及结构空气预热器的作用及结构1. 空气预热器的作用空气预热器的作用（1）降低排烟温度，提高锅炉效率。）降低排烟温度，提高锅炉效率。（2）改善着火和燃烧，进一步提高效率。）改善着火和燃烧，进一步提高效率。（3）热空气提高理论燃烧温度，强化辐）热空气提高理论燃烧温度，强化辐射传热，进一步提高热效率。射传热，进一步提高热效率。（4）作为制粉系统的干燥剂和输粉介质。）作为制粉系统的干燥剂和输粉介质。 2. 分类分类间壁导热式，再生式。间壁导热式，再生式。间壁导热式有管式和板式。间壁导热式有管式和板式。再生式有转子转和风罩转两种再

9、生式有转子转和风罩转两种。3. 管式空气预热器管式空气预热器薄壁钢管装在上、下及中间管板上形薄壁钢管装在上、下及中间管板上形成的管箱。成的管箱。图图7-44 管式空气预热器结构示意图管式空气预热器结构示意图1烟管管束；烟管管束；2管板；管板；3冷空气入口；冷空气入口；4热空气出口；热空气出口；5烟气入口；烟气入口；6膨胀节；膨胀节；7空气连通罩；空气连通罩；8烟气出口烟气出口 优点：结构简单；制造容易；工作可靠；优点：结构简单；制造容易；工作可靠；维修工作量少；严密性好（不腐不磨）。维修工作量少；严密性好（不腐不磨）。缺点：体积大；钢耗多；易腐易磨。缺点：体积大；钢耗多；易腐易磨。注意：注意：

10、可立式可卧式。多立。可立式可卧式。多立。空气流速和烟气流速比值需合理（由通道空气流速和烟气流速比值需合理（由通道数目和进风方式调节）。数目和进风方式调节）。 图图7.45 空气预热空气预热器典型流程布置器典型流程布置a)单通道单面进风单通道单面进风 b)多通道单面进风多通道单面进风 c)单通道双面进风单通道双面进风 d)、e)多通道双面多通道双面进风进风主要设计参数选择主要设计参数选择管径和节距：管径和节距：常错列，常错列，40mml.5mm有缝钢有缝钢管管。节距为。节距为烟空气速度及其比值：烟空气速度及其比值：烟气和空气流动方向交叉不大于烟气和空气流动方向交叉不大于4次。次。一级空气预热器可

11、以加热空气温度达一级空气预热器可以加热空气温度达280-300 。若需更高，应双级。若需更高，应双级。第二级进口烟温不超过第二级进口烟温不超过500-550 。回转式空气预热器的优缺点：回转式空气预热器的优缺点：漏风系数大，结构复杂，需传动装置，消漏风系数大，结构复杂，需传动装置，消耗电能。耗电能。受热面两面受热，传热系数高，单位体积受热面两面受热，传热系数高，单位体积内受热面大，外形尺寸小，重量轻，不怕内受热面大，外形尺寸小，重量轻，不怕腐蚀。腐蚀。图图7-49 受热面转的回转式空气预热器受热面转的回转式空气预热器1转子；转子；2中心轴；中心轴；3环形齿带；环形齿带；4主动小齿轮；主动小齿轮；5一进口烟道；一进口烟道；6一出一出口烟道；口烟道；7一进口风道；一进口风道；8一出口风道；一出口风道；9一扇形仓格；一扇形仓格；10一密封区一密封区(过渡区过渡区)；11一密封装置一密封装置图图7-50 三分仓模块式空气预热器三分仓模块式空气预热器外形图外形图 图图7-51 三分仓模块式空气预热器分解图三分仓模块式空气预热器分解图 图图7-53 风罩