锅炉与锅炉房设备5

1、第五章供热锅炉目录锅炉构造方式的演化1供热锅炉的炉型2辅助受热面3锅炉平安附件4.随着蒸汽机的发明，18世纪末出现了工业用的圆筒型蒸汽锅炉。由于当时社会消费力的迅猛开展，蒸汽在工业上的用途日益广泛，不久就对锅炉提出了扩展容量和提高参数的要求。于是，在圆筒形蒸汽锅炉的根底上，从添加受热面入手，对锅炉进展了一系列的研讨和技术变革，从而推进了锅炉的开展。图5.1笼统地展现了锅炉循着两个方向开展的过程和构造方式的演化。5.1 锅炉构造方式的演化.第一个方向，是在锅筒内部添加受热面，构成了烟管锅炉系列。起初，先在锅筒内添加一个火筒也称炉胆，即单火筒锅炉，煤在火筒内熄灭放热；后添加为两个火筒双火筒锅炉。为

2、了进一步增大锅炉容量，后来又开展到用小直径的烟管取代火筒以添加受热面，构成了烟管锅炉和火筒烟管组合锅炉，烟管锅炉的熄灭室也由锅筒内部移至锅筒外侧。这类锅炉，统称为烟管锅炉，其共同的特点是高温烟气在火筒或烟管内流动放热，低温工质水那么在火筒或烟管外侧吸热、升温暖汽化。5.1 锅炉构造方式的演化.显而易见，这类锅炉的炉膛普通都较矮小，炉膛周围又被作为辐射受热面的筒壁所围住，炉内温度低，熄灭条件较差，而且烟气纵向冲刷壁面，传热效果也差，排烟温度很高，热效率低。此外，锅筒直径大，既不宜提高蒸汽压力，又添加钢耗量，蒸发量也遭到限制。当然，这类锅炉也有优点，如构造简单，维修方便；水容积大，能较好顺应负荷变

3、化；水质要求低等。因此有的构造方式至今仍被广泛采用。5.1 锅炉构造方式的演化.第二个方向，是在锅筒外部开展受热面，构成水管锅炉系列。大约到了19世纪中叶，锅炉开场在锅筒外面增设几个直径较小的圆筒受热面。后来发现添加圆筒数目、减小圆筒直径，甚至以钢管取代圆筒等做法有利于蒸汽参数的提高和传热的改善，最后终于出现了水管锅炉。它的特点是高温烟气在管外冲刷流动而放出热量，汽、水在管内流动而吸热和蒸发。水管锅炉的出现，是锅炉开展的一大飞跃。它摆脱了火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸的制约，无论在熄灭条件、传热效果和受热面的布置等方面都得到了根本性的改善，为提高锅炉的容量、参数和热效率发明了良好的条件，金属耗量也大

4、为下降。5.1 锅炉构造方式的演化.早期出现的水管锅炉是整联箱横水管锅炉，后来改为波形分联箱构造，制造工艺复杂，金属耗量较大，已不再消费。竖水管锅炉出现于20世纪初，最早采用的也是直水管构造。后来，发现弯水管比直水管构造富有弹性，于是采用许多只锅炉做成多锅筒弯水管锅炉。以后，由于传热学的开展，对锅炉辐射换热规律有了进一步的认识，锅炉向着减少对流受热面，增大辐射受热面的方向开展。于是，演化成双锅筒、单锅筒锅炉，以致开展到现代的无锅筒锅炉直流锅炉。与此同时，蒸汽过热器、省煤器及空气预热器受热面也相继被采用，使锅炉设备更趋完善。5.1 锅炉构造方式的演化.在蒸汽锅炉开展的同时，由于城市建立的开展和节

5、能的需求，另一类用于直接消费热水的热水锅炉也得到较快的开展。此外，为利用消费过程中产生的数量相当可观的余热，余热锅炉应运而生，它作为余热回收利用设备遭到世界各国的普遍注重。纵观锅炉开展历史，真正走上现代化道路才不过五六十年的时间。随着现代工业的开展和科学技术的提高，现代锅炉正朝着大容量、高参数方向开展。对于供热锅炉，为了提高运转的经济性、维护环境和降低本钱，锅炉正趋于简化构造、改善熄灭技术、提高热效率、降低金属耗费和扩展燃料顺应范围。为确保锅炉运转的平安，又趋向于采用先进技术，进一步提高设备的机械化、自动化和智能化。5.1 锅炉构造方式的演化.5.1 锅炉构造方式的演化图5.1蒸汽锅炉方式的开

6、展和演化表示图.5.2 供热锅炉的炉型烟管锅炉，也称火管锅炉，它的特点是烟气在火筒和烟管内流动换热。烟管锅炉按其锅筒放置方式，分为立式和卧式两类。它们在构造上的共同特点是都有一个大直径的锅筒，其内部有火筒和为数众多的烟管。5.2.1 烟管锅炉.立式烟管锅炉有竖烟管和横烟管等多种方式。容量普通较小，蒸发量大多在0.5t/h以下，可以配置燃煤、燃油和燃气各种熄灭设备。对于燃煤锅炉，通常配置手烧炉，大多采用双层炉排手烧炉。5.2 供热锅炉的炉型5.2.1.1 立式烟管锅炉.1. 立式套筒锅炉图5.2所示为一配置燃油炉的立式套筒锅炉。内筒炉膛为辐射受热面，外筒为对流受热面。内外筒之间的两端用环形平封头

7、围封，构成此型锅炉的汽、水空间汽锅。油熄灭器安装在顶部，熄灭所需的空气由炉顶的送风机切向送入。油熄灭产生的高温烟气在炉内剧烈旋转并自上而下流至锅炉底部，然后往布置在上部的烟气出口折返，进入外筒与锅炉外壳内侧保温区炉墙之间的环形烟道上，纵向冲刷带肋片的外筒受热面，最后烟气经过上部出口排入烟囱。为了延伸高温烟气在炉胆内的逗留时间和提高火焰的充溢度，此型锅炉的炉胆内还设置有环形火焰滞留器，使之熄灭充分和强化传热。5.2 供热锅炉的炉型.这种锅炉构造简单，制造方便，水容量相对其他立式烟管锅炉大，能顺应负荷变化，且对水质要求也不高，但烟气流程较短，排烟温度较高。为提高锅炉热效率，这种锅炉也有将外筒所带直

8、形肋片改为螺旋形的，添加烟气扰动和延伸烟气流程以改善传热。5.2 供热锅炉的炉型.2. 立式烟管锅炉图5.3所示为一配置双层炉排手烧炉的立式横烟管锅炉。水冷炉排管和炉胆内壁的一部分构成了锅炉的辐射受热面；横贯锅筒的众多烟管，为锅炉的主要对流受热面。煤由人工经过上炉门加在水冷炉排上。在上、下炉排上熄灭后生成的烟气，经炉膛出口进入后下烟箱，而后纵向冲刷流经第一、二程度烟管管束，最后聚集于后上烟箱，再经烟囱排入大气。为进一步降低排烟温度，也有的在后上烟箱上方增设余热水箱。5.2 供热锅炉的炉型.此型锅炉除横烟管外，也有布置竖烟管和横水管的组合方式。它们都有构造紧凑，占地少，不需求砖工，便于安装和搬运

9、等优点。但因炉膛内置为内燃式炉子，在燃用低质煤时会因炉温较低，难以熄灭和燃尽，热效率和出力都将有所降低。所以，此型锅炉只适宜燃用较好的烟煤。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.2立式套筒锅炉.5.2 供热锅炉的炉型图5.3立式烟管锅炉.这类锅炉根据炉子所在位置，分炉子置于锅筒内的内燃式和炉子置于锅筒外的外燃式两种。目前国产的多数是内燃式，配置有链条炉、燃油炉和燃气炉等多种熄灭设备。图5.4所示为一配置链条炉排的WNL41.3A型卧式烟管锅炉。在卧置的锅筒内有一具有弹性的波形火筒，火筒内设置了链条炉排。锅筒左、右侧及火筒上部都布置了烟管，火筒和烟管都沉浸在锅筒内的水容积里，锅炉的

10、上部约1/3空间是汽容积，炉排以上的火筒内壁是主要辐射受热面，而烟管为对流受热面。5.2 供热锅炉的炉型5.2.1.2 卧式烟管锅炉.烟气在锅炉内呈三个回程流动，故也称三回程锅炉。熄灭后的烟气在火筒内向后流动，为烟气第一回程。烟气经后烟箱导入左、右侧烟管，向炉前流动，是第二回程。烟气至前烟箱聚集后进入火筒上部的烟管向后流动，即为第三回程，最后经省煤器由引风机排入烟囱。这种锅炉的容量有2t/h和4t/h两种，水容量较大，能顺应负荷变化，对水质要求也低。由于采用机械通风，流经烟管的烟速较高，强化了传热，锅炉热效率可达70%以上。此外，这种锅炉的本体、送风机、链条炉排以及变速安装等组装在底盘上整体出

11、厂，构造紧凑，运输和安装较为方便。5.2 供热锅炉的炉型.但是，卧式烟管锅炉因烟管多而长，刚性大，烟管与管板的接口容易渗漏；烟管之间间隔小，去除水垢困难。又由于烟管程度设置，易积烟灰，妨碍传热，通风阻力大。再那么，由于是内燃式炉子，熄灭条件较差，不宜燃用低质煤，炉排的装拆、维修也不甚方便。5.2 供热锅炉的炉型.图5.5所示是配置燃油或燃气炉的此型锅炉，熄灭和运转工况较为良好。火筒后部采用波形构造以减少刚性。为强化传热，烟管采用513无缝钢管碾压而成的双面螺纹管。据实验资料，当烟速为35m/s时，双面螺纹的传热系数为光管的1.42倍，阻力为光管的1.9倍。 炉膛内为微正压熄灭约2000Pa，锅

12、炉可以不用引风机。在炉膛前部，通常用耐火资料砌筑拱碹，以到达蓄热，起稳定熄灭和加强辐射的目的。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.4WNL4-1.3-A型卧式烟管锅炉.5.2 供热锅炉的炉型图5.5WNS10-1.25-Y(Q)型锅炉.烟、水管组合锅炉是介于烟管锅炉和水管锅炉之间的一种炉型，是在卧式外燃烟管锅炉的根底上开展起来的一种锅炉。如图5.7所示为KZL4-1.3-A型此类锅炉。此型锅炉在锅筒外部增设左右两排63.54水冷壁管，上、下端分别接于锅筒和集箱。左、右两侧集箱的前后两端，分别装接一根大口径1336的下降管，与水冷壁管一同组成了一个较好的水循环系统。此外，在锅炉后

13、部的转向烟道内还布置了靠墙受热面一排后棚管，其上端与锅筒后封头相接，下端接于集箱，而后棚管5.2 供热锅炉的炉型5.2.2 烟、水管组合锅炉.的集箱那么又经过粗大的短管与两侧水冷壁集箱接通，构成后棚管的水循环系统。烟管构成了该锅炉的主要对流受热面，水冷壁管和大锅筒下腹壁面那么为锅炉的辐射受热面。由于炉膛放置在锅筒外面，构成外燃炉膛，熄灭条件有所改善。它采用轻型链带式炉排，由液压传动机构驱动和调理。炉膛内设前、后拱，前拱为弧形吊拱，后拱为平拱，前、后拱对炉排的覆盖率分别为25%和15%。炉排下设分区送风风室，风室间用带有弹簧的钢板分隔。熄灭产生的高温烟气，从后拱上方左侧出口进入锅筒中的下半部烟管

14、，流动至炉前，再经前烟箱导入上半部烟管，最终在炉后聚集经省煤器和除尘安装，由引风机排入烟囱。烟气流动，经三个回程，燃尽后的灰渣落入灰槽，由螺旋出渣机排出。5.2 供热锅炉的炉型.这种锅炉构造更加紧凑，可组装出厂，因此，这种锅炉俗称快装锅炉，容量有0.5t/h、1t/h、2t/h、4t/h等多种规格，占我国供热锅炉相当大的比例。但此型锅炉毕竟是以烟管为主体的一种锅炉，限于构造等多方面的缘由，运转中对煤种顺应性差，出力缺乏，运转热效率偏低。炉拱方式、分段配风、侧密封以及炉墙保温构造等还存在一定的缺陷。5.2 供热锅炉的炉型.为了抑制上述缺陷，一种新型烟、水管卧式快装链条炉排锅炉应运而生，如图5.8

15、所示。它的锅筒偏置，烟气的第二回程为水管对流管束，第三回程那么由烟管束组成，尾部布置有铸铁省煤器。熄灭设备采用大块炉排片链条炉排，分仓送风，炉排传动那么采用双速四档调速安装。同时，该锅炉还配备有高、低水位警报和超压维护等平安维护安装。经多年运转实际和热工复测结果阐明：它构造较为合理，平安可靠性好；熄灭稳定，能保证出力，运转热效率可达77%81%；排烟黑度和含尘浓度都符合国家有关规定；煤种顺应才干较强。缺乏的是金属耗量高，制造复杂，故对其推行遭到一定限制。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.7KZL4-1.3-A型锅炉.图5.8DZL2-1.3-AII锅炉5.2 供热锅炉的炉型.

16、水管锅炉是水在管内流动，烟气在管外流动而进展换热的锅炉。与烟管锅炉相比，水管锅炉在构造上没有特大直径的锅筒富有弹性，弯水管替代直烟管，不但节约金属资料，更为提高容量和蒸汽参数发明了条件。在熄灭方面，可以根据燃用燃料的特性自若处置，从而改善了熄灭条件，使热效率有较大的提高。从传热学观念来看，可以尽量组织烟气对水管受热面作横向冲刷，传热系数比纵向冲刷的烟管要高。5.2 供热锅炉的炉型5.2.3 水管锅炉. 此外，因水管锅炉有良好的水循环，水质普通又都经严厉处置，所以即使在受热面蒸发率很高的条件下，金属壁不至过热而损坏。加上水管锅炉受热面的布置简便，清垢除灰等条件也比烟管锅炉好，因此它在近百年中得到

17、迅速的开展。水管锅炉方式繁多，构造各异。按锅筒数目有单锅筒和双锅筒之分；按锅筒放置方式又可分为立置式、纵置式和横置式等几种。现就几种常用水管锅炉的构造和特点，分别引见如下。5.2 供热锅炉的炉型.1. 自然循环锅炉这是一种锅筒立置，由环形的上、下集箱和焊接其间的直水管组成的燃油锅炉，构造如图5.9所示。直水管沿环形上、下集箱圆周布置，有内外两层，内层包围的空间为炉膛，内外两层之间竖直的“狭缝为烟气的对流烟道。小容量的此型锅炉直水管为光管，较大容量锅炉的直水管外侧焊有鳍片。5.2 供热锅炉的炉型5.2.3.1 立置式水管锅炉.熄灭器置于炉顶，燃料油由熄灭器喷出着火，在炉膛中熄灭放热，经由内圈直管

18、内侧管壁组成的辐射受热面换热后，烟气经过靠炉前侧的炉膛出口，分左、右两路进入对流烟道并环绕向后流动，横向冲刷由内管外侧和外管内侧壁面组成的对流受热面，在炉后集合进入出口烟箱，最后经烟囱排入大气。锅炉的给水由下集箱进入，沿直水管向上，边流动边吸热，汽水混合物进入上集箱，蒸汽经汽水分别器分别后，经过主蒸汽阀送往用户。分别下来的水那么经过下降管道流回下集箱，构成水的自然循环回路。5.2 供热锅炉的炉型.锅炉炉膛水冷程度大，炉内温度较低，能抑制和减少NOx的构成，有利环境维护；对流受热面因烟气横向冲刷，扰动猛烈，既强化了传热，又有清灰作用；这种方式的锅炉构造简单，体积小，占地少，可采用微电脑全自动控制

19、，操作方便。但对水质要求较高，水容量也较小，当外界负荷变化或延续给水时，汽压动摇较大，也难以清垢。此型锅炉国产产品有多种规格，蒸发量为1004000t/h，蒸汽压力为0.71.2MPa,外形尺寸(长宽高)有0.965m0.715m1.525m和2.815m2.230m4.0m两种。5.2 供热锅炉的炉型.2. 强迫循环直流锅炉直流锅炉是指给水在水泵压头作用下，依次顺序经过加热、蒸发和过热各个受热面，产生额定参数蒸汽的锅炉。图5.10是一台双套筒直流燃油锅炉，由单根盘管旋绕成两个直径不同的同心圆筒体构成。内筒的内侧包围的空间为炉膛，其壁面为该锅炉的辐射受热面；内筒外侧和外筒全部筒壁为对流受热面。

20、5.2 供热锅炉的炉型.由图可见，此型锅炉烟气为三回程，安装于炉顶的熄灭器向下喷雾熄灭，至炉底为第一回程；烟气折返向上在内外筒之间的通道流至炉顶为第二回程；烟气再次折返向下，流经外筒与外壳保温层炉墙之间的通道第三回程，最后由下侧出口流出至烟囱。给水从外筒上端进入，环绕向下流至外筒下端后进入内筒下端，再环绕向上流至内筒上端构成蒸汽流出。5.2 供热锅炉的炉型.此型锅炉烟气与给水逆向流动，强化了对流换热，有效降低和控制了排烟温度，提高了锅炉的热效率；受热面设计为弹性构造，由盘管组成，接受压力变化和热膨胀才干大为改善。当然，它也存在直流锅炉共有的缺陷，即水质要求高，泵的耗电量大。5.2 供热锅炉的炉

21、型.5.2 供热锅炉的炉型图5.9立置式水管锅炉.5.2 供热锅炉的炉型图5.10双套筒直流燃油锅炉.1. 单锅筒纵置式水管锅炉图5.11所示为一台DZD20-2.5/400-A型抛煤机倒转链条炉排锅炉。锅筒位于炉膛的正上方，两组对流管束对称布置于炉膛两侧，构成了“人字形布置方式，也称人字型锅炉。炉内四壁均布置有水冷壁，前墙水冷壁的下降管直接由锅筒引下，后墙及两侧墙水冷壁的下降管那么由对流管束的下集箱引出。两侧水冷壁下集箱又兼作链条炉排的防渣箱。5.2 供热锅炉的炉型5.2.3.2 纵置式水管锅炉.此型锅炉配置了机械风力抛煤机和倒转链条炉排。新煤大部分抛向炉膛后部，在此开场着火熄灭，随着链条炉

22、排由后向前逐渐挪动，煤也逐渐烧尽，最后灰渣在锅炉前端落入灰渣斗。炉内高温烟气经接近前墙左右两侧的烟窗进入对流烟道，烟气由前向后流动，横向冲刷对流管束。蒸汽过热器就布置在右侧前半部对流烟道中，吸收烟气的对流放热。在炉后的顶部，左右两侧的烟气相集合，折转90向下，依次流过铸铁省煤器和空气预热器，经除尘器最后排入烟囱。此型锅炉要求配置有高效除尘安装，否那么将会对周围环境呵斥较严重的烟尘污染。5.2 供热锅炉的炉型.2. 双锅筒纵置式水管锅炉这种水管锅炉，按照锅炉与炉膛布置的相对位置不同，分为D型和O型两种布置构造。图5.12所示为SZL2-1-25-AII型双锅筒纵置式“D型链条炉排锅炉，它的炉膛与

23、纵置双锅筒和胀接其间的管束组成对流受热面，烟道平行设置，各居一侧。炉膛四壁普通均布置水冷壁管，其中一侧水冷壁管直接引入上锅筒，封盖了炉顶，犹如“D字。在对流烟道中设置折烟隔板，以使烟气流对管束横向冲刷。折烟隔板有垂直和程度微倾两种布置，后者多数用于少灰的燃油锅炉。此种锅炉5.2 供热锅炉的炉型.的炉膛在右侧，周围均布水冷壁，左右侧水冷壁的上端直接接于上锅筒，下端那么分别接于下集箱，兼作防焦箱，前后水冷壁管那么分别经过上、下集箱与锅筒相连，构成四个独立的水循环回路系统。由于炉膛偏置一侧，熄灭条件较为优越，得益于炉膛后部设置的卧式旋风燃烬室，它为从炉膛出来的烟气发明了具备一定温度和滞留时间的空间环

24、境，使烟气中夹带残存的可燃物质在此得以继续熄灭，降低不完全熄灭损失。燃烬室的后墙是一圆弧形壁面，高温烟气一出炉膛就沿切线方向高速进入炉膛燃烬室，既改善了烟气对后墙管排的冲刷，强化传热，又因离心力的作用，烟气携带的飞灰粒子沿后墙边缘被甩到燃烬室下部，经出灰缝隙漏落于链条炉排的灰渣斗。5.2 供热锅炉的炉型.高温烟气出燃烬室后，折转90自后向前横向冲刷顺列布置的第一对流管束，在前端折回又横向冲刷第二对流管束至锅炉出口。烟气从省煤器上方进入，绕U形烟道后又从上方引出至除尘器，后经引风机和烟囱排入大气。因炉内设置有卧式旋风燃烬室，使炉子出口的烟气含尘浓度大为降低，减轻了烟尘对环境的污染和危害。此型锅炉

25、的受热面布置较为富有，保证出力，热效率可达78%80%。图5.13所示为一上锅筒采用长锅筒构造的SZL6-1-3AII“O型锅炉，此型锅炉的炉膛在前，对流管束在后，从正面看，居中的纵置双锅筒间的对流管束恰呈“O字形。5.2 供热锅炉的炉型.此型锅炉在炉膛周围布有密排水冷壁，以吸收炉膛高温辐射热，在其后端，上、下锅筒之间布置有对流管束。在炉膛和对流管束之间烟道中，设置了燃烬室。熄灭后的高温烟气从炉膛后侧进入燃烬室，在对流烟道内顺着折烟墙呈“U形流动，横向冲刷管束，之后引至尾部单独布置的鳍片式铸铁省煤器，再进入除尘器由引风机经烟囱排入大气。熄灭设备是链条炉排锅炉，采用双侧进风，并配置刮板出渣机以排

26、除灰渣。5.2 供热锅炉的炉型.此型锅炉具有构造紧凑、金属耗量低、水容积大及水循环可靠等特点。它的制造和部件总装均在制造厂完成，既保证了质量，又缩短了现场安装周期。此外，它的锅炉房可以单层布置，节省了基建投资。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.12SZL2-1-25-AII型锅炉 .5.2 供热锅炉的炉型图5.13 SZL6-1.3AII型锅炉简图.这种方式的水管锅炉国内产品很多，运用甚广，在第一章中引见的SHL型锅炉图1.1即为此型锅炉。在配置熄灭设备方面，它不单限于层燃炉，也适宜配置室燃炉。图5.14为SHS20-2.5/400-A型锅炉，是这种锅

27、炉的一种典型式样。此型锅炉的前墙上并排布置着两个煤粉放射器，炉膛的内壁全布满了水冷壁管全水冷式，以充分利用辐射换热。炉膛后墙上部的烟气出口烟窗，水冷壁管被拉稀，构成防渣管。炉底由前、后墙水冷壁管延伸弯制成冷灰斗。5.2 供热锅炉的炉型5.2.3.3 横置式水管锅炉.煤粉经喷燃器喷入炉膛熄灭。高温烟气穿过后墙上方的防渣管进入蒸汽过热器，转180后再冲刷对流管束，然后经钢管式省煤器、空气预热器分开锅炉本体。炉内烟气中的灰粒经冷灰斗粒化后借自重滑落入渣室，用水力冲渣器除去。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.14SHS20-2.5/400-A型锅炉1一煤粉熄灭器;2一冷炉斗;3一水力

28、冲渣器;4一省煤器;5一过热器;6一空气预热器.热水锅炉的构造方式与蒸汽锅炉根本一样，也有烟管锅壳式、水管和烟、水管组合式三类。按消费热水的温度，可分为低温热水锅炉和高温热水锅炉两类。前者送出的热水温度普通不高于95，后者出口水温那么高于常压下的沸点温度，通常为130。按热水在锅内的流动方式，热水锅炉又可分为强迫循环直流式和自然循环两类。5.2 供热锅炉的炉型5.2.4 热水锅炉.强迫流动热水锅炉是靠循环水泵提供动力使水在锅炉各受热面中流动换热的。普通不设置锅筒，而是由受热的并联排管和集箱组成。 强迫循环热水锅炉水在锅内并非循环流动，而是作一次性经过的强迫流动；只需在整个供热系统内，热水才是强

29、迫循环流动的。5.2 供热锅炉的炉型5.2.4.1 强迫循环热水锅炉. 根据锅炉中水和烟气的相对流向，强迫流动热水锅炉的受热面有顺流式、逆流式和混流式三种布置型式。 前者锅炉中水和烟气的流动方向一致，即系统回水由锅炉前端进入，热水在尾部受热面末端引出。这种布置型式，水和烟气之间温差小，传热效果差，但尾部受热面因内侧水温较高，有利防止低温腐蚀和积灰。 逆流式热水锅炉，由尾部受热面进水，锅炉前端出水，其优缺陷正好与顺流式相反。 混流式热水锅炉介于二者之间，受热面布置既有顺流部分，又有逆流部分5.2 供热锅炉的炉型. 图5-17所示为由单一盘管组成的强迫循环热水锅炉。此型锅炉下部盘管围绕成炉膛，上部

30、盘管那么绕成重叠、交错布置的对流受热面。熄灭器置于锅炉底部，由下向上喷雾熄灭。 给水直接由炉顶对流盘管进口进入，自上而下先流经对流管束受热，尔后经过炉膛部位的盘管水冷壁管辐射换热，最后高温热水由热水出口送出。 5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型.自然循环热水锅炉的构造与自然循环蒸汽锅炉根本一样。辐射受热面中的热水是依托下降管和上升管中工质的密度差产生的压头而循环流动；尾部对流受热面中的热水，那么由循环水泵驱动而强迫流动。所不同的是锅筒内部安装，自然循环热水锅炉没有汽水分别安装。热水锅炉筒内部安装包括回水引入管、回水分配管、热水引出管、集水管、隔板安装等。5.2 供热锅炉的炉型5.2

31、.4.2 自然循环热水锅炉.图5.19所示为DZL1.4-0.7-95/70-AII型自然循环热水锅炉。锅炉采用单锅筒纵置式A型布置，锅筒居中，炉膛周围均布水冷壁，上端直接与锅筒相接，下端分别衔接于前、左、右三个联箱，组成三个循环回路。锅炉的主要对流受热面分两组管束(两个循环回路)对称布置在炉膛两侧。 锅筒内设置有回水引入管、隔板和集水孔板等锅内安装。纵向隔板将沿锅筒长度方向的上升管和下降管分开，使沿锅筒长度方向构成明显的冷水区(即下降管区)和热水区(即上升管区);横向隔板那么将锅筒前端的下降管与上升管分开，在锅筒前端构成冷水区。5.2 供热锅炉的炉型.如此，当回水经回水引入管进入锅筒，可防止

32、冷水短路，从而有效地降低下降管人口水温，增大了循环流动压头。利用集水孔板的节流作用，使热水沿锅筒长度方向均匀引出，而后由热水引出管经集气罐积聚和排除锅水加热时析出的气体，送至锅外。 5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型 图5.20所示为DHL14-1.25/130/70-AII型自然循环热水锅炉。锅炉布置呈“II型，本体由自然循环的辐射受热面和强迫循环的对流受热面叠加而成，尾部烟道布置管式空气预热器。炉膛周围布置水冷壁辐射受热面，对流受热面由两组钢制蛇形管省煤器串联组成。 熄灭设备采用鳞片式链条炉排，双侧送风。燃料在炉排和熄灭室空间熄灭，产生高温烟气，在炉内进展辐射换热，烟气从炉膛的

33、后上方烟窗进入燃烬室，折转向下，横向冲刷蛇形钢管对流管束钢管省煤器，再进入管式空气预热器管内，纵向冲刷管式空气预热器。降低到排烟温度的烟气，分开锅炉本体后，流经除尘器、引风机、烟囱排入大气。5.2.4.3 半自然循环热水锅炉.该型热水锅炉的水流程为：从供热管网回锅炉房的回水，经循环水泵加压，进入对流管束入口集箱，先后经过第一组蛇形钢管对流管束、第二组蛇形钢管对流管束，最后聚集于炉顶的对流管束出口集箱，并经过4根1084的衔接纳引入锅筒。在锅筒、下降管、下集箱、水冷壁组成的封锁系统内进展自然循环，水温升到额定供水温度后，由锅筒顶部的供水阀门送往用户。自然循环的热水锅炉，由于有容积较大的锅筒，系统

34、水容量大，而且本身可进展自然循环，因此，当忽然停电时，不易发生汽化和水击，这是自然循环热水锅炉与强迫循环热水锅炉相比最突出的优点。5.2 供热锅炉的炉型.热水锅炉与蒸汽锅炉相比较有如下优点：金属耗量小，受热面可比蒸汽锅炉节省5%15%，对于管架式强迫循环热水锅炉，由于取消了锅筒，可比蒸汽锅炉节省30%左右的金属资料。锅炉排烟温度可以降低些，效率高。构造简单，制造本钱低。运转操作简单。工质压力低，温度低，运转平安，事故危害性小。工质不蒸发，锅炉结垢少，对水质要求不高。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.20DHL14-1.25/130/70-AII型自然循

35、环热水锅炉.在能源紧缺和注重环保的今天，对废热的回收利用越来越遭到广泛的关注。按照物态，废热源可分为固体废热如刚从炉子排出的焦炭、水泥热料和烧结矿料等、液体废热如高温冷却水、化工厂中用于调理反响温度的有机或无机介质和熔融金属或熔渣等和气体废热如加热炉烟道气、熔炼炉及反响炉排气以及化工厂工艺气体等三大类。回收废热的方法很多，目前广为采用的是装设废热锅炉，也称余热锅炉。5.2 供热锅炉的炉型5.2.5 废热锅炉.废热锅炉，普通由省煤器、蒸发器和蒸汽过热器等几部分组成。废热锅炉普通不配置辅助熄灭设备。就其构造特点，可分为管壳式和烟道式两类。按照水循环系统的任务特性，又可分为自然循环式和强迫循环式两类

36、。图5.21所示是强迫循环式废热锅炉。它由锅筒5、蒸发器2和蒸汽过热器3组成。思索到烟气向上流动时易堆积烟灰，第二烟道中不布置受热面，且巧妙地利用这个空间作为该废热锅炉启动时的辅助熄灭安装1。该废热锅炉借循环泵加压给水，由蒸发器进口联箱6分配进入蒸发器的蛇形管束受热，汽水混合物聚集于锅筒5。锅炉水被循环泵抽出并再次送入进口联箱循环受热，蒸汽那么送往蒸汽过热器3加热，最后由出口联箱4聚集送出。5.2 供热锅炉的炉型.5.2 供热锅炉的炉型图5.21强迫循环式废热锅炉.5.3 锅炉辅助受热面蒸汽过热器的作用是将上锅筒引出的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。工业用汽多为饱和蒸汽，故普通锅炉中多不

37、设置蒸汽过热器。只需在消费用汽需求较高的温度，而不需求提高蒸汽压力，或为了在蒸汽保送过程中减少冷凝损失而需求过热蒸汽时，才在锅炉中装设蒸汽过热器。蒸汽过热器的构造如图5.23所示。它是由蛇形无缝钢管管束和进出口及中间集箱等组成。5.3.1 蒸汽过热器.由汽锅消费的饱和蒸汽引入过热器进口集箱，然后分配经各并联蛇形管受热升温至额定值，最后聚集于出口集箱由主蒸汽管送出。蒸汽过热器按传热方式不同，分为辐射式、半辐射式和对流式三种类型；按放置方式不同，分为立式和卧式两种。供热锅炉多采用立式对流式过热器，布置在对流管束之间，烟温为850950的烟道中。蒸汽过热器中蒸汽流速普通为1525m/s，烟气流速为1

38、015m/s。过热器出口集箱或管道上装有平安阀、主汽阀、排汽阀以及蒸汽压力表和温度计。5.3 锅炉辅助受热面.5.3 锅炉辅助受热面图5.23垂直式蒸汽过热器构造表示图.省煤器是给水的预热设备。它安装在锅炉的尾部烟道，吸收烟气的热量，对流换热，有效地降低排烟温度，提高热效率，节约燃料。同时，由于提高了给水温度，还可减小因温差而引起锅筒壁的热应力，有利于延伸锅筒的运用寿命。对于供热锅炉，省煤器普通用铸铁制造，可降低锅炉造价。5.3 锅炉辅助受热面5.3.2 省煤器.省煤器按制造资料的不同，可分为铸铁省煤器和钢管省煤器两种；按给水被预热的程度，可分为沸腾式和非沸腾式两种。在供热锅炉中运用最普遍的是

39、非沸腾式铸铁省煤器。它是一根外侧带有方形鳍片的铸铁管，经过180弯头串接而成，如图5.24、图5.25所示。水从最下层排管的一侧端头进入省煤器，程度来回流动至另一侧的最末一根，再进入上一层排管，如此自下向上流动，受热后送入上锅筒。烟气那么由上向下横向冲刷管簇，与水逆流换热。5.3 锅炉辅助受热面.铸铁省煤器耐磨性及耐腐蚀性均较好，但铸铁性脆，强度低，且不能接受水击。因此，铸铁省煤器只能用作非沸腾式省煤器，且锅炉任务压力应低于2.5MPa。为了保证铸铁省煤器的可靠性，要求经省煤器加热后的水温比其饱和温度至少低30，以防产生蒸汽。在容量较大的供热锅炉上，采用给水热力除氧处置或给水温度较高时，铸铁省

40、煤器加热温度就遭到了限制，另外，给水除氧处理了金属腐蚀问题，此时可采用钢管省煤器，优点是任务可靠，体积小，分量轻。5.3 锅炉辅助受热面.为了保证、监视铸铁省煤器的平安运转，在其进口处应安装压力表、平安阀及温度计；在出口处应设平安阀、温度计及放气阀，如图5.26所示。进口平安阀可以减弱给水管路中能够发生水击的影响，出口平安阀能在省煤器汽化、超压等运转不正常时泄压，以维护省煤器。放气阀那么用以排除启动时省煤器中的大量空气。 钢管省煤器由并列的蛇形管组成，通常用外径为2542mm的无缝钢控制造，呈错列布置，上、下端分别与出口集箱和进口集箱衔接，再经出水引出管直接与锅筒衔接，中间不设置阀门。由于钢管

41、的承压才干好，钢管省煤器可以用作沸腾式省煤器，但最大沸腾度应不超越20%，否那么流动阻力太大。5.3 锅炉辅助受热面.5.3 锅炉辅助受热面图5.24铸铁省煤器安装组合简图.5.3 锅炉辅助受热面图5.25铸铁省煤器构造图 .5.3 锅炉辅助受热面图5.26铸铁省煤器附件及管路.空气预热器，简称空预器，是利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料熄灭所需空气的换热设备。当锅炉给水采用热力除氧或锅炉房有相当数量的回水时，因给水温度较高而使省煤器的作用遭到限制，省煤器出口烟温较高，此时设置空气预热器，可以有效地降低排烟温度，减少排烟损失。同时可提高熄灭所需空气的温度，又可改善燃料的着火和熄灭过程，从而降低各项

42、不完全熄灭损失，提高锅炉热效率。5.3 锅炉辅助受热面5.3.3 空气预热器.空气预热器按传热方式可分为导热式和再生式两类。导热式空预器，烟气和空气各有本人的通道，热量经过传热壁面延续地由烟气传给空气。在再生式空预器中，烟气和空气交替流经受热面，烟气流过时将热量传给受热面并积存起来，随后空气流过时，受热面将热量传给空气。导热式空预器有板式和管式两种，供热锅炉大多采用管式空气预热器。管式空预器有立式和卧式之分。图5.27为一立式空预器，它是由许多竖列的有缝薄壁钢管和管板组成。管子上、下端与管板焊接，构成方形管箱构造。烟气在管内自上而下流动，空气那么在管外作横向冲刷流动。假设空气需求作多次交叉流动

43、，那么可在管箱中间设置相应数目的中间管板作为间隔。5.3 锅炉辅助受热面.空预器常用管径为3040mm，壁厚为1.21.5mm的管子。管子采用错列布置，管子根数及管距取决于烟气流速。普通情况下，烟气流速在1014m/s，空气流速普通取烟气流速的45%55%。烟气流速过低，不利于传热，也易导致烟灰堆积；烟气流速过高，流动阻力增大，使通风设备电耗添加。空气预热器的管箱是经过下管板支承在空预器的框架上，框架再与锅炉构架相连。在运转时，管子直接受热温度较高，其膨胀伸长量要比外壳大，而外壳那么又比锅炉构架的伸长量大。因此，管板与外壳、外壳与锅炉构架之间都必需装设由薄钢板制造的补偿器，又名膨胀节，以补偿部

44、件间的不同伸缩，既允许各部件相对挪动，又能有效地防止漏风。5.3 锅炉辅助受热面.5.3 锅炉辅助受热面图5.27立式空气预热器构造表示图.压力表是用来丈量和显示锅炉汽、水系统任务压力的仪表。根据规定，每台锅炉必需装有与锅筒蒸汽空间直接相通的压力表，以监视锅炉在允许的任务压力下平安运转。在给水管的调理阀前、可分式省煤器出口、过热器和主蒸汽阀之间，都应安装压力表。锅炉常用的压力表为弹簧管式压力表，它构造简单，准确可靠，安装和运用也很方便。为了目视明晰，压力表的安装位置距操作平面不超越2 m时，压力表的表盘直径5.4 锅炉房平安附件5.4.1 压力表.应不小于100 mm，表盘最大刻度范围最好为锅

45、炉任务压力的2倍。对于额定蒸汽压力小于2.5 MPa的蒸汽锅炉和热水锅炉，压力表的精度应不低于2.5级。而且，压力表应安装在操作时便于察看和冲洗的地方，同时应保证有足够的照亮堂度。压力表的安装、校验和维护应符合国家计量部门的规定。压力表装用前应校验，并在刻度盘上划红线指示任务压力。压力表装用后每半年至少校验一次，校验后必需铅封，并注明校验的日期。5.4 锅炉房平安附件.为防止压力表损坏，要防止受振动、高温暖冰冻的影响。压力表下应安装存水弯管，以积存冷凝水，使蒸汽不至直接与弹簧管接触，免受过热和启闭时的冲击。钢管存水弯管内径不应小于10 mm。在压力表和存水弯管之间，应装旋塞或三通阀，以便改换压

46、力表和吹洗存水弯管。压力表的衔接纳不准有漏气、漏水景象，否那么会降低压力表的实践指示值。5.4 锅炉房平安附件.平安阀是一种自动泄压报警安装。当锅炉任务压力超越允许任务压力时，平安阀会自动开启，迅速泄放出足够多的蒸汽，同时发出音响报警，以便采取必要措施，降低锅炉压力。当锅炉压力下降到任务压力时，平安阀又会自动封锁，从而使锅炉能在允许的任务压力范围内平安运转，防止锅炉因超压而引起爆炸。在热水锅炉上安装平安阀，是当锅炉因汽化等缘由引起超压时，可以起泄压、报警作用。可见，如平安阀选配得当，操作正确，就可防止发生锅炉超压事故。5.4.2 平安阀5.4 锅炉房平安附件.根据平安技术监察规程规定，蒸发量大

47、于0.5 t/h的蒸汽锅炉或额定热功率大于1.4 MW的热水锅炉，至少装设两个平安阀。对于蒸发量小于或等于0.5 t/h的蒸汽锅炉或额定热功率小于或等于1.4 MW的热水锅炉，至少装设一个平安阀。在省煤器出口处或入口处和蒸汽过热器出口处也都必需安装相应的平安阀，以确保运转的平安可靠。平安阀应垂直地安装，尽能够装在锅筒、集箱的最高位置上。为了不影响平安阀动作的准确性，在平安阀与锅筒、集箱之间，不得装有取用蒸汽的出汽阀和阀门。5.4 锅炉房平安附件.平安阀有静重式、杠杆式、弹簧式和脉冲式等多种方式。其中，杠杆式平安阀和弹簧式平安阀为供热锅炉最常用。杠杆式平安阀是利用杠杆原理制造而成的，如图5.28

48、所示。它经过阀杆将重锤的重力作用在阀芯上，当锅炉蒸汽压力大于重锤和力臂的乘积时，阀芯就被顶起，蒸汽排出。反之，阀门封锁，排汽停顿。此型平安阀的开启压力，可借助挪动重锤与阀芯间隔来调整。此型平安阀构造简单，动作灵敏准确，又易于调理，因此运用甚广。5.4 锅炉房平安附件.弹簧式平安阀如图5.29所示,它是利用弹簧变形时产生的弹力经过阀杆作用在阀芯上，其弹簧的弹力大小那么靠调理螺丝的松紧来加以调整。当锅炉蒸汽压力超越弹簧弹力时，弹簧即被紧缩，阀杆上升而阀门开启，蒸汽迅即排出。弹簧式平安阀构造紧凑，灵敏轻便，可在恣意位置安装，能接受振动而不走漏。但由于弹簧的弹性会随时间和温度的变化而改动，可靠性较差。锅炉平安阀的总排汽量，必需大于锅炉最大延续