工业锅炉的构造及燃烧设备-锅炉的炉型

本单元知识点一览单元一锅炉的炉型2.1.1锅炉发展简史2.1.2烟管锅炉系列2.1.3水管锅炉系列2.1.4热水锅炉的类型及特点2.1.1锅炉发展简史随着科学技术进步和工业生产发展，特别是蒸汽机的发明，锅炉应运而生，18世纪末，圆筒形蒸汽锅炉诞生，至今已有200多年的历史。此期间锅炉发展主要体现在：容量、参数、结构、能耗、环保等方面。一、锅炉的演变过程如图1所示，形象地展示了锅炉的发展方向和结构型式的演变过程。2二、锅炉本体结构特点（3）特点：结构紧凑，整体性好，对水质要求不高。1.锅壳锅炉（1）结构：有一个较大的钢制筒体，内部布置烟管受热面。（2）分类：根据燃烧装置的布置可分为内燃式锅壳锅炉与外燃式锅壳锅炉。2.水管锅炉

（1）结构：锅炉本体是由直径较小的锅筒和管子组成。

（2）分类：根据锅筒与受热面的相对位置不同，可分为“D”型、“O”型、“A”型锅炉。（3）特点：受热面与炉膛布置灵活，传热好，适合大容量、高参数的锅炉，但是对水质要求高。3.水、火管锅炉

（1）结构：火管和水管组合的卧式外燃快装锅炉。

（2）特点：锅炉结构较为合理，安全性、可靠性好；但也存在金属耗量大、制造工艺较复杂、成本高等不足之处。学习单元1锅炉的炉型知识点1锅炉发展简史知识点2烟管锅炉系列知识点3水管锅炉系列知识点4热水锅炉的类型及特点知识点4热水锅炉的类型及特点一、特点锅内介质无相变，始终都是水（水温低于压力对应下饱和温度20℃以上，无需汽水分离装置）。结构紧凑，外形尺寸小，锅炉房基建投资少。金属耗量少，比同容量蒸汽锅炉节省约30%。传热温差大，受热面不易结垢，热阻小，传热效率好，热效率高，节约燃料。安全可靠性好，操作简单。10二、与蒸汽采暖系统相比较，热水采暖系统有以下优点：泄漏量少，管路热损失小；热水采暖系统较蒸汽系统可节约燃料20%～30%。而且系统易调节、不需要监视水位，操作方便，运行安全。室内温度波动小，维修保养费用低，制造成本低。三、分类按结构型式：烟管、水管和烟-水管组合式按热水温度：低温(≤120℃)、高温（>120℃）按流动方式：强制循环、自然循环注意的问题防止锅炉水的汽化（突然停电）；低温受热面的低温腐蚀与积灰（回水温度低）；与供热管网直接连接时，注意除污。12四、管架式强制循环热水锅炉1.基本构造：强制循环热水锅炉一般不装锅筒，而是由受热的并联排管和集箱组成，又称为管架式热水锅炉。此型锅炉由前、后两部分组成，前面为炉膛，后面为对流烟道，中间用隔火墙隔开，隔火墙上部设置烟窗，后墙水冷壁在此处拉稀，形成凝渣管。热水的循环动力是由供热网路的热水循环水泵提供的，迫使水在受热面中流动吸热。锅炉四角布置4根垂直的大直径管子（即下降管），大直径管与集箱沟通，炉膛四周的膜式水冷壁固定在上下集箱间，角管、集箱、膜式水冷壁构成一个整体，承受锅炉上部结构与水的全部荷重，并由这4根角管将荷重传递给锅炉基础。所以该型锅炉又称为角管式锅炉。如图1所示。图1HW100U型角管式强制循环热水锅炉1-水冷壁分配集箱2-侧水冷壁下集箱3-燃烧器4-前墙水冷壁5-侧墙水冷壁上集箱6-热水出口7-旗式对流受热面8-角管9-回水进口集箱2.烟气流程3.汽水流程4.特点：

1）锅炉采用膜式水冷壁，实现微正压燃烧，燃烧完全；密封性能好，漏风少，排烟热损失小；膜式水冷壁外侧采用敷管炉墙，属轻型炉墙，既减轻重量，保温性能又好，散热损失小。因此，锅炉热效率高。2) 锅炉荷重完全靠自身的受压部件承担，省去了钢架结构，既减轻锅炉重量，又节省钢材。角管锅炉结构紧凑，利于整装或组装制造和运输，安装周期短。五、常压热水锅炉六、案例展示图270MW强制循环热水锅炉1-锅筒2-侧水冷壁上集箱3-水冷屏4-前水冷壁5-前水冷壁下集箱6-后水冷壁下集箱7-水冷屏进口竖集箱8-Ⅰ级对流受热面9-Ⅱ级对流受热面10-省煤器11-百叶窗分离器12-单幅横梁式链条炉排13-煤斗14-侧水冷壁下集箱图370MW强制循环锅炉的水流程图4DHL14—1.25/130/70—AⅡ型自然循环热水锅炉1-链条炉排2-下降管3-水冷壁4-锅筒5-供热水出口6-对流受热面（钢管省煤器）7-回水入口集箱8-空气预热器图5DHL46—1.6/130/70—AⅢ型自然循环角管式热水锅炉1-炉排2-等压风仓3-煤斗4-炉膛5-平台扶梯6-锅筒7-进水集箱8-出水集箱9-旗式受热面10-出口烟道学习单元1锅炉的炉型知识点1锅炉发展简史知识点2烟管锅炉系列知识点3水管锅炉系列知识点4热水锅炉的类型及特点知识点3

水管锅炉特点水管锅炉与火管锅炉相比有下列优点：在结构方面：没有特大直径的锅筒和烟管；在燃烧方面：炉膛不再受锅筒限制，可根据燃料特性自如布置，燃烧条件改善，热效率有较大提高；在传热方面：可尽量组织烟气对水管的横向冲刷，与烟管的纵向冲刷相比传热系数提高；水循环方面：水管锅炉具有良好的水循环；水容积小，升火速度较快。23分类(锅筒及内部)按锅筒数目：单锅筒和双锅筒，前苏联还有三锅筒。按锅筒布置形式：纵置式、横置式和立置式。24一、单锅筒纵置式水管锅炉（图1为DZL20-2.5/400-A型抛煤机倒转链条炉排锅炉）。1.锅炉构造锅筒位于炉膛的正上方，两组对流管束与炉排成“A”字形布置。炉膛四周布置水冷壁，前墙水冷壁由锅筒引接的下降管供水，后墙及两侧墙水冷壁由对流管束下联箱引接的下降管供水。两侧墙水冷壁的下联箱兼作炉排的防渣箱。蒸汽过热器布置在右侧前半部对流烟道中。25图1DZL型水管锅炉1-倒转链条炉排2-灰渣槽3-机械风力抛煤机4-锅筒5-钢丝网汽水分离器6-铸铁省煤器7-空气预热器8-对流管束下集箱9-水冷壁10-对流管束11-蒸汽过热器12-飞灰回收再燃装置13-风道2.工作原理：（1）烟气流程—锅炉配置机械风动抛煤机和倒转链条炉排，燃煤大部分被抛向炉膛后部，并在此开始着火燃烧。随着炉排由后向前逐渐移动，煤层逐渐燃尽，最后灰渣在炉排前端落入灰渣斗。炉内高温烟气→前墙左右两侧烟道→对流烟道，烟气由前向后横向冲刷对流管束。左右两侧的烟气在炉后的顶部汇集，折转90°向下→过省煤器、空气预热器→除尘器、引风机、烟囱排入大气。27（2）汽水流程软化除氧水经锅炉给水泵加压，送入省煤器预热后进入锅筒，分别在水冷壁和对流管束两个循环回路内受热、汽化，形成汽水混合物再回到锅筒，经汽水分离装置进行汽水分离，分离出来的水回到锅筒水空间，合格的饱和蒸汽引入蒸汽过热器加热，达到额定参数的过热蒸气经主蒸汽阀送往用户。283.特点（1）优点—结构紧凑，占地面积小，水循环较稳定，着火迅速，耗钢材少。

（2）缺点—锅筒水容积小，出力较大，锅炉需设自动给水设备，水质要求较高。飞灰含碳量高，燃烧不完全，热损失大。29二、双锅筒纵置式水管锅炉1.双锅筒纵置式“D”型锅炉（图2）（1）锅炉构造炉膛与对流烟道平行布置，一侧为炉膛，另一侧为对流烟道。炉膛四周布置水冷壁，其中一侧水冷壁管弯曲形成炉顶。在对流烟道中，布置对流管束。布置方式成“D”形。30图2双锅筒纵置式“D”型锅炉1-煤斗2-链条炉排3-炉膛4-右侧水冷壁的下降管5-燃尽室6-上锅筒7-铸铁省煤器8-灰渣斗9-燃尽室烟气出口10-后墙管排11-右侧水冷壁12-第一对流管束13-第二对流管束14-螺旋出渣机

（2）工作原理（参照前述）煤由煤斗落到链条炉排上，煤层随炉排向后移动，在移动过程中完成煤的燃烧过程，最后燃尽的灰渣移到炉排末端，经老鹰铁落入灰渣斗。32（3）特点水容量较大，可适应热负荷变化。对流管束布置较方便。炉膛采用一侧狭长布置，有利于采用机械化炉排，燃料在炉排上停留的时间长，可降低固体燃烧不完全损失。只能单面操作，单面进风，燃煤锅炉容量以不大于10t／h为宜。332.“O”型锅炉

图3所示为SZP型双锅筒纵置式抛煤机锅炉。

（1）结构形式锅炉炉膛在前，对流管束在后。正面看，居中纵置双锅筒间对流管束，构成"O"字形布置。炉膛两侧布置水冷壁，如上锅筒为长锅筒，水冷壁上端直接接入上锅筒，呈“人”字形联接；如上锅筒为短锅筒，则两侧水冷壁分别设置上集箱，再由汽水引出管将上集箱和锅筒相连。34图3SZP型双锅筒纵置式抛煤机锅炉1-上锅筒2-水冷壁3-锅炉管束4-机械风力抛煤机5-手摇翻转炉排6-燃尽室7-飞灰回收装置8-吹灰器9-省煤器10-空气预热器11-旁通烟道（2）特点金属耗量低；结构紧凑，整体总装出厂，可单层布置，节省基建投资；水容积大，水循环可靠；高温烟气横向冲刷对流管束，传热效果好；热效率高。36三、双锅筒横置式水管锅炉（图4为SHL10-1.27/350-WⅢ型双锅筒横置式水管锅炉）。1.锅炉结构上、下锅筒、对流管束安装在炉膛之后，炉膛四周及炉顶全部布满水冷壁（蒸发受热面），烟窗在炉膛后墙上部，后墙水冷壁在此处被拉稀，形成凝渣管。2.工作原理燃料燃烧生成的烟气经烟窗凝渣管，经蒸汽过热器、锅炉管束，进入尾部烟道，经省煤器、空气预热器、除尘器、引风机、烟囱排入大气。37图4SHL型锅炉1-上锅筒2-省煤器3-锅炉管束4-下锅筒5-空气预热器6-下降管7-后墙水冷壁下集箱8-侧墙水冷壁下集箱9-后墙水冷壁10-风仓11-链条炉排12-前墙水冷壁下集箱13-炉前煤斗14-炉膛15-前墙水冷壁16-二次风管道17-侧墙水冷壁18-蒸汽过热器19-凝渣管20-侧墙水冷壁上集箱学习单元1锅炉的炉型知识点1锅炉发展简史知识点2烟管锅炉系列知识点3水管锅炉系列知识点4热水锅炉的类型及特点知识点2

烟管锅炉系列锅壳锅炉是在工业上应用最早的一种锅炉形式。分类：按受热面布置形式内燃式锅壳锅炉：受热面布置在锅壳内部外燃式锅壳锅炉：受热面布置在锅壳内部和外部按锅壳布置方式卧式、立式40按受热面形式火管（烟管）锅炉：烟气在管内流动放热，水在管外吸热的受热面；水管锅炉：水、汽或汽水混合物在管内流动吸热，烟气在管外冲刷放热的受热面。水火管锅炉：既有火管受热面又有水管受热面。41特点：水的加热、汽化、汽水分离等过程均在锅壳内完成，水循环安全可靠；锅壳体积大，水容积大，适应负荷变化的能力强；对水质要求不高。炉膛小，四周水冷程度大，燃烧条件差，炉内温度低，需要优质煤；烟气纵向冲刷，传热效果差；锅壳直径大，耗材多，而且蒸汽参数受到限制。42一、卧式锅壳锅炉目前国产锅炉多为内燃式，配置的有链条炉排、油燃烧器或燃气燃烧器。1．卧式内燃锅壳锅炉(单火筒锅炉和双火筒锅炉)。⑴燃煤卧式单火筒锅壳锅炉图1为WNL4-1.3-AⅡ型卧式烟管锅炉。431）锅炉构造：在卧置的锅筒内，有一个具有弹性的波形火筒，火筒内设置炉排；在锅筒左、右侧及火筒上部布置有烟管；火筒和烟管都沉浸在锅壳的水容积里。44图1燃煤卧式单火筒锅壳锅炉1-链条炉排2-送风机3-前烟箱4-安全阀5-主汽阀6-烟管7-锅壳8-引风机9-火筒10-后烟箱

2）工作原理：烟气在锅炉内呈三个回程流动，称三回程锅炉。第一回程：燃烧后的烟气在火筒内向后流动。第二回程：烟气经后烟箱导入左、右侧烟管，向前流动。第三回程：烟气经前烟箱汇集后，进入火筒上部的烟管向后流动。最后，烟气经引风机、烟囱排入大气。453）特点：优点：结构紧凑，体积小；水容量较大，能适应负荷变化，对水质要求低。缺点：烟管采用胀接，易渗漏，烟管之间距离小，清除水垢困难；烟管水平布置易积灰；燃烧条件差，不宜燃用低质煤；炉排安装、拆卸、维修不大方便。462.卧式燃油、燃气内燃锅壳锅炉（图2为WNS4-0.8-Q、Y型锅炉）。（1）锅炉结构：火筒：后部采用波形结构，以减少刚性；烟管：采用双面螺纹管，以强化传热；

炉膛前部：采用耐火材料砌筑拱碹，以达到蓄热，稳燃和增强辐射的目的；配置燃油或燃气设备，微正压燃烧（2000Pa），可不用引风机。4748图2WNS4-0.8-Q、Y型锅炉1-火筒2-前烟箱3-蒸汽出口4-烟囱5-后烟箱6-防爆门7-排污管8-热风道9-烟管3．卧式外燃锅壳锅炉

卧式外燃锅壳锅炉，又称烟水管锅炉（图3所示为DZL2-1.3-AⅡ型锅炉）。（1）结构形式锅筒偏置，受热面主要有对