典型锅炉结构详解

锅炉的分类

技供热工费分类

锅炉

锅炉结构是如何进化的？

锅炉结构型式的进化是沿着两个方向进行的发展简况如下图所示:

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双火柳炉丽国炉

解火普据炉

火西保炉

立式弯水管供炉

立式制火

管供炉

留筒型强:

水管制炉.

分林茹辎梭保炉

水的斜炉水管斜炉

'、®XW；V

直水管俣炉三辆筒老w双弧筒变单满筒名

水管我炉水管副炉水管网炉

一个方向是在圆筒形锅炉基础上，在圆筒内部增加受热面，先后出现

了单火筒锅炉（柯尼希锅炉）、双火筒锅炉（兰开夏锅炉）及各种烟

火管锅炉。根据圆筒体放置位置的不同，这类锅炉有立式和卧式之分。

火管锅炉，也称为锅壳式锅炉。其基本特点是在大圆筒（锅壳）之内

装设小圆筒、管子或其他形状的壳体，并把大圆筒与小圆筒、管子等

之间完全隔绝，形成夹套，夹套之中容水，而小圆筒、管子等充作燃

烧室和烟道容纳火陷或烟气。

由于燃烧系统和汽水系统被限制在一个锅壳内，因而这种锅炉的蒸发

量、蒸汽参数都受限制，燃烧效果和传热效果差，锅炉效率很低。从

安全角度看，燃烧系统布置在锅壳内，使锅壳及内部构件直接受热，

工作条件变差；锅壳的承载能力被各种开孔严重减弱，形状和结构趋

于复杂。加上这类锅炉水容量较大，储热较多，一旦破坏释放能量大，

因而，这类锅炉安全性能较差，事故的破坏性较大。

但锅壳式锅炉对负荷变动的适应能力较好，对水质的要求较低，维护

检修较方便，烟风阻力较小，一船采用自然通风。因而在一些小型工

业部门、交通运输及生活采暖部门中，目前还广泛使用这种锅炉。

另一个方向是在圆筒外部增加受热面积。即突破锅壳筒体的限制，在

锅筒之外设置燃烧室和受热面，形成并发展〃水管锅炉〃。沿着这个

方向，人们先后造出了水筒锅炉、直水管锅炉、弯水管锅炉。目前常

见的是双锅筒弯水管锅炉及单锅筒弯水管锅炉。

水管锅炉，特别是弯水管锅炉的出现，是锅炉发展史上的一次飞跃。

它在结构上为增大锅炉蒸发量，提高蒸汽参数提供了可能，因为在锅

筒外边可以设置足够大的炉膛，布置足够多的受热面。而管式受热成

直径较小，可以承受更高的压力，弯水管弹性较好，可以承受热胀冷

缩。

水管锅炉的汽水系统由管子、集箱和锅筒组成，其系统远比锅壳式锅

炉复杂，但其元件结构却很筒单。其锅筒不直接受热，工作条件较锅

壳锅炉的筒体优越。直接受热的管子即使爆炸，其危害性也远较筒体

小。

现代的高参数大容量锅炉全部是水管锅炉。

在60年代中期，我国出现了同时具备水管锅炉及壳式锅炉结构特点

的水火管锅炉——卧式快装锅炉。多年来这种锅炉在我国发展很快,

目前成为国内数量最大的一种锅炉，但其结构性能有待进一步完善。

1.〃锅"和〃炉〃都被包在一个壳体——锅壳中。

2.炉膛矮小，水冷程度大（整个金属炉膛浸泡于水中），燃烧条件差，

必须烧优质燃料。

3.受热面少，蒸发量低，常装水管或烟火管以增加受热面。

立式横水管锅炉

1■安全阀座

2■总汽阀座

3•封头

4-冲天管（含铸铁夹套）

5•人孔

6-锅壳

7-炉胆顶

8・横水管

9■炉胆

1。•炉门

11•下脚圈

12•手孔

立式横水管锅炉由锅壳、炉胆、横水管和冲天管等主要部件组成。

锅壳是一个带有凸形封头或平封头的圆筒体。锅壳上开有人孔、手孔、

进水孔、出汽孔及附件仪表连接孔等必要的门孔，封头中央的开孔连

接冲天管，锅壳下部则开孔连接炉门圈，是一个被开孔减弱的容纳汽

水承受内压壳体。

炉胆是一个锥形壳体，顶部为凸形或平形炉胆顶，炉胆顶中央连接冲

天管，炉胆下部也开孔与炉门圈相连，炉门圈是燃料的进口，是一段

承受外压的圆筒壳，炉胆则是承受外压的燃烧室，炉排即布置在炉胆

下部。

横水管系无绛钢管，交叉横置在炉胆上部，其作用是增加受热面，促

进水循环流动和增加炉胆承载能力。横水管有1〜4根，因容量而异。

直径不越过250毫米。锅壳对应横水管的部位，开有手孔供清理泥渣

之用。冲天管自炉胆顶穿过锅壳顶，上伸与烟囱连接，是烟气的流出

通道，其在锅壳内部分也是承外压圆筒。冲天管下部周围受水冷却，

上部在锅壳内部分则周围接触蒸汽，冷却情况不佳，为了避免烟气加

热变形和腐蚀，冲天管内部衬有铸铁套管,下伸至水面之内。

下脚圈的结构主要有U形和S形两种，本炉采用U形下脚圈，分别与

炉胆及锅壳焊接在一起。在锅壳下部靠近下脚圈处，开有手孔，一般

为三个至四个，沿圆周均布，供清除下脚泥渣之用。

不难看出，这种锅炉烟气流程很短，燃烧产物在炉内停留时间很短，

来不及充分燃烧和传热，排烟温度高，热效率低。

立式多横火

1-封头

2-锅壳

3-拉撑

4-后管板

5-火管

6-后烟箱

7-喉管

8-手孔

9-下脚

10-炉门

11-炉胆

12-前烟箱

13-前管板

14■烟囱

15-人孔

立式多横火管锅炉即所谓考克兰锅炉，主要由锅壳、管板、火管、炉

胆等部件组成。

锅壳是一个不规则的圆筒体，中段两侧沿轴向各被平截去一部分筒壳，

连接以平板形成所谓管板，锅壳上部连接有半球形封头。锅壳上开设

有各种必要的门孔。

炉胆是半球形壳体，炉胆上连接有炉门圈和喉管，是两段承受外压的

圆筒，分别为燃料进口和烟气流出通道。炉胆下部布置有炉排。整个

炉胆也是一个承受外压的燃烧室。

管板上布满开孔，火管胀接也或焊接在两块管板之间。火管是承受外

压的无缝钢管，烟气由其内部流通。下脚圈为U形。

值得注意的是，管板上部与锅壳相连处，有两块月形平板，为了增强

该平板对内压的承载能力，在平板与圆筒体之间焊以三角的拉撑板。

这种锅炉的烟气流程较长：烟气由炉胆经喉管进入后烟箱，通过火管

到前烟箱，再由烟囱排出。传热效果较好，在立式锅炉中热效率较高。

同时它的水容量较大，易于操作。但这种锅炉结构形状复杂，加工困

难，比较笨重，管间水垢不易清除，胀管容易泄漏,因而也是淘汰产品。

下面介绍目前常见的立式锅壳式锅炉：

立式弯水

1■锅壳；2-；

3-炉排；4-弯

5-外部弯水管

它由锅壳、炉胆、弯水管等主要部件组成。

锅壳为圆筒壳，顶部焊接有凸形封头。下部通过u形下脚圈与炉胆相

连。

炉胆是一个小的圆筒壳，顶部焊接有凸形炉胆顶。

弯水管分两组，分别沿周向布置在炉胆内部及锅壳外部。炉胆内部的

弯水管，上部连接在炉胆顶上，下部连接在炉胆上；锅壳外部的弯水

管，上下两端都连接在锅壳上，周围被环形烟道所包围。

炉排在炉胆下部，高温烟气传热给炉胆壁及内部弯水管后，经喉管进

入锅壳之外的环形烟道，分两路各经半圆路径横向冲刷外部弯水管，

然后合流入烟囱。

这种锅炉结构简单紧凑，易于制造；受热面多，传热情况较好；水循

环可靠。整个锅炉的弹性较好，热应力较小。

但炉胆内弯水管的布置缩小了燃烧室容积。增加了水冷程度，使燃烧

条件恶化，所以这种锅炉只能烧优质燃料。炉胆内弯水管的水平段易

于沉渣结垢、在水质差时，可能造成弯水管堵堵塞损坏事故。

立式直水管炉由锅壳、炉胆、上下管板，直水管等主要部件组成。

锅壳分上下两部分，中间以直水管相连通。上锅壳顶上有凸形封头，

下锅壳下部以U形下脚圈和炉胆连在一起C

炉胆是一个短圆筒壳，顶部为凸形炉胆顶。

上下锅壳相对的端部是两块平管板，直水管连接于平管板上。直水管

中心部位是一根直径粗大的下降管，下降管与周围的直水管构成循环

回路。

烟气由炉胆经喉管进入直水管区。直水管设有折烟墙，烟气只能绕中

部下降管沿圆周方向横向冲刷直水管，最后经烟囱排出。这种锅炉水

循环安全可靠，热效率较高，清垢方便，但在直水管区容易积灰。

下面介绍常见的小型水管锅炉：

这种锅炉主要由上下锅筒、水冷壁、集箱、下降管、对流管束等部件

组成（图3-12）其蒸发量分2吨/时、4吨/时两种，是结构最简单、

容量最小的水管锅炉。

上下锅筒横置于炉膛后部，两锅筒中心不在一条竖直线上，上锅筒略

向前倾，两锅筒之间胀接有对流管束。

对流管束由外径51毫米的无缝钢管弯制而成，顺排布置，管间设置

折烟墙，使烟气通过管束时呈形流动。水冷壁沿炉膛前墙和顶

棚布置。水冷壁下部集箱布置于前墙外侧下部。两根下降管自上锅筒

两端部引出，经侧墙外侧连接到水冷壁下集箱上。水冷壁管上端直接

引入上锅筒。

采用固定炉排或手摇活动炉排的层燃燃烧方式。

这种锅炉采用弯水管作水冷壁及对流管束，便于胀缩，整体结构弹性

较好；有足够的炉膛容积，适于燃用多种燃料。但采用工人加煤，劳

动强度大；炉膛中布置受热面少，尾部烟道没有省煤器，排烟温度高，

效率低；对流管束下部易积灰等。近年来，针对这些问题，不少单位

对这种锅炉进行了技术改造。

1•上锅筒

2•下锅简

3■弯水管