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            江西宇潤自控工程有限公司

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            動畫展示鍋爐結構,從鍋爐本體到輔助設備,一目了然

            2017/5/27 11:42:11點擊次數:
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               工業鍋爐是重要的熱能動力設備,我國是當今世界鍋爐生產和使用最多的國家??梢哉f鍋爐是我國工業經濟發展不可缺少的“功臣”。今天我們就來全面了解它的結構。

            鍋爐是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。 

            鍋是容納水和蒸汽的受壓部件,包括鍋筒、受熱面、集箱 (也叫聯箱)和管道等。其中進行著水的加熱,汽化及汽水分離等過程。 

              概括地說,鍋爐是主要工作過程就燃料的燃燒、熱量的傳遞、水的加熱與汽化和蒸汽的過熱等。整個鍋爐由鍋爐本體和輔助設備兩部分組成。鍋爐本體:鍋爐本體是鍋爐設備的主要部分,是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。 

             “鍋”是汽水系統,它主要任務是吸引收燃料放出的熱量,使水加熱、蒸發并最后變成具有一定參數的過熱蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、聯箱、水冷壁、過熱器和再熱器等設備及其連接管道和閥門組成。 

            (1) 省煤器。位于鍋爐尾部垂直煙道,利用煙氣余熱加熱鍋爐給水,降低排煙溫度,提高鍋爐效率,節約燃料。  

            (2) 汽包。位于鍋爐頂部,是一個圓筒形的承壓容器,其下是水,上部是汽,它接受省煤器的來水,同時又與下降管、聯箱、水冷壁共同組成水循環回路。水在水冷壁中吸熱而生成的汽水混合物匯集于汽包,經汽水分離后向過熱器輸送飽和蒸汽。 

            (3) 下降管。是水冷壁的供水管道,其作用是把汽包中的水引入下聯箱再分配到各個水冷壁管中。分小直徑分散下降管和大直徑集中下降管兩種。小直徑下降管管徑小,對水循環不利。 

            (4) 水冷壁下聯箱。聯箱主要作用是將質匯集起來,或將工質通過聯箱通過聯箱重新分配到其它管道中。水冷壁下聯箱是一根較粗兩端封閉的管子,其作用是把下降管與水冷壁連接在一起,以便起到匯集、混合、再分配工質的作用。 

            (5) 水冷壁。位于爐膛四周,其主要任務是吸收爐內的輻射熱,使水蒸發,它是現代鍋爐的主要受熱面,同時還可以保護爐墻。 

            (6) 過熱器。其作用是將汽包來的飽和蒸汽加熱上成具有一定溫度的過熱蒸汽。 

            (7) 再熱器。其作用是將汽輪機中做過部分功的蒸汽再次進行加熱升溫,然后再送到汽輪機中繼續做功。 



            “爐”是燃燒系統,它的任務是使燃料在爐內良好的燃燒,放出熱量。它由爐膛、燃燒器、點火裝置、空氣預熱器、煙風道及爐墻、構架等組成。 

            1) 爐膛。是由爐墻和水冷壁轉成的供燃料燃燒的,燃料在該空間內呈懸浮狀燃燒,釋放出大量的熱量。 

            2)燃燒器。位于爐膛四角或墻壁上,其作用是把燃料和空氣以一定速度噴入爐內,使其在爐內能進行良好的混合以保證燃料及時著火和迅速完全地燃燒。分直流燃燒器和旋流燃燒器兩種基本類型。 

            3)空氣預熱器。位于鍋爐尾部煙道,其作用是利用煙氣余熱加熱燃料燃燒所需要的空氣,不僅可以進一步降低排煙溫度,而且對于強化爐內燃燒、提高燃燒的經濟性、干燥和輸送煤粉都是有利的。鍋爐效率可提高2%左右。分管式和回轉式兩種。 

            4)煙風道。是由爐墻、部分受熱面管道及包墻管等組成的管道,用以引導煙氣的流動,并經各個受熱面進行熱量交換,分為水平煙道和尾部煙道。輔助設備輔助設備包括通風設備(送、引風機)、燃料運輸設備、制粉系統、除灰渣及除塵設備、脫硫設備等。 


            其他構件: 

              

            1、鍋筒 


             它的作用是匯集,貯存、凈化蒸汽和補充給水。在水管鍋爐中,通常有1~2個鍋筒,上鍋筒稱為汽鼓(汽包),下面的稱為水鼓或泥鼓。上鍋筒內部有均勻給水的配水槽,汽水分離裝置和連續排污裝置。熱水鍋爐鍋筒內部裝配管及隔板等。上鍋筒外部裝有主汽閥,副汽閥,安全閥,空氣閥,水位計,排污管以及壓力表等連接管。上鍋筒的一端封頭或頂部有人孔門。 

             下鍋筒的一端封頭上開有人孔,底部裝有定期排污裝置。上下鍋筒之間用許多上升管和下降管 (管束)連接,整個部件呈彈性結構。 

             鍋殼式鍋爐的鍋筒,除起水管鍋爐上下鍋筒的作用外,還要在其中布置煙管,有的還設有燃燒室的爐膛等受熱面,同時鍋筒又是受熱面的一部分。 

             裝有煙管的鍋筒平封頭,稱為管板。管板為平板形狀,外周扳邊與筒體焊接。管板上開有許多管孔,通過脹接或焊接方式連接煙管。管板上沒有安裝煙管的部分,是承壓薄弱環節,通常用角板斜拉撐或圓斜拉撐來加強。拉撐焊在筒節與管板之間。 

             當前新發展一種凸形封頭管板和管群連接,進一步減少管板厚度和水流狀況,改善了受力情況。 


            2、水冷壁受熱面 


             水冷壁是布置在爐膛四周的輻射受熱面。在工業鍋爐中一般用朽φ51×3~φ63.5×3.5mm的鍋爐鋼管制成,是水管鍋爐的主要受熱面。輻射受熱面吸收火焰輻射熱并遮擋爐墻,因而對爐墻起到了保護作用;同時,由于吸熱較多,能降低爐膛溫度,還有防止燃燒煤層結焦的作用。 

             水冷壁的上部與上鍋簡直接連接或先經過上集箱再與上鍋筒連接。上鍋筒的爐水經下降管迸人下鍋筒和下集箱,經過水冷壁吸熱,形成汽水混合物,并上升到上鍋筒,組成一個閉合的自然循環。 

             過去有些快裝鍋爐的水冷壁管的兩側焊有翼片(又稱鰭片)。其目的是更多的接受爐膛輻射熱量,同時也增大了對爐墻的遮擋面積。因其加工較難和導熱不良,容易產生裂紋,嚴重時會撕裂水冷壁管,故已較少采用,而逐漸被異形鋼管取代。 


            3、集箱 


             它是匯集爐管排列聯接的主要元件,有分配供水和引出的作用,按其所在位置有上集箱和下集箱或進口集箱和出口集箱之分。 

            上集箱位于爐管上部,匯集上升管束的水汽混合物,通過導管引人上鍋筒。有些上集箱安裝在爐墻外部,在與爐管相對的位置開有成排手孔,以便清掃爐管內部。 

            下集箱位于爐管的下部,與下鍋筒連接供水、分配給上升爐管。位于爐排兩側的下集箱,具有防止爐排兩側爐墻燒壞或掛焦的作用,稱為防焦箱。下集箱有排污管,端部還開有手孔,以便檢查清掃集箱內部。 

            除鍋爐本體集箱外,在省煤器,過熱器等部件上也有各自相應的集箱。 

            集箱一般由較大直徑的無縫鋼管和兩個端蓋焊接而成。近年來有些制造廠將管端旋壓收口,取代焊接端蓋,結構更加合理。 


            4、對流管束受熱面 


             對流管束又稱對流排管,位于上下鍋筒之間,一般由φ51×3mm的鍋爐鋼管組成,是水管鍋爐的主要受熱面。為了充分吸收熱量,通常將對流管束中間,用隔陷墻組成來回或轉彎的煙道,增加煙氣流程,并以較高的煙速橫向沖刷管束。通常被煙氣先沖刷的管束,由于煙氣溫度高傳熱較多,管內汽水混合物的密度小,成為上升管,反之煙氣溫度低傳熱較少,成為下降管。 

             煙氣沖刷管束,一般采用橫向沖刷。因為橫向沖刷,其使熱效果優于縱向沖刷。同屬橫向沖刷時,管子錯排 (或叫叉排)的傳熱效果又優于順排形式,但伴隨傳熱效果的提高,煙氣流動阻力也相應加大。 


            5、煙火管受熱面 


             煙管是煙管鍋爐和水火管組合式鍋爐的主要受熱面,它的作用是當爐膛燃燒產生的高溫煙氣從管內流過時,不斷對管外的鍋水加熱,使其逐漸成為蒸汽(或熱水)。煙管一般裝在鍋殼內,用焊接或脹接固定在兩端管板上。因其安裝數量受到鍋殼的限制,加上管內容易積灰堵塞,管外容易積垢,故不適用于較大型鍋爐。但近年來,亦在研究大型水火管鍋爐,并取得了一些進展。 

             近幾年來推廣應用一種新型煙管:即螺紋煙管,它是在煙管上壓出深2mm左右的螺紋狀凹槽,改善煙氣對管壁的放熱,效果顯著。這種螺紋煙管與普通煙管相比,傳熱效果可提高近2倍。 


            6、過熱器 


             省煤器和空氣預熱器。它們均屬對流受熱面。過熱器除有對流過熱器外,還有輻射過熱器,其余的省煤器和預熱器均安裝鍋爐尾部煙道。它們的作用,主要是進一步降低排煙溫度,提高鍋爐熱效率。 

             爐位于鍋爐本體前方,是燃料燃燒的場所,它包括燃燒設備和爐膛。由于燃料不同和燃燒方式不同,主要有層燃爐,室燃爐,旋風爐、沸騰爐等。他們爐膛四周,都安裝了水冷壁管。層燃爐為了加強燃料燃燒還有前、后拱。不同的爐型,其結構雖然不一樣,但它們都有組織燃料燃燒的空間和相應的燃燒設備。 

             鍋和爐是由傳熱過程聯系起來的,受熱面即是鍋和爐的分界面。凡是一側有放熱介質 (火焰、煙氣),另一側就有受熱介質 (水,蒸汽、空氣),進行著熱量傳遞,它們之間的熱交換是依靠受熱面。 

             由鍋筒、受熱面及其連接管道和煙風道、燃燒設備和出渣設備、爐墻和構架 (包括平臺、扶梯)等所組成的整體稱為鍋爐本體。 


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