1、第五章供热锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉目录目录锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变1供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型2辅助受热面辅助受热面3锅炉安全附件锅炉安全附件4第五章供热锅炉第五章供热锅炉随着蒸汽机的发明，随着蒸汽机的发明，18世纪末出现了工业用的圆筒型世纪末出现了工业用的圆筒型蒸汽锅炉。由于当时社会生产力的迅猛发展，蒸汽在工业蒸汽锅炉。由于当时社会生产力的迅猛发展，蒸汽在工业上的用途日益广泛，不久就对锅炉提出了扩大容量和提高上的用途日益广泛，不久就对锅炉提出了扩大容量和提高参数的要求。于是，在圆筒形蒸汽锅炉的基础上，从增加参数的要求。于是，在圆筒形蒸汽锅炉的基础上，从增加
2、受热面入手，对锅炉进行了一系列的研究和技术变革，从受热面入手，对锅炉进行了一系列的研究和技术变革，从而推动了锅炉的发展。而推动了锅炉的发展。图图5.1形象地展示了锅炉循着两个方形象地展示了锅炉循着两个方向发展的过程和结构形式的演变。向发展的过程和结构形式的演变。5.1 锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变第五章供热锅炉第五章供热锅炉第一个方向，第一个方向，是在锅筒内部增加受热面，形成了烟管是在锅筒内部增加受热面，形成了烟管锅炉系列。起初，先在锅筒内增加一个火筒（也称炉胆），锅炉系列。起初，先在锅筒内增加一个火筒（也称炉胆），即单火筒锅炉，煤在火筒内燃烧放热；后增加为两个火即单火筒锅炉，煤在火筒
3、内燃烧放热；后增加为两个火筒筒双火筒锅炉。为了进一步增大锅炉容量，后来又发双火筒锅炉。为了进一步增大锅炉容量，后来又发展到用小直径的烟管取代火筒以增加受热面，形成了烟管展到用小直径的烟管取代火筒以增加受热面，形成了烟管锅炉和火筒烟管组合锅炉，烟管锅炉的燃烧室也由锅筒内锅炉和火筒烟管组合锅炉，烟管锅炉的燃烧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，低温工质特点是高温烟气在火筒或烟管内流动放热，低温工质水则在火筒或烟管外侧吸热、升温和汽化。水则在火筒或烟管外侧吸热、升温和汽化。5.1 锅炉结
4、构形式的演变锅炉结构形式的演变第五章供热锅炉第五章供热锅炉显而易见，这类锅炉的炉膛一般都较矮小，炉膛四周显而易见，这类锅炉的炉膛一般都较矮小，炉膛四周又被作为辐射受热面的筒壁所围住，炉内温度低，燃烧条又被作为辐射受热面的筒壁所围住，炉内温度低，燃烧条件较差，而且烟气纵向冲刷壁面，传热效果也差，排烟温件较差，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，既不宜提高蒸汽度很高，热效率低。此外，锅筒直径大，既不宜提高蒸汽压力，又增加钢耗量，蒸发量也受到限制。当然，这类锅压力，又增加钢耗量，蒸发量也受到限制。当然，这类锅炉也有优点，如结构简单，维修方便；水容积大，能较好
5、炉也有优点，如结构简单，维修方便；水容积大，能较好适应负荷变化；水质要求低等。因此有的结构形式至今仍适应负荷变化；水质要求低等。因此有的结构形式至今仍被广泛采用。被广泛采用。5.1 锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变第五章供热锅炉第五章供热锅炉第二个方向，第二个方向，是在锅筒外部发展受热面，形成水管锅是在锅筒外部发展受热面，形成水管锅炉系列。大约到了炉系列。大约到了19世纪中叶，锅炉开始在锅筒外面增设世纪中叶，锅炉开始在锅筒外面增设几个直径较小的圆筒受热面。后来发现增加圆筒数目、减几个直径较小的圆筒受热面。后来发现增加圆筒数目、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小圆筒直径，
6、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。流动而吸热和蒸发。水管锅炉的出现，是锅炉发展的一大飞跃。它摆脱了水管锅炉的出现，是锅炉发展的一大飞跃。它摆脱了火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸的制约，无论在燃烧条件、传火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸的制约，无论在燃烧条件、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、参数和热效率创造了
7、良好的条件，金属提高锅炉的容量、参数和热效率创造了良好的条件，金属耗量也大为下降。耗量也大为下降。5.1 锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变第五章供热锅炉第五章供热锅炉早期出现的水管锅炉是整联箱横水管锅炉，后来改为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结构，制造工艺复杂，金属耗量较大，已不再波形分联箱结构，制造工艺复杂，金属耗量较大，已不再生产。生产。竖水管锅炉出现于竖水管锅炉出现于20世纪初，最早采用的也是直水管世纪初，最早采用的也是直水管结构。后来，发现弯水管比直水管结构富有弹性，于是采结构。后来，发现弯水管比直水管结构富有弹性，于是采用许多只锅炉做成多锅筒弯水管锅炉。
8、此后，由于传热学用许多只锅炉做成多锅筒弯水管锅炉。此后，由于传热学的发展，对锅炉辐射换热规律有了进一步的认识，锅炉向的发展，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发展。于是，着减少对流受热面，增大辐射受热面的方向发展。于是，演变成双锅筒、单锅筒锅炉，以至发展到现代的无锅筒锅演变成双锅筒、单锅筒锅炉，以至发展到现代的无锅筒锅炉炉直流锅炉。与此同时，蒸汽过热器、省煤器及空气直流锅炉。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。预热器受热面也相继被采用，使锅炉设备更趋完善。5.1 锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变第五章
9、供热锅炉第五章供热锅炉在蒸汽锅炉发展的同时，由于城市建设的发展和节能的在蒸汽锅炉发展的同时，由于城市建设的发展和节能的需要，另一类用于直接生产热水的热水锅炉也得到较快的发需要，另一类用于直接生产热水的热水锅炉也得到较快的发展。此外，为利用生产过程中产生的数量相当可观的余热，展。此外，为利用生产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受到世界各国余热锅炉应运而生，它作为余热回收利用设备受到世界各国的普遍重视。的普遍重视。纵观锅炉发展历史，真正走上现代化道路才不过五六十纵观锅炉发展历史，真正走上现代化道路才不过五六十年的时间。随着现代工业的发展和科学技术的进步，现代
10、锅年的时间。随着现代工业的发展和科学技术的进步，现代锅炉正朝着大容量、高参数方向发展。对于供热锅炉，为了提炉正朝着大容量、高参数方向发展。对于供热锅炉，为了提高运行的经济性、保护环境和降低成本，锅炉正趋于简化结高运行的经济性、保护环境和降低成本，锅炉正趋于简化结构、改善燃烧技术、提高热效率、降低金属消耗和扩大燃料构、改善燃烧技术、提高热效率、降低金属消耗和扩大燃料适应范围。为确保锅炉运行的安全，又趋向于采用先进技术，适应范围。为确保锅炉运行的安全，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。进一步提高设备的机械化、自动化和智能化。5.1 锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变第
11、五章供热锅炉第五章供热锅炉5.1 锅炉结构形式的演变锅炉结构形式的演变图5.1蒸汽锅炉形式的发展和演变示意图第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型烟管锅炉，也称火管锅炉烟管锅炉，也称火管锅炉，它的特点是烟气在火筒和，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，分为烟管内流动换热。烟管锅炉按其锅筒放置方式，分为立式立式和卧式和卧式两类。它们在结构上的共同特点是都有一个大直径两类。它们在结构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。的锅筒，其内部有火筒和为数众多的烟管。5.2.1 烟管锅炉烟管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉立式
12、烟管锅炉有立式烟管锅炉有竖烟管和横烟管竖烟管和横烟管等多种形式。容量一等多种形式。容量一般较小，蒸发量大多在般较小，蒸发量大多在0.5t/h以下，可以配置燃煤、燃油和以下，可以配置燃煤、燃油和燃气各种燃烧设备。对于燃煤锅炉，通常配置手烧炉，大燃气各种燃烧设备。对于燃煤锅炉，通常配置手烧炉，大多采用双层炉排手烧炉。多采用双层炉排手烧炉。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型5.2.1.1 立式烟管锅炉立式烟管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉1.立式套筒锅炉立式套筒锅炉图图5.2所示为所示为一配置燃油炉的立式套筒锅炉。内筒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
13、的两炉膛为辐射受热面，外筒为对流受热面。内外筒之间的两端用环形平封头围封，构成此型锅炉的汽、水空间端用环形平封头围封，构成此型锅炉的汽、水空间汽汽锅。油燃烧器装置在顶部，燃烧所需的空气由炉顶的送风锅。油燃烧器装置在顶部，燃烧所需的空气由炉顶的送风机切向送入。油燃烧产生的高温烟气在炉内强烈旋转并自机切向送入。油燃烧产生的高温烟气在炉内强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，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，最后烟气通过上部出
14、上，纵向冲刷带肋片的外筒受热面，最后烟气通过上部出口排入烟囱。为了延长高温烟气在炉胆内的逗留时间和提口排入烟囱。为了延长高温烟气在炉胆内的逗留时间和提高火焰的充满度，此型锅炉的炉胆内还设置有环形火焰滞高火焰的充满度，此型锅炉的炉胆内还设置有环形火焰滞留器，使之燃烧充分和强化传热。留器，使之燃烧充分和强化传热。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉这种锅炉结构简单，制造方便，水容量相对其他立式这种锅炉结构简单，制造方便，水容量相对其他立式烟管锅炉大，能适应负荷变化，且对水质要求也不高，但烟管锅炉大，能适应负荷变化，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
15、锅炉热效率，这种烟气流程较短，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形肋片改为螺旋形的，增加烟气扰锅炉也有将外筒所带直形肋片改为螺旋形的，增加烟气扰动和延长烟气流程以改善传热。动和延长烟气流程以改善传热。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉2.立式烟管锅炉立式烟管锅炉图图5.3所示为所示为一配置双层炉排手烧炉的立式横烟管锅炉。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；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。横贯锅筒的众多烟管，为锅炉的主要对流受热
16、面。煤由人工通过上炉门加在水冷炉排上。在上、下炉排煤由人工通过上炉门加在水冷炉排上。在上、下炉排上燃烧后生成的烟气，经炉膛出口进入后下烟箱，而后纵上燃烧后生成的烟气，经炉膛出口进入后下烟箱，而后纵向冲刷流经第一、二水平烟管管束，最后汇集于后上烟箱，向冲刷流经第一、二水平烟管管束，最后汇集于后上烟箱，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。上烟箱上方增设余热水箱。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉此型锅炉除横烟管外，也有布置竖烟管和横水管的组此型锅炉除横烟管外，也有布置竖烟管和横水管
17、的组合方式。它们都有结构紧凑，占地少，不需要砖工，便于合方式。它们都有结构紧凑，占地少，不需要砖工，便于安装和搬运等优点。但因炉膛内置为内燃式炉子，在燃用安装和搬运等优点。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，难以燃烧和燃尽，热效率和出力低质煤时会因炉温较低，难以燃烧和燃尽，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。都将有所降低。所以，此型锅炉只适宜燃用较好的烟煤。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型图5.2立式套筒锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型图5.3立式
18、烟管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉这类锅炉根据炉子所在位置，分炉子置于锅筒内的内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燃烧设备。内燃式，配置有链条炉、燃油炉和燃气炉等多种燃烧设备。图图5.4所示为所示为一配置链条炉排的一配置链条炉排的WNL41.3A型卧式烟管型卧式烟管锅炉。锅炉。在卧置的锅筒内有一具有弹性的波形火筒，火筒内设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，置了链条炉排。锅筒左、右
19、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，锅炉的上部约火筒和烟管都沉浸在锅筒内的水容积里，锅炉的上部约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，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。而烟管为对流受热面。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型5.2.1.2 卧式烟管锅炉卧式烟管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉烟气在锅炉内呈三个回程流动，故也称三回程锅炉。烟气在锅炉内呈三个回程流动，故也称三回程锅炉。燃烧后的烟气在火筒内向后流动，为燃烧后的烟气在火筒内向后流动，为烟气第一回程烟气第一回程。烟气。烟气经后烟箱导入左、右侧烟管，向炉前流动
20、，是经后烟箱导入左、右侧烟管，向炉前流动，是第二回程第二回程。烟气至前烟箱汇集后进入火筒上部的烟管向后流动，即为烟气至前烟箱汇集后进入火筒上部的烟管向后流动，即为第三回程第三回程，最后经省煤器由引风机排入烟囱。，最后经省煤器由引风机排入烟囱。这种锅炉的容量有这种锅炉的容量有2t/h和和4t/h两种，水容量较大，能适两种，水容量较大，能适应负荷变化，对水质要求也低。由于采用机械通风，流经应负荷变化，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，锅炉热效率可达烟管的烟速较高，强化了传热，锅炉热效率可达70%以上。以上。此外，这种锅炉的本体、送风机、链条炉排以及变速装置此外，这种
21、锅炉的本体、送风机、链条炉排以及变速装置等组装在底盘上整体出厂，结构紧凑，运输和安装较为方等组装在底盘上整体出厂，结构紧凑，运输和安装较为方便。便。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉但是，卧式烟管锅炉因烟管多而长，刚性大，烟管与但是，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；烟管之间距离小，清除水垢困难。管板的接口容易渗漏；烟管之间距离小，清除水垢困难。又由于烟管水平设置，易积烟灰，妨碍传热，通风阻力大。又由于烟管水平设置，易积烟灰，妨碍传热，通风阻力大。再则，因为是内燃式炉子，燃烧条件较差，不宜燃用低质再则，因为是内燃式炉子，燃烧条件较差，不宜
22、燃用低质煤，炉排的装拆、维修也不甚方便。煤，炉排的装拆、维修也不甚方便。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉图图5.5所示是所示是配置燃油或燃气炉的此型锅炉，燃烧和运配置燃油或燃气炉的此型锅炉，燃烧和运行工况较为良好。火筒后部采用波形结构以减少刚性。为行工况较为良好。火筒后部采用波形结构以减少刚性。为强化传热，烟管采用强化传热，烟管采用513无缝钢管碾压而成的双面螺纹管。无缝钢管碾压而成的双面螺纹管。据试验资料，当烟速为据试验资料，当烟速为35m/s时，双面螺纹的传热系数为光时，双面螺纹的传热系数为光管的管的1.42倍，阻力为光管的倍，阻力为光管的1.9倍。倍。炉膛
23、内为微正压燃烧（约炉膛内为微正压燃烧（约2000Pa），锅炉可以不用引），锅炉可以不用引风机。在炉膛前部，通常用耐火材料砌筑拱碹，以达到蓄风机。在炉膛前部，通常用耐火材料砌筑拱碹，以达到蓄热，起稳定燃烧和增强辐射的目的。热，起稳定燃烧和增强辐射的目的。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型图5.4WNL4-1.3-A型卧式烟管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型图5.5WNS10-1.25-Y(Q)型锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉烟、水管组合锅炉是介于烟管锅炉和水管锅炉之间的烟、水管组合锅炉是介于烟
24、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基础上发展起来的一一种炉型，是在卧式外燃烟管锅炉的基础上发展起来的一种锅炉。种锅炉。如图如图5.7所示为所示为KZL4-1.3-A型此类锅炉。型此类锅炉。此型锅炉在锅筒外部增设左右两排此型锅炉在锅筒外部增设左右两排63.54水冷壁管，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（端，分别装接一根大口径（1336）的下降管，与水冷壁）的下降管，与水冷壁管一起组成了一个较好的水循环系统。此外，在锅炉后部管一起组成了一个较好的水循环系统。此外，在锅炉后部的转向
25、烟道内还布置了靠墙受热面的转向烟道内还布置了靠墙受热面一排后棚管，其上一排后棚管，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 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型5.2.2 烟、水管组合锅炉烟、水管组合锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉的集箱则又通过粗大的短管与两侧水冷壁集箱接通，构成后的集箱则又通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，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则为锅炉的辐射受热面。水冷壁管和大锅筒下腹壁面则为锅炉的辐射受热面。由于炉膛放置在锅筒外面
26、，构成外燃炉膛，燃烧条件有由于炉膛放置在锅筒外面，构成外燃炉膛，燃烧条件有所改善。它采用轻型链带式炉排，由液压传动机构驱动和调所改善。它采用轻型链带式炉排，由液压传动机构驱动和调节。炉膛内设前、后拱，前拱为弧形吊拱，后拱为平拱，前、节。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后拱对炉排的覆盖率分别为25%和和15%。炉排下设分区送风。炉排下设分区送风风室，风室间用带有弹簧的钢板分隔。燃烧产生的高温烟气，风室，风室间用带有弹簧的钢板分隔。燃烧产生的高温烟气，从后拱上方左侧出口进入锅筒中的下半部烟管，流动至炉前，从后拱上方左侧出口进入锅筒中的下半部烟管，流动至炉前
27、，再经前烟箱导入上半部烟管，最终在炉后汇集经省煤器和除再经前烟箱导入上半部烟管，最终在炉后汇集经省煤器和除尘装置，由引风机排入烟囱。烟气流动，经三个回程，燃尽尘装置，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。后的灰渣落入灰槽，由螺旋出渣机排出。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉这种锅炉结构更加紧凑，可组装出厂，因此，这种锅这种锅炉结构更加紧凑，可组装出厂，因此，这种锅炉俗称快装锅炉，容量有炉俗称快装锅炉，容量有0.5t/h、1t/h、2t/h、4t/h等多种规等多种规格，占我国供热锅炉相当大的比例。但此型锅炉毕竟是以格，占我国
28、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，限于结构等多方面的原因，运行烟管为主体的一种锅炉，限于结构等多方面的原因，运行中对煤种适应性差，出力不足，运行热效率偏低。炉拱形中对煤种适应性差，出力不足，运行热效率偏低。炉拱形式、分段配风、侧密封以及炉墙保温结构等还存在一定的式、分段配风、侧密封以及炉墙保温结构等还存在一定的缺陷。缺陷。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉为了克服上述缺陷，一种新型烟、水管卧式快装链条为了克服上述缺陷，一种新型烟、水管卧式快装链条炉排锅炉应运而生，炉排锅炉应运而生，如图如图5.8所示所示。它的锅筒偏置，烟气的。它的锅筒偏
29、置，烟气的第二回程为水管对流管束，第三回程则由烟管束组成，尾第二回程为水管对流管束，第三回程则由烟管束组成，尾部布置有铸铁省煤器。燃烧设备采用大块炉排片链条炉排，部布置有铸铁省煤器。燃烧设备采用大块炉排片链条炉排，分仓送风，炉排传动则采用双速四档调速装置。同时，该分仓送风，炉排传动则采用双速四档调速装置。同时，该锅炉还配备有高、低水位警报和超压保护等安全保护装置。锅炉还配备有高、低水位警报和超压保护等安全保护装置。经多年运行实践和热工复测结果表明：它结构较为合经多年运行实践和热工复测结果表明：它结构较为合理，安全可靠性好；燃烧稳定，能保证出力，运行热效率理，安全可靠性好；燃烧稳定，能保证出力，
30、运行热效率可达可达77%81%；排烟黑度和含尘浓度都符合国家有关规；排烟黑度和含尘浓度都符合国家有关规定；煤种适应能力较强。不足的是金属耗量高，制造复杂，定；煤种适应能力较强。不足的是金属耗量高，制造复杂，故对其推广受到一定限制。故对其推广受到一定限制。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型图5.7KZL4-1.3-A型锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉图5.8DZL2-1.3-AII锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉水管锅炉是水在管内流动，烟气在管外流动而进行换水管锅炉是水在管内流动，烟气在管外流动
31、而进行换热的锅炉。与烟管锅炉相比，水管锅炉在结构上没有特大热的锅炉。与烟管锅炉相比，水管锅炉在结构上没有特大直径的锅筒富有弹性，弯水管替代直烟管，不但节约金属直径的锅筒富有弹性，弯水管替代直烟管，不但节约金属材料，更为提高容量和蒸汽参数创造了条件。在燃烧方面，材料，更为提高容量和蒸汽参数创造了条件。在燃烧方面，可以根据燃用燃料的特性自如处置，从而改善了燃烧条件，可以根据燃用燃料的特性自如处置，从而改善了燃烧条件，使热效率有较大的提高。从传热学观点来看，可以尽量组使热效率有较大的提高。从传热学观点来看，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织烟气对水管受热面作横向冲刷，传热
32、系数比纵向冲刷的烟管要高。烟管要高。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型5.2.3 水管锅炉水管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉 此外，因水管锅炉有良好的水循环，水质一般又都经此外，因水管锅炉有良好的水循环，水质一般又都经严格处理，所以即便在受热面蒸发率很高的条件下，金属严格处理，所以即便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迅垢除灰等条件也比烟管锅炉好，因此它在近百年中得到迅速的发展。速的发展。水管锅炉形式繁多，构造各异。按锅筒数目有水管锅炉形式繁多，
33、构造各异。按锅筒数目有单锅筒单锅筒和双锅筒和双锅筒之分；按锅筒放置形式又可分为之分；按锅筒放置形式又可分为立置式、纵置式立置式、纵置式和横置式和横置式等几种。现就几种常用水管锅炉的结构和特点，等几种。现就几种常用水管锅炉的结构和特点，分别介绍如下。分别介绍如下。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉1.自然循环锅炉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，结构的直水管组成的燃油锅炉，结构如图如图5.9所示所示。直水管沿环。直水管沿环形上、下集箱圆周布置，有内外两层，内层包围的空间为形
34、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炉膛，内外两层之间竖直的“狭缝狭缝”为烟气的对流烟道。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。外侧焊有鳍片。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型5.2.3.1 立置式水管锅炉立置式水管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉燃烧器置于炉顶，燃料油由燃烧器喷出着火，在炉膛燃烧器置于炉顶，燃料油由燃烧器喷出着火，在炉膛中燃烧放热，经由内圈直管内侧管壁组成的辐射受热面换中燃烧放热，经由内圈直管内侧管壁组成的辐射受热面换热后，烟气通过靠炉前侧的炉膛
35、出口，分左、右两路进入热后，烟气通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，在炉后汇合进入出口烟箱，最侧壁面组成的对流受热面，在炉后汇合进入出口烟箱，最后经烟囱排入大气。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，蒸汽经汽水分离器分离后，吸热，汽水混合物进入上集箱，蒸汽经汽水分离器分离后，通过主蒸汽阀送往用户。分离下来的水则通过下降管道流通过主蒸汽阀送往用户。分离下来的水则通过下降管
36、道流回下集箱，形成水的自然循环回路。回下集箱，形成水的自然循环回路。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉锅炉炉膛水冷程度大，炉内温度较低，能抑制和减少锅炉炉膛水冷程度大，炉内温度较低，能抑制和减少NOx的形成，有利环境保护；对流受热面因烟气横向冲刷，的形成，有利环境保护；对流受热面因烟气横向冲刷，扰动剧烈，既强化了传热，又有清灰作用；这种形式的锅扰动剧烈，既强化了传热，又有清灰作用；这种形式的锅炉结构简单，体积小，占地少，可采用微电脑全自动控制，炉结构简单，体积小，占地少，可采用微电脑全自动控制，操作方便。但对水质要求较高，水容量也较小，当外界负操作方便。但对水质要
37、求较高，水容量也较小，当外界负荷变化或间断给水时，汽压波动较大，也难以清垢。荷变化或间断给水时，汽压波动较大，也难以清垢。此型锅炉国产产品有多种规格，蒸发量为此型锅炉国产产品有多种规格，蒸发量为1004000t/h，蒸汽压力为蒸汽压力为0.71.2MPa,外形尺寸外形尺寸(长长宽宽高高)有有0.965m0.715m1.525m和和2.815m2.230m4.0m两种。两种。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉2.强制循环直流锅炉强制循环直流锅炉直流锅炉是指直流锅炉是指给水在水泵压头作用下，依次顺序通过给水在水泵压头作用下，依次顺序通过加热、蒸发和过热各个受热面，产生
38、额定参数蒸汽的锅炉。加热、蒸发和过热各个受热面，产生额定参数蒸汽的锅炉。图图5.10是是一台双套筒直流燃油锅炉，由单根盘管旋绕成两一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。部筒壁为对流受热面。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉由图可见，此型锅炉烟气为三回程，装置于炉顶的燃由图可见，此型锅炉烟气为三回程，装置于炉顶的燃烧器向下喷雾燃烧，至炉底为第一回
39、程；烟气折返向上在烧器向下喷雾燃烧，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。程），最后由下侧出口流出至烟囱。给水从外筒上端进入，盘绕向下流至外筒下端后进入给水从外筒上端进入，盘绕向下流至外筒下端后进入内筒下端，再盘绕向上流至内筒上端形成蒸汽流出。内筒下端，再盘绕向上流至内筒上端形成蒸汽流出。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉此型锅炉烟气与给水逆
40、向流动，强化了对流换热，有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；受热面设计为弹性结构，由盘管组成，承受压力变化和热膨胀能设计为弹性结构，由盘管组成，承受压力变化和热膨胀能力大为改善。当然，它也存在直流锅炉共有的缺点，即水力大为改善。当然，它也存在直流锅炉共有的缺点，即水质要求高，泵的耗电量大。质要求高，泵的耗电量大。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型图5.9立置式水管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉
41、的炉型图5.10双套筒直流燃油锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉1.单锅筒纵置式水管锅炉单锅筒纵置式水管锅炉图图5.11所示为所示为一台一台DZD20-2.5/400-A型抛煤机倒转链条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，构成了置于炉膛两侧，构成了“人人”字形布置形式，也称人字型字形布置形式，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则由对流管接由锅筒引下，后墙及两侧墙水冷壁的下降管则由对流管束的
42、下集箱引出。两侧水冷壁下集箱又兼作链条炉排的防束的下集箱引出。两侧水冷壁下集箱又兼作链条炉排的防渣箱。渣箱。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型5.2.3.2 纵置式水管锅炉纵置式水管锅炉第五章供热锅炉第五章供热锅炉此型锅炉配置了机械风力抛煤机和倒转链条炉排。新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，在此开始着火燃烧，随着链条炉煤大部分抛向炉膛后部，在此开始着火燃烧，随着链条炉排由后向前逐渐移动，煤也逐渐烧尽，最后灰渣在锅炉前排由后向前逐渐移动，煤也逐渐烧尽，最后灰渣在锅炉前端落入灰渣斗。炉内高温烟气经靠近前墙左右两侧的烟窗端落入灰渣斗。炉内高温烟气经靠近前墙左右两
43、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。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，左右两侧的烟气相汇合，折转对流放热。在炉后的顶部，左右两侧的烟气相汇合，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装置，否则最后排入烟囱。此型锅炉要求配置有高效除尘装置，否则将会对周围环境造成较严重的烟尘污染。将会对周围环境造成较严重的烟尘污染。5.2 供热锅炉的炉型供
44、热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉2.双锅筒纵置式水管锅炉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，这种水管锅炉，按照锅炉与炉膛布置的相对位置不同，分为分为D型和型和O型型两种布置结构。两种布置结构。图图5.12所示为所示为SZL2-1-25-AII型双锅筒纵置式型双锅筒纵置式“D”型链型链条炉排锅炉，它的炉膛与纵置双锅筒和胀接其间的管束组条炉排锅炉，它的炉膛与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。炉膛四壁一般成对流受热面，烟道平行设置，各居一侧。炉膛四壁一般均布置水冷壁管，其中一侧水冷壁管直接引入上锅筒，封均布置水冷壁管，其中一侧水
45、冷壁管直接引入上锅筒，封盖了炉顶，犹如盖了炉顶，犹如“D”字。在对流烟道中设置折烟隔板，以字。在对流烟道中设置折烟隔板，以使烟气流对管束横向冲刷。折烟隔板有垂直和水平微倾两使烟气流对管束横向冲刷。折烟隔板有垂直和水平微倾两种布置，后者多数用于少灰的燃油锅炉。此种锅炉种布置，后者多数用于少灰的燃油锅炉。此种锅炉5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉的炉膛在右侧，四周均布水冷壁，左右侧水冷壁的上端直接的炉膛在右侧，四周均布水冷壁，左右侧水冷壁的上端直接接于上锅筒，下端则分别接于下集箱，兼作防焦箱，前后水接于上锅筒，下端则分别接于下集箱，兼作防焦箱，前后水冷壁管则分别通过上
46、、下集箱与锅筒相连，构成四个独立的冷壁管则分别通过上、下集箱与锅筒相连，构成四个独立的水循环回路系统。水循环回路系统。由于炉膛偏置一侧，燃烧条件较为优越，得益于炉膛后由于炉膛偏置一侧，燃烧条件较为优越，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创造了具部设置的卧式旋风燃烬室，它为从炉膛出来的烟气创造了具备一定温度和滞留时间的空间环境，使烟气中夹带残存的可备一定温度和滞留时间的空间环境，使烟气中夹带残存的可燃物质在此得以继续燃烧，降低不完全燃烧损失。燃烬室的燃物质在此得以继续燃烧，降低不完全燃烧损失。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后墙是一圆弧形壁面，高
47、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。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 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉高温烟气出燃烬室后，折转高温烟气出燃烬室后，折转90自后向前横向冲刷顺列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
48、锅炉出口。烟气从省煤器上方进入，绕至锅炉出口。烟气从省煤器上方进入，绕U形烟道后又从上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，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。此型锅炉的受热面布置较减轻了烟尘对环境的污染和危害。此型锅炉的受热面布置较为富裕，保证出力，热效率可达为富裕，保证出力，热效率可达78%80%。图图5.13所示为所示为一上锅筒采用长锅筒结构的一上锅筒采用长锅筒结构的SZL6-1-3AII“O”型锅炉，此型锅炉的
49、炉膛在前，对流管束在后，从型锅炉，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正面看，居中的纵置双锅筒间的对流管束恰呈“O”字形。字形。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉此型锅炉在炉膛四周布有密排水冷壁，以吸收炉膛高此型锅炉在炉膛四周布有密排水冷壁，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。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。燃烧后的在炉膛和对流管束之间烟道中，设置了燃烬室。燃烧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高温烟气从炉膛后侧进入燃烬
50、室，在对流烟道内顺着折烟墙呈墙呈“U”形流动，横向冲刷管束，之后引至尾部单独布置形流动，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。大气。燃烧设备是链条炉排锅炉，采用双侧进风，并配置刮燃烧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除灰渣。板出渣机以排除灰渣。5.2 供热锅炉的炉型供热锅炉的炉型第五章供热锅炉第五章供热锅炉此型锅炉具有结构紧凑、金属耗量低、水容积大及水此型锅炉具有结构紧凑、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，循环可靠等特点。它的制造和部
