锅炉结构

图4 WNL2-13型内燃回火管锅炉 1―链条炉排 2―烟管 3―锅壳 4―炉胆 此锅炉锅壳内径2m，壁厚14mm，长3.44m，前后管板厚14mm，板边钻孔并与锅壳炉胆焊在一起。炉胆由圆筒和波形环组焊而成，内径940mm，壁厚12mm，与锅壳长度相等。烟管用φ51×3的无缝钢管分别与前后管板焊接或胀接在一起。前后管板的上部都用斜拉撑加强。 这种锅炉的优点是结构紧凑，套装出厂，运输方便。安装时不需要特殊的加固基础。水容积比水管锅炉小，点火升压比火管锅炉快，负荷稳定。耗钢量较小，比兰开夏少一半。烟气流程长，速度较快，传热系数较大，不积灰，但阻力也大，需配引风机。主要缺点是刚性连接的部位较多，在温度应力长期作用下，易使拉撑开裂或在管板的扳边处及管孔等处产生裂纹，胀接处也容易泄漏。对水质要求较高，积于烟管外的水垢不易清除，给水必须处理。 卧式内燃回火管锅炉的容量有1~10t/h数种；蒸汽压力为8或13at＜sub＞表压＜sub＞，饱和温度；锅炉总重在6.2~19t范围内。 四、 水管锅炉 火管锅炉的受热面基本上是在锅壳内部，因而其蒸发量和压力都受到很大限制。水管锅炉可以突破这种限制，因而大、中型锅炉都在水管锅炉范畴内发展。水管锅炉使受热面由锅壳内转移到锅壳外，利用火焰和烟气加热水冷壁、对流管束、过热器、省煤器等，把热量传给工质。水管锅炉的出现给锅炉的发展带来了一个飞跃，使得锅炉的容量（蒸发量）和参数不断提高，结构和类型不断发展，热效率明显提高，金属耗量大为降低。由于由锅壳炉胆受热转变为管系受热，锅炉的安全性能也显著提高。 水管锅炉的结构型式很多，按锅筒数量和布置方式的不同分为单纵、双纵、双横等型式。 （一） 分联箱横锅筒直水管锅炉 分联箱直水管锅炉（拔伯葛锅炉）是水管锅炉中较老的，锅筒放置方式有纵横两种型式。 分联箱横锅筒直水管锅炉的结构如图5所示。 图5 分联箱横锅筒直水管锅炉 1―前分联箱 2―炉管 3―过热器 4―折烟墙 5―锅筒 6―分联管 7―后分联箱 “锅”的部分主要由锅筒、前后分联箱、炉管、蒸汽过热器等组成。锅筒是一个两端带凸形封头的圆筒形壳体，装在锅炉后部的最高位置。圆筒壳体的下部和侧面都开有管孔，以便胀接后联管与前联管。筒体上部有饱和蒸汽管与蒸汽过热器相连。两端的封头，一端开设人孔，另一端接进水管。前后分联箱为波浪式，截面为矩形，由特制设备冲压而成。后分联箱的上侧由后联管与锅筒下部相通，侧面装接直水管，与直水管对应位置开有椭圆形手孔。锅炉容量的大小由分联箱的对数及每对分联箱接装的管数来决定。炉管包括直水管和前后联管，直水管数量多，是锅炉的主要受热面，一般为φ102mm的无缝钢管，分别与前后分联箱连接，装置得前高后低，与水平面约成15°角，以利水循环。分联是锅筒与分联箱之间的联通管道。前分联管将汽水混合物导入锅筒，后分联管将锅筒中的水导入后分联箱。蒸汽过热器水平装设在直水管的上部，由U形管胀接于方形联箱而成，它的进口联箱由饱和蒸汽管与锅筒相通，出口联箱接蒸汽口总管。烟气由炉膛下部上升经过两道折烟墙上下翻腾冲刷炉管。 近年来许多拔伯葛锅炉的炉膛内部加装了水冷壁，使其出力和效率有所提高。 这种锅炉的优点是分联箱容易拆装，直炉管便于清除水垢，热效率比火管锅炉高。缺点是联箱制造困难，易渗漏，超负荷时对水循环不好，下排炉管易发生汽阻。 常用的分联箱横锅筒直水管锅炉的蒸发量为2~4t/h；过热蒸汽参数为13at＜sub＞表压＜sub＞，250℃。 （二） 双横锅筒弯水管锅炉 双横锅筒弯水管锅炉又称K型锅炉，其结构如图6所示。 图6 SHH4-13型双横锅筒弯水管锅炉 1―水冷壁厚 2―炉墙 3―下降管 4―联箱 5―炉排 6―上锅筒 7―对流管束 8―隔火墙 9―下锅筒 此种锅炉构造简单，使用较广。“锅”的部分主要由上、下锅筒、对流管束、水冷壁管、联箱、下降管等组成。每个锅炉有两个横置的锅筒，上锅筒略向前倾，两锅筒中心连线与垂直线约成10°角。锅筒是两端都带有凸形封头的圆筒形壳体，上锅筒直径比下锅筒略大，上锅筒的下半部与下锅筒的上半部对应开孔，以便胀接对流管束。锅筒一侧封头开有扳边人孔。对流管束一般采用φ51mm的无缝钢管两端弯成适当的弧度，使管端能垂直胀接在上、下锅筒上。水冷壁管也是φ51mm的无缝钢管，它按前墙与顶棚的夹角弯成角度不小于105°的弯管，构成前水冷壁与顶棚水冷壁，水冷壁一端胀接在上锅筒侧壁的管孔上，另一端与横置在前墙外面的水冷壁联箱连接。水冷壁 联箱是方形和圆形的，方型联箱一般是一侧开管孔，对侧开手孔，水冷壁管是胀接的。圆形联箱不在管孔对侧开手孔，水冷壁管是焊接的。下降管是两根φ102mm的无缝钢管，上端分别胀接在上锅筒两端，下端与前联箱连接。锅筒及全部炉管的重量由下锅筒底下的两个铁座（一个固定，一个滑动）支承。 锅炉前面是炉膛，对流管束由三道隔火墙隔成三个烟道。燃煤在活动炉排上燃烧，烟气从炉膛左侧进入第一个烟道，按“Z”字形流动，横向冲刷管束。 这种锅炉的优点是结构紧凑、弹性好，制造安装都很方便，金属耗量小热较率高。缺点是汽水容量小，运行中易发生缺水事故，对水质处理要求高，手工加煤时体力劳动强度大。 双横锅筒弯水管锅炉的蒸发量为2、3、4t/h；蒸汽参数为13at＜sub＞表压＜sub＞，饱和温度（或250℃的过热蒸汽）；锅炉热效率约为70~75%。 （三） 双横锅筒煤粉锅炉 双横锅筒煤粉锅炉是我国生产的一种新炉型，如图7所示。 图7 双横锅筒煤粉锅炉 1―上锅筒 2―对流管束 3―省煤器 4―下锅筒 5―空气预热器 6―联箱 7―炉膛 8―水冷壁 此种锅炉的结构特点主要表现在风煤烟系统上。“锅”的部分仍然是上、下锅筒，水冷壁管和对流管束。上、下锅筒横向布置，中心位于同一垂直线上，上锅筒直径较大（φ1200mm），它的重量通过对流管束由下锅筒（φ900mm）支承。水冷壁管为φ51mm的无缝钢管，沿炉膛的四壁铺设，但在后墙上部排列较稀，形成防渣排管。对流管束直径为38mm，在其间布置有隔火墙。尾部烟道内布置有省煤器和空气预热器。 两个煤粉燃烧器对称地布置在侧炉墙的中下部（图7炉膛中下部空白处）。火焰通过辐射将热量传给水冷壁管；高温烟气由炉膛上升，经过防渣排管，沿隔火墙隔成的回路流过对流管束，通向尾部的省煤器和空气预热器，最后经除尘器由排风机排入烟囱。 双横锅筒煤粉锅炉目前使用的有SHS20-13及SHS20-25/400两种。这种锅炉的体积比较小、金属耗量较低、热效率较高，但系统较复杂（比一般小型锅炉增加了热风系统和煤粉制备系统），运行操作要求较高。 水管锅炉的结构型式非常多，如双纵锅筒抛煤机型锅炉（SZP型，又称Д、К、В型）、双横锅筒链条炉排锅炉等都是常用的炉型，其本体结构都大致相同。 五、 水火管锅炉 水火管锅炉是带有水汽壁的卧式外燃锅炉，也就是近年通常讲的卧式快装锅炉。它由卧式外燃回火管锅炉发展而来，是当前国内应用数量最多的一种锅炉。 快装或整装是指在制造厂组装好，整体运往使用单位，所以要求它结构紧凑、尺寸小、重量轻，以便于运输和迅速安装。 卧式快装锅炉主要由锅壳、烟管、水冷壁管、下降管和前后烟箱等部分组成。锅壳是一个两端带有平形封头（管板）的圆筒形壳体，筒壳两侧中部开有一排连接水冷壁管的管孔，中下部开有连接下降管的管孔，上部开有人孔。前后管板向内板边与筒壳连接，它的中下部开有许多用以胀接烟管的管孔。烟管一般φ57×3的无缝钢管，与前后管板胀接后板边成喇叭形。水冷壁管（上升管）一般采用φ63.5×4的无缝钢管，上端与锅壳、下端与联箱（φ159×6无缝钢管制成）焊接。下降管（φ133×6）也是上端与锅壳、下端与联箱焊接。这种锅炉采用外燃炉膛，燃煤在锅筒下面的炉排（固定炉排或链条炉排）上燃烧，火焰经后拱上部的燃烬室向上进入烟室，由烟室进入第一束烟管到前烟箱，再折回到第二束烟管通往省煤器，然后由引风机抽到烟囱排出。 这种锅炉的主要优点是：结构紧凑，体积小，整装出厂便于运输安装，金属耗量小；烟速较高，传热效果较好，热效率高，生火启动较快。主要缺点是：锅壳受热部位沉积泥渣时传热恶化，易过热鼓包变形；排污系统布置不够合理，影响排污效果；前后管板与筒体间的角板拉撑系全焊结构，受力情况复杂，易于被拉裂或导致筒体出现裂纹，甚至酿成大事故；烟管外面的水垢不易清除；水容积小，水位下降快，需保证连续供水。 卧式快装锅炉的蒸发量有1~4t/h数种；蒸汽压力为8at＜sub＞表压＜sub＞或13at＜sub＞表压＜sub＞，饱和温度；重量在7.8~26t的范围内（包括铁皮外壳和底座）。